導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

首先我們先對(duì)機(jī)械能的概念做一下介紹，物體的機(jī)械能是指物體的動(dòng)能和勢(shì)能的總和。這是機(jī)械能的定義，在具體計(jì)算時(shí)，學(xué)生通常把不同狀態(tài)下的動(dòng)能和勢(shì)能加在一起，這是概念不清。動(dòng)能、勢(shì)能和機(jī)械能都是狀態(tài)量，同一物體不同狀態(tài)下，這三個(gè)量是會(huì)變化的，所以要分別運(yùn)算；同樣即使是同一物體，狀態(tài)不同，動(dòng)能和勢(shì)能是不能相加而等于物體的機(jī)械能。

機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容是：在只有重力或彈力做功的情況下，物體的動(dòng)能和重力勢(shì)能（或彈性勢(shì)能）發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能的總量保持不變。機(jī)械能守恒定律的公式：

機(jī)械能守恒定律能解決的問(wèn)題（1）與物置變化有關(guān)的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題如：自由落體運(yùn)動(dòng)，拋體運(yùn)動(dòng)，物體在光滑斜面上的自由滑動(dòng)等等。（2）求解動(dòng)能、勢(shì)能或只與物體速度和高度有關(guān)的問(wèn)題。

每個(gè)物理定理和定律都會(huì)有它特定的應(yīng)用條件，機(jī)械能守恒定律應(yīng)用時(shí)也需要一定的條件：首先研究對(duì)象一般為一個(gè)物體（或一個(gè)系統(tǒng)即一個(gè)整體），同時(shí)這個(gè)物體只受重力（彈力）；或者除重力（彈力）外其它的合力為零。

由于機(jī)械能守恒定律中涉及物體的兩種狀態(tài)和物體兩種位置，初學(xué)者在應(yīng)用時(shí)不容易掌握而且容易混淆。我們通過(guò)實(shí)例來(lái)具體分析一下：

（1）自由落體過(guò)程物體機(jī)械能守恒。如圖-1質(zhì)量為 m的物體，從高處自由下落。當(dāng)它位于最高點(diǎn)（位置A時(shí)），高度是h1，速度v1=0.因此Ek1=0，Ep1=mgh1，物體的總機(jī)械能為：E1=Ek1+Ep1=mgh1

當(dāng)物體下落到位置B時(shí)，它的高度是h2，這時(shí)它的速度

所以物體的總機(jī)械能為

（2） 拋體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，物體的機(jī)械能守恒。無(wú)論物體做的是平拋、斜拋、豎直上拋或豎直上拋等等，只要是忽略空氣阻力的拋體運(yùn)動(dòng)，由于物體在空中只受重力，只有位置的高低變化，所以只有重力在做功，物體在整個(gè)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能不變，只有重力勢(shì)能和動(dòng)能之間進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)化，但總的機(jī)械能保持不變。

例：一石子從離地面20m高處，以15m/s的速率水平拋出，則石子落地時(shí)的速率是多少？

分析：設(shè)石子質(zhì)量為m，由于石子在拋出到落地之前，忽略空氣阻力，只受重力作用，只有重力對(duì)石子做功，所以石子在下落的整個(gè)過(guò)程中機(jī)械能是守恒的。題中明確了兩個(gè)位置的狀態(tài)，一個(gè)事拋出點(diǎn)，已知距地面高度，可知重力勢(shì)能；知道速率，可知此時(shí)的動(dòng)能；另一個(gè)位置是落地點(diǎn)，知道在地面上，因此重力勢(shì)能為零，求速率，可以用動(dòng)能表示。所以可以用兩個(gè)位置的機(jī)械能相等求解。

解：設(shè)石子的質(zhì)量為m，地面為零勢(shì)能面，對(duì)石子在拋出點(diǎn)和落地點(diǎn)列出機(jī)械能相等，得

再有與我們實(shí)際生活中相關(guān)的實(shí)例，如：山崖炮臺(tái)上的大炮，以某一角度發(fā)射炮彈，炮彈出膛的速度為200m/s，結(jié)果正中海平面的高度為205m，不計(jì)空氣阻力。求炮彈擊中敵艦時(shí)的速度是多少？（g=10m/s2）

分析：本題中炮彈發(fā)射后做拋體運(yùn)動(dòng)，整個(gè)過(guò)程機(jī)械能守恒。要求炮彈擊中敵艦時(shí)的速度，正好與動(dòng)能有關(guān)，而且題中有兩個(gè)位置：炮彈出膛時(shí)和炮彈擊中敵艦時(shí)，所以應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題很方便。

解：研究炮彈運(yùn)動(dòng)過(guò)程，設(shè)海平面為零勢(shì)能面，應(yīng)用機(jī)械能守恒定律，得

（3） 圓周運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒。由于圓周運(yùn)動(dòng)在過(guò)程中，物體只受重力和拉力，拉力和物體的速度方向始終垂直，因此拉力不做功；物置有高低的變化，重力做功；即在圓周運(yùn)動(dòng)過(guò)程中（忽略阻力）只有重力做功，所以物體的機(jī)械能守恒。因此遇到圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題我們可以首先想到應(yīng)用機(jī)械能守恒定律來(lái)解題，這樣非常的簡(jiǎn)便。

例如：如圖-2所示質(zhì)量為m的小球用細(xì)繩拉著，繩長(zhǎng)0.5m（忽略小球的半徑），從A點(diǎn)靜止釋放，當(dāng)它落到最低點(diǎn)B時(shí)的速率為多少？（g=10m/s2）

分析：研究質(zhì)量為m 的小球，小球從A點(diǎn)擺動(dòng)到B點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，小球受重力和拉力，拉力不做功，只有重力做功，所以機(jī)械能守恒。

解：研究小球從A 運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程，小球的機(jī)械能守恒。設(shè)B點(diǎn)為零勢(shì)能面，列出A點(diǎn)和B點(diǎn)機(jī)械能相等，得

（4） 在光滑斜面和光滑曲面上自由滑動(dòng)的物體機(jī)械能守恒。 因?yàn)樵诠饣泵婧凸饣嫔献杂苫瑒?dòng)的物體 ，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的每個(gè)位置都只受兩個(gè)力：重力和支持力 。支持力時(shí)刻與速度方向垂直，即支持力與位移垂直，支持力不做功；那么只有重力做功，則物體的機(jī)械能守恒。 例如 ： 如圖-3物體從1m高、3m長(zhǎng)的光滑斜面頂端由靜止開(kāi)始無(wú)摩擦地滑下，到達(dá)斜面底端時(shí)的速度多大？（g=10m/s2）

分析：斜面光滑即沒(méi)有摩擦力，斜面的支持力與斜面垂直不做功，只有物體的重力做功，物體在下滑過(guò)程中機(jī)械能是守恒的。

篇2

一、系統(tǒng)機(jī)械能守恒問(wèn)題

由于在以前做的習(xí)題大多是一個(gè)物體的機(jī)械能守恒，因此在遇到系統(tǒng)機(jī)械能守恒時(shí)，學(xué)生往往容易犯經(jīng)驗(yàn)主義錯(cuò)誤，考慮不到系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，還是當(dāng)作個(gè)體的機(jī)械能守恒來(lái)處理。

例1：如圖所示，斜面置于光滑的水平面上，其光滑斜面上有一物體由靜止開(kāi)始下滑，在物體下滑的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）。

A.物體的重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增加

B.物體的機(jī)械能不變

C.斜面對(duì)物體的支持力垂直于支持面，不對(duì)物體做功

D.物體和斜面組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

因?yàn)閷W(xué)生熟悉的是斜面固定不動(dòng)的情況：當(dāng)斜面固定不動(dòng)，物塊沿斜面運(yùn)動(dòng)時(shí)，支持力F與物塊位移方向垂直，不做功，此時(shí)對(duì)于物體來(lái)說(shuō)只有重力做功，物體的機(jī)械能守恒。有的學(xué)生照搬以前的經(jīng)驗(yàn)，而不加以分析，本題就易選成（A、B、C），其實(shí)當(dāng)斜面不固定時(shí)，在物塊沿斜面下滑的同時(shí)，斜面體也要向后退，此時(shí)斜面對(duì)物體的支持力雖然垂直于支持面，但它要做功，物體的機(jī)械能一部分要轉(zhuǎn)化為斜面的機(jī)械能，此時(shí)應(yīng)當(dāng)是斜面和物體這個(gè)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，故答案應(yīng)當(dāng)為（A、D）。

再如右圖，一固定的楔形木塊，頂上有一定滑輪，一柔軟的細(xì)線跨過(guò)定滑輪，兩端分別與物塊A和B連結(jié)，A的質(zhì)量大于B的質(zhì)量，讓A沿斜面下滑而B(niǎo)上升，物塊A與斜面間、繩與滑輪間的摩擦都不計(jì)。在A、B運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，除重力對(duì)A、B做功外，細(xì)線的拉力對(duì)A、B均做功，所以對(duì)A、B個(gè)體而言機(jī)械能都不守恒，但拉力做功的代數(shù)和為零，所以A、B及細(xì)線組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。

例2：如圖所示，一輕彈簧固定于O點(diǎn)，另一端系一重物，將重物從與懸點(diǎn)O在同一水平面且彈簧保持原長(zhǎng)的A點(diǎn)無(wú)初速釋放，讓它自由下擺，不計(jì)空氣阻力，在重物由A點(diǎn)擺向最低點(diǎn)的過(guò)程中（）。

A.重物的重力勢(shì)能減小B.重物的機(jī)械能不變

C.重物的機(jī)械能減小D.重物和彈簧系統(tǒng)的機(jī)械能不變

學(xué)生以前做過(guò)物體在細(xì)線的拉力作用下在豎直平面作圓周運(yùn)動(dòng)的習(xí)題，由于此時(shí)只有重力做功，所以物體的機(jī)械能守恒。而在本題的情境中，對(duì)重物重力做正功，重力勢(shì)能減??；但同時(shí)彈力做負(fù)功，重物的機(jī)械能也要減小。從能量的轉(zhuǎn)化角度講，物體機(jī)械能的減少量等于彈簧彈性勢(shì)能的增加量，所以重物的機(jī)械能不守恒，以重物和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。

由上可見(jiàn)，在我們遇到題目中出現(xiàn)了兩個(gè)或兩個(gè)以上的物體組成的系統(tǒng)，或者是出現(xiàn)了彈簧時(shí)，就要思考是個(gè)體的機(jī)械能守恒還是系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，而不能直接從以前的經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，犯不該犯的錯(cuò)誤。

二、系統(tǒng)機(jī)械能不守恒問(wèn)題

一般情況下物體的碰撞或繩子的突然拉伸等，都會(huì)使一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，此時(shí)機(jī)械能必定不守恒，而學(xué)生做題時(shí)總?cè)菀讓⑦@一點(diǎn)忽略，從而造成錯(cuò)誤。

例3：一長(zhǎng)為l的細(xì)繩固定在O點(diǎn)，O點(diǎn)離地的高度大于l，另一端系一質(zhì)量為m的小球。開(kāi)始時(shí)，繩與水平方向夾角為30°，如圖所示，求小球由靜止釋放后運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)C點(diǎn)時(shí)的速度。

分析：本題易犯的錯(cuò)誤是認(rèn)為小球運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中機(jī)械能守恒，從而得到：

mgh=mv，

代入數(shù)據(jù)可得v=。

其實(shí)，小球的運(yùn)動(dòng)可分為兩部分，如圖所示，小球從A點(diǎn)由靜止釋放后，先是做自由落體運(yùn)動(dòng)，到繩在水平線下方30°的B點(diǎn)時(shí)，繩才伸直開(kāi)始做圓周運(yùn)動(dòng)。在B點(diǎn)小球在繩的拉力作用下速度的方向由豎直向下改變?yōu)檠厍芯€方向，小球沿繩方向的分速度變?yōu)榱?，小球的一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為繩子的內(nèi)能。因此在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，小球的機(jī)械能并不守恒。

正確的解法應(yīng)為：A到B的過(guò)程中機(jī)械能守恒，可得：

mgh=mv帶入數(shù)據(jù)：v=，

在B點(diǎn)由于繩子的拉力作用，小球的速度只有切向分速度v=vcos30°=，

在B到C的過(guò)程中只有重力做功，機(jī)械能守恒，有：

Mgh+mv=mv得：v=。

例4：如下圖所示，光滑水平面上有A、B兩輛小車，C球用0.5m長(zhǎng)的細(xì)線懸掛在A車的支架上，已知m=m=1kg，m=0.5kg。開(kāi)始時(shí)B車靜止，A車以v=4m/s的速度駛向B車并與其正碰后粘在一起，若碰撞時(shí)間極短且不計(jì)空氣阻力，g取10m/s，求C球擺起的最大高度。

本題易犯的錯(cuò)誤是考慮不到AB碰撞是完全非彈性碰撞，系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒，從而得到：

A、B、C組成的系統(tǒng)在整個(gè)過(guò)程中動(dòng)量守恒，有

（m+m）v=（m+m+m）v，

再由能量守恒定律，系統(tǒng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，可得：

mgh=（m+m）v-（m+m+m）v代入數(shù)據(jù)得h=0.96m，

要考慮到AB碰撞的機(jī)械能損耗，正確的解法是：

由于A、B碰撞時(shí)間極短，C球尚未開(kāi)始擺動(dòng)，AB組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，有mv=（m+m）v，

由能量守恒定律，系統(tǒng)有部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，即

E=mv-（m+m）v，

對(duì)A、B、C組成的系統(tǒng)，圖示狀態(tài)為初始狀態(tài)；C球擺起到最大高度時(shí)，A、B、C有共同速度v，該狀態(tài)為終了狀態(tài)，整個(gè)過(guò)程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，有

（m+m）v=（m+m+m）v，

系統(tǒng)能量守恒，有

E+mgh=（m+m）v-（m+m+m）v。

由上述方程分別求出A、B剛粘合在一起的速度v=2m/s，E=4J，系統(tǒng)最后的共同速度v=2.4m/s，最后求得小球C擺起的最大高度h=0.16m。

通過(guò)這兩道例題可以發(fā)現(xiàn)，學(xué)生之所以犯錯(cuò)是因?yàn)楹雎粤死K子忽然伸長(zhǎng)或是碰撞而消耗的機(jī)械能，如果在解題時(shí)注意到這一點(diǎn)就不會(huì)犯這樣的錯(cuò)誤。

篇3

物理課程是工科各專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生在掌握基本物理規(guī)律的基礎(chǔ)上，熟悉物理知識(shí)在實(shí)際生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，了解物理知識(shí)在后續(xù)專業(yè)課程的作用。在蘇州大學(xué)出版社出版的五年制高等職業(yè)《物理》（第一冊(cè)）中，第5章第五節(jié)“機(jī)械能守恒定律”的探究建立在前面所學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上，而機(jī)械能守恒定律又是普遍的能量守恒定律的一種特殊情況。教材通過(guò)多個(gè)具體實(shí)例，說(shuō)明勢(shì)能和動(dòng)能，先猜測(cè)動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系，引出對(duì)機(jī)械能守恒定律及守恒條件的探究，由定性分析到定量計(jì)算，逐步深入，最后得出結(jié)論，并通過(guò)應(yīng)用使學(xué)生領(lǐng)會(huì)定律在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)的優(yōu)越性。

2 學(xué)生分析

學(xué)生在初中已經(jīng)了解動(dòng)能和勢(shì)能的概念，動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化。通過(guò)本章前面幾節(jié)的學(xué)習(xí)，學(xué)生加深對(duì)動(dòng)能和勢(shì)能的概念理解，知道重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系，并會(huì)運(yùn)用動(dòng)能定理解決簡(jiǎn)單的問(wèn)題。但中職學(xué)生物理水平普遍不高，學(xué)習(xí)物理的能力不強(qiáng)，本設(shè)計(jì)力圖通過(guò)生活實(shí)例和物理實(shí)驗(yàn)，展示相關(guān)情景，激發(fā)學(xué)生的求知欲，引出對(duì)機(jī)械能守恒定律的探究，體現(xiàn)從“生活走向物理”的理念，通過(guò)建立物理模型，由淺入深進(jìn)行探究，讓學(xué)生領(lǐng)會(huì)科學(xué)的研究方法，并通過(guò)規(guī)律應(yīng)用鞏固知識(shí)，體會(huì)物理規(guī)律對(duì)生活實(shí)踐的作用。

3 教學(xué)目標(biāo)

3.1 知識(shí)與技能

1）通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生知道物體的動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化。2）通過(guò)對(duì)物體做自由落體的例子分析、推導(dǎo)，得出物體做自由落體的機(jī)械能守恒；并理解機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容，知道它的含義和適用條件。3）在具體問(wèn)題中，能判定機(jī)械能是否守恒，并能列出機(jī)械能守恒的方程式。

3.2 過(guò)程與方法

1）通過(guò)學(xué)習(xí)機(jī)械能守恒定律的推導(dǎo)過(guò)程，學(xué)會(huì)研究物理的科學(xué)方法。2）通過(guò)對(duì)機(jī)械能守恒定律的理解，學(xué)會(huì)在具體的問(wèn)題中判定物體的機(jī)械能是否守恒；學(xué)會(huì)運(yùn)用能量轉(zhuǎn)化和守恒來(lái)解釋物理現(xiàn)象及分析問(wèn)題的方法。

3.3 情感、態(tài)度與價(jià)值觀

1）通過(guò)實(shí)驗(yàn)及物理現(xiàn)象增加學(xué)生對(duì)物理知識(shí)規(guī)律的求知熱情；2）通過(guò)能量守恒的教學(xué)，使學(xué)生樹(shù)立科學(xué)觀點(diǎn)，理解和運(yùn)用自然規(guī)律，并用來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題。

4 教學(xué)重點(diǎn)

1）掌握機(jī)械能守恒定律的推導(dǎo)、建立過(guò)程，理解機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容；2）在具體的問(wèn)題中能判定機(jī)械能是否守恒，并能列出定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式。

5 教學(xué)難點(diǎn)

1）從能的轉(zhuǎn)化和功能關(guān)系出發(fā)理解機(jī)械能守恒的條件；2）能正確判斷研究對(duì)象在所經(jīng)歷的過(guò)程中機(jī)械能是否守恒，能正確分析物體所具有的機(jī)械能，尤其是分析、判斷物體所具有的重力勢(shì)能。

6 教學(xué)方法

演繹推導(dǎo)法、分析歸納法、討論法。

7 教具

滾擺（或溜溜球）、鐵球、圓形軌道（過(guò)山車模型）、細(xì)線、鋼球、投影片、彈簧振子。

8 教學(xué)過(guò)程

8.1 復(fù)習(xí)提問(wèn)，導(dǎo)入新課

1）教師提問(wèn)。本章我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了哪幾種形式的能？動(dòng)能定理的內(nèi)容和表達(dá)式是什么？物體重力做的功與重力勢(shì)能的變化之間有什么關(guān)系？

2）學(xué)生回答。本章我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能。動(dòng)能定理的內(nèi)容：合力對(duì)物體所做的功，等于物體動(dòng)能的改變量。表達(dá)式：W合=EK1-EK2。物體重力做的功與重力勢(shì)能的變化之間的關(guān)系：物體重力做的功等于重力勢(shì)能的減少量。

3）教師總結(jié)。動(dòng)能定理中物體動(dòng)能的改變量是物體的末動(dòng)能減去初動(dòng)能，定理的表達(dá)式：W合=EK1-EK2。物體重力做的功與重力勢(shì)能的變化之間的關(guān)系中的重力勢(shì)能的減少量是初位置的重力勢(shì)能減去末位置的重力勢(shì)能，關(guān)系表達(dá)式：WG=EP1-EP2。動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能統(tǒng)稱為機(jī)械能，本節(jié)課我們就來(lái)研究有關(guān)機(jī)械能的問(wèn)題。提出課題：機(jī)械能守恒定律。

8.2 進(jìn)行新課

1）舉例分析機(jī)械能之間的相互轉(zhuǎn)化。

演示實(shí)驗(yàn)1：滾擺

演示實(shí)驗(yàn)2：過(guò)山車模型（鐵球從圓形軌道某一高度滾下）

引導(dǎo)學(xué)生分析得出：通過(guò)重力做功，物體的動(dòng)能和重力勢(shì)能之間可以相互轉(zhuǎn)化。

展示圖片“撐桿跳高”“拉弓射箭”，引導(dǎo)學(xué)生分析得出：通過(guò)彈力做功，物體的動(dòng)能和彈力勢(shì)能之間可以相互轉(zhuǎn)化。

總結(jié)結(jié)論：機(jī)械能之間可以相互轉(zhuǎn)化。

2）探尋機(jī)械能之間相互轉(zhuǎn)化所遵循的規(guī)律。

①定性分析。

演示實(shí)驗(yàn)3：鋼球用細(xì)繩懸起，請(qǐng)一學(xué)生靠近，將鋼球偏至他鼻子處釋放，鋼球擺回時(shí)，觀察該生反應(yīng)。（調(diào)節(jié)課堂氣氛，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。）釋放鋼球后，鋼球來(lái)回?cái)[動(dòng)，擺回到該生鼻子處返回，不會(huì)碰到鼻子。

演示實(shí)驗(yàn)4：將小鋼球用細(xì)線懸掛一端固定在黑板上部，把小球拉到一定高度的A點(diǎn)，然后放開(kāi)，讓小球在同一平面內(nèi)擺動(dòng)。觀察到小球可以擺到跟A點(diǎn)等高的C點(diǎn)，如圖1甲。再用一釘子固定在小黑板上某點(diǎn)擋住細(xì)線，再觀察，發(fā)現(xiàn)小球雖然不能擺到C點(diǎn)，但擺到另一側(cè)時(shí)，也能達(dá)到跟A點(diǎn)相同的高度，仍等高，如圖1乙。

問(wèn)題1：這個(gè)小實(shí)驗(yàn)中，小球的受力情況如何？各個(gè)力的做功情況如何？能量轉(zhuǎn)化情況？問(wèn)題2：小球擺動(dòng)過(guò)程中總能回到原來(lái)高度，好像“記得”自己原來(lái)的高度，說(shuō)明在擺動(dòng)過(guò)程中有一個(gè)物理量是保持不變的，是什么呢？

學(xué)生觀察演示實(shí)驗(yàn)，思考問(wèn)題，發(fā)表見(jiàn)解：“小球受重力和繩的拉力，繩的拉力不做功，只有重力做功。下降時(shí)，重力做正功，重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增加；上升時(shí)，重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加，動(dòng)能減少。小球擺動(dòng)過(guò)程中總能回到原來(lái)高度，說(shuō)明重力勢(shì)能與動(dòng)能的總和保持不變，也就是機(jī)械能保持不變?！?/p>

②定量分析推導(dǎo)。提出研究方法：在探究物理規(guī)律時(shí)，應(yīng)該是由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，逐步深入，先對(duì)簡(jiǎn)單的物理現(xiàn)象進(jìn)行探究，然后加以推廣深化。在動(dòng)能與勢(shì)能轉(zhuǎn)化的情景中，自由落體（只受重力）應(yīng)該是比較簡(jiǎn)單的。

投影片如圖2所示，質(zhì)量為m的物體自由下落過(guò)程中，經(jīng)過(guò)位置1時(shí)，高度h1，速度v1；下落至位置2時(shí)，高度h 2，速度v2。引導(dǎo)學(xué)生思考分析：若不計(jì)空氣阻力，分析物體由h1下落到h2過(guò)程中機(jī)械能的變化。

分析：質(zhì)量為m的物體自由下落過(guò)程中，只有重力做功，根據(jù)動(dòng)能定理，有WG=mv22-mv12。下落過(guò)程中重力對(duì)物體做功，重力做功在數(shù)值上等于物體重力勢(shì)能的變化量。取地面為參考平面，有WG=mgh1-mgh2。由以上兩式可以得到mv22-mv12=mgh1-mgh2①。移項(xiàng)得mgh1+mv12=mgh2+mv22②，即EP1+EK1=EP2+EK2，E1=E2。引導(dǎo)學(xué)生討論式①的含義是什么？式②的含義又是什么？

在表達(dá)式①中，左邊是物體動(dòng)能的增加量，右邊是物體重力勢(shì)能減少量，該表達(dá)式說(shuō)明：物體在下落過(guò)程中，重力做了多少正功，物體的重力勢(shì)能就減小多少，同時(shí)物體的動(dòng)能就增加多少。在表達(dá)式②中，左邊是物體在初位置時(shí)的機(jī)械能，右邊是物體在末位置時(shí)的機(jī)械能，該式表示：動(dòng)能和勢(shì)能之和不變即總的機(jī)械能守恒。

3）分析機(jī)械能守恒的條件。舉例分析：物體沿光滑斜面下滑，上述結(jié)論是否成立；物體沿光滑曲面下滑，上述結(jié)論是否成立。由學(xué)生推導(dǎo)、分析：物體沿光滑斜面或光滑曲面下滑時(shí)，受重力和支持力作用，支持不做功，只有重力做功，由動(dòng)能定理和重力做功，同樣得出動(dòng)能和勢(shì)能之和即總的機(jī)械能保持不變。

演示實(shí)驗(yàn)5：彈簧振子（水平方向）來(lái)回振動(dòng)。引導(dǎo)學(xué)生分析得出：在只有彈力做功的情形下，系統(tǒng)的動(dòng)能和彈力勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，總的機(jī)械能也保持不變。

演示實(shí)驗(yàn)6：豎直彈簧振子的振動(dòng)。引導(dǎo)學(xué)生分析得出：只有重力和彈力做功的情形下，系統(tǒng)的動(dòng)能和重力勢(shì)能、彈力勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，總的機(jī)械能也保持不變。

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4）歸納結(jié)論。在只有重力和彈力做功的情況下，物體（系統(tǒng)）的動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，物體機(jī)械能總量保持不變。這個(gè)結(jié)論叫做機(jī)械能守恒定律。

8.3 鞏固拓寬

【投影片】

1.分析下列情況下機(jī)械能是否守恒

A.跳傘運(yùn)動(dòng)員從空中勻速下降的過(guò)程

B.重物被起重機(jī)勻速吊起的過(guò)程

C.物體做平拋運(yùn)動(dòng)的過(guò)程

D.物體沿光滑圓弧面下滑

【分析】機(jī)械能守恒的條件：物體只受重力或彈力的作用，或者還受其他力作用，但其他力不做功，那么在動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化過(guò)程中，物體的機(jī)械能守恒。依照此條件分析，AB項(xiàng)均錯(cuò)。答案：CD。

2.某人站在h1=10 m高的陽(yáng)臺(tái)上，以v1=10 m/s的速度隨意拋出一個(gè)小球，如果不計(jì)空氣阻力，求小球落地時(shí)速度的大小。

【分析與解答】小球被隨意拋出，可能上拋、斜拋或斜下拋，方向不定，用牛頓第二定律難以求解落地時(shí)的速度大小。本題用機(jī)械能守恒定律來(lái)解。

小球在空中飛行過(guò)程中，只有重力做功，機(jī)械能守恒。取地面為零勢(shì)能面，小球被拋時(shí)，重力勢(shì)能mgh1，動(dòng)能mv12；小球落地時(shí)，重力勢(shì)能mgh2=0，動(dòng)能mv22。根據(jù)機(jī)械能守恒定律，mgh1+mv12=mgh2+mv22，得mgh1+mv12=mv22，所以v22=2gh1+v12=2×9.8×10+102，v2≈17.2 m/s。

引導(dǎo)學(xué)生分析總結(jié)此題的解題要點(diǎn)、步驟。機(jī)械能守恒定律不涉及運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度、時(shí)間及速度方向，用它處理問(wèn)題要比牛頓定律方便。運(yùn)用機(jī)械能守恒定律解題的基本步驟：1）審題，明確研究對(duì)象；2）對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，并分析各力做功情況，判斷是否符合機(jī)械能守恒條件；3）（符合）選取零勢(shì)能面，找出物體初、末兩狀態(tài)的動(dòng)能和勢(shì)能；4）根據(jù)機(jī)械能守恒定律列等式，求解。

8.4 總結(jié)（略）

8.5 作業(yè)布置

1）課本P131知識(shí)研讀；2）課本P132思考與練習(xí)“1.2”。

8.6 板書設(shè)計(jì)

5.5 機(jī)械能守恒定律

1、機(jī)械能

定義：動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能統(tǒng)稱為機(jī)械能

總的機(jī)械能：E=EK+EP

2、機(jī)械能之間可以相互轉(zhuǎn)化

3、機(jī)械能守恒定律

1）內(nèi)容：在只有重力做功的情形下，物體的動(dòng)能和重力勢(shì)能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變。2）數(shù)學(xué)表達(dá)式：mgh1+mv12=mgh2+mv22或EP1+EK1=EP2+EK2。

4、機(jī)械能守恒條件

1）物體只受重力或彈力的作用；2）物體除受重力或彈力的作用外，還受其他力，其他力不做功或所做功的代數(shù)和為零。

5、運(yùn)用機(jī)械能守恒定律解題的基本步驟

篇4

首先，機(jī)械能守恒是對(duì)系統(tǒng)而言的，而不是對(duì)單個(gè)物體。如：地球和物體、物體和彈簧等。對(duì)于系統(tǒng)機(jī)械能守恒，要適當(dāng)選取參照系，因?yàn)橐粋€(gè)力學(xué)系統(tǒng)的機(jī)械能是否守恒與參照系的選取是有關(guān)的。

其次，適當(dāng)選取零勢(shì)能面(參考平面)，盡管零勢(shì)能面的選取是任意的，但研究同一問(wèn)題，必須相對(duì)同一零勢(shì)能面。零勢(shì)能面的選取必須以方便解題為前提。如研究單擺振動(dòng)中的機(jī)構(gòu)能守恒問(wèn)題，一般選取豎直面上軌跡的最低點(diǎn)作為零勢(shì)能面較為恰當(dāng)。

再次，適當(dāng)選取所研究過(guò)程的初末狀態(tài)，且注意動(dòng)能、勢(shì)能的統(tǒng)—性。

用機(jī)械能守恒定律解題有兩種表達(dá)式，可根據(jù)具體題目靈活應(yīng)用：

①位置1的機(jī)械能E1＝位置2的E2，

即：Ek1+Ep1=Ek2+Ep2

②位置1的Ep1(Ek1)轉(zhuǎn)化為位置2的Ek2(Ep2)

即；Ep1-Ep2=Ek1-Ek2

下面提供二個(gè)例子：

[例1]如圖1所示，一光滑斜面置于光滑水平地面上，斜面頂端有一物體由靜止開(kāi)始沿斜面下滑；在物體下滑過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的有：

（A）物體的重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增加。（B）斜面的機(jī)械能不變。

（C）物體的機(jī)械能減少。（D）物體及斜面組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。

[分析]物體在下滑過(guò)程中對(duì)斜面有垂直于該斜面的壓力。由于斜面不固定，地面又光滑斜面必將向右產(chǎn)生加速度；其動(dòng)能及其機(jī)械能增加。所以（B）項(xiàng)錯(cuò)誤。物件一方面克服斜面對(duì)它的壓力做功：機(jī)械能減少；另一方面由于它的重力做功，重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增加，因此選項(xiàng)(A)(C)正確。對(duì)于物體與斜面組成的物體系；只有物體重力做功，沒(méi)有與系統(tǒng)外物體發(fā)生能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移，機(jī)械能守恒，故（D）項(xiàng)正確。

答案為：（A、C、D）

[例2]如圖2，長(zhǎng)為l的細(xì)繩系于0點(diǎn)，另一端系一質(zhì)量為m的小球，0點(diǎn)正下方距0點(diǎn)1／2處有一小釘，將細(xì)繩拉至與豎宣方向成q＝30o角位置由靜止釋放，由于釘子作用；細(xì)繩所能張開(kāi)的最大角度為a；則角a為多大？（不計(jì)空氣阻力和繩與釘碰撞引起的機(jī)械能損失，a用三角函數(shù)表示）

[解法]小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只有重力做功

篇5

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》在“過(guò)程和方法”中明確指出：要讓學(xué)生 “經(jīng)歷科學(xué)探究過(guò)程，嘗試應(yīng)用科學(xué)探究的方法研究物理問(wèn)題，驗(yàn)證物理規(guī)律……”.

然而，在實(shí)際教學(xué)中“過(guò)程與方法”目標(biāo)還未能真正落實(shí). 這一方面是由于目前的高中學(xué)生生活背景等的局限，使得學(xué)生在解決與生活實(shí)際及實(shí)驗(yàn)背景相關(guān)的問(wèn)題時(shí)，出現(xiàn)了套用公式，“只見(jiàn)理，不見(jiàn)物”的結(jié)果；另一方面部分中學(xué)物理教師的教學(xué)觀念陳舊.課堂教學(xué)中存在著“重結(jié)果、輕經(jīng)歷”的現(xiàn)象.教師往往在灌輸結(jié)論性知識(shí)后，以大量的習(xí)題充斥物理課堂.教師、學(xué)生圍繞習(xí)題開(kāi)展教學(xué)，忽視基本方法、技能和思維的訓(xùn)練.

要改變目前教學(xué)所存在的問(wèn)題，全面落實(shí)課程目標(biāo)，高中物理教學(xué)必須要重“經(jīng)歷”.因此，在物理教學(xué)中，研究如何構(gòu)建重“經(jīng)歷”的物理課堂，是當(dāng)前課程改革中需要著力研究的重要課題.本文先以 “機(jī)械能及其守恒定律”的兩種教學(xué)設(shè)計(jì)的對(duì)比為例，來(lái)闡述在這個(gè)具體問(wèn)題中如何構(gòu)建重“經(jīng)歷”的物理課堂教學(xué)，然后提出如何構(gòu)建重“經(jīng)歷”的物理課堂教學(xué)的策略.

二、兩種教學(xué)設(shè)計(jì)的對(duì)比與評(píng)析

“機(jī)械能及其守恒定律”是高中物理必修2第七章第八節(jié)內(nèi)容.本節(jié)知識(shí)點(diǎn)包括動(dòng)能和重力勢(shì)能的轉(zhuǎn)化、機(jī)械能的概念、機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容和適用條件.其中機(jī)械能守恒定律的探究和理解是本節(jié)課教學(xué)的重點(diǎn).本節(jié)知識(shí)是前面知識(shí)的深化與提升，也為學(xué)生深入理解能量守恒定律做鋪墊，為學(xué)生建立守恒的思想、以該思想去認(rèn)識(shí)世界奠定基礎(chǔ).

（一） 教學(xué)過(guò)程和教學(xué)設(shè)計(jì)（見(jiàn)表1）

（二）評(píng)析

在表1的兩種教學(xué)設(shè)計(jì)中（以下分別簡(jiǎn)稱設(shè)計(jì)一和設(shè)計(jì)二），雖然設(shè)計(jì)一也有可取之處，但設(shè)計(jì)二，更是可圈可點(diǎn).

1.在過(guò)程1即課題引入時(shí)，設(shè)計(jì)一通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)，增加了教學(xué)的直觀感受性，并啟發(fā)思維引發(fā)學(xué)生想探究的欲望.但設(shè)計(jì)二把生活實(shí)例（游樂(lè)項(xiàng)目）引入課堂，不但吸引學(xué)生的注意力，并從中抽象出所要研究的物理問(wèn)題，讓學(xué)生倍感親切，同時(shí)讓學(xué)生體會(huì)到“生活中的物理”，更能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的熱情.

2.在得出初步結(jié)論的過(guò)程3中，設(shè)計(jì)一通過(guò)實(shí)驗(yàn)只能觀察到小球“好像”處在同一高度，是否在同一高度還有待證明；同時(shí)，我們更關(guān)心的是擺球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所蘊(yùn)含的規(guī)律.這樣的探究只是一種接受式學(xué)習(xí)，沒(méi)有真正讓學(xué)生理解機(jī)械能守恒的條件.設(shè)計(jì)二依據(jù)定量實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生知道了小車機(jī)械能的變化情況，并能找到變化的原因，特別在比較不同材質(zhì)情況下機(jī)械能的變化，合理外推，做出推測(cè)，使問(wèn)題過(guò)渡到機(jī)械能守恒定律條件的探究上.

3.在理論推導(dǎo)環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)一雖然從理論推導(dǎo)出機(jī)械能守恒定律，但實(shí)質(zhì)上是得到機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式.而設(shè)計(jì)二由實(shí)驗(yàn)、理論分析逐層遞進(jìn)得出機(jī)械能守恒定律的條件.采用歸納法教學(xué)，加強(qiáng)直觀體驗(yàn)，加深對(duì)機(jī)械能守恒定律條件的理解，從而突破教學(xué)難點(diǎn).

總之，在設(shè)計(jì)二中，教師創(chuàng)設(shè)了豐富的“經(jīng)歷”素材，讓學(xué)生經(jīng)歷探究過(guò)程，在不知不覺(jué)中掌握了勢(shì)能及機(jī)械能的概念及體會(huì)探究問(wèn)題的方法.特別是對(duì)“機(jī)械能守恒定律”條件的探究上，不僅花了大量的時(shí)間，而且應(yīng)用了多種手段來(lái)突破這一教學(xué)難點(diǎn).讓學(xué)生充分體驗(yàn)規(guī)律的得出過(guò)程，感受到“做科學(xué)”的艱辛，融知識(shí)、方法、情感于一體，更具“物理味”.

三、構(gòu)建重“經(jīng)歷”的物理課堂的策略

概括以上的分析以及大量的教學(xué)實(shí)踐，筆者認(rèn)為要構(gòu)建重“經(jīng)歷”的物理課堂，應(yīng)該注重以下幾個(gè)方面.

（一）創(chuàng)設(shè)典型 “物理現(xiàn)象” 情境

物理概念和規(guī)律的建立是在大量實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的高度概括，教材在編寫時(shí)把原本無(wú)法包括的內(nèi)容進(jìn)行“壓縮”.因此，在課堂教學(xué)中必須對(duì)教材進(jìn)行“解壓”，解壓的過(guò)程就是讓學(xué)生經(jīng)歷典型的“物理現(xiàn)象”，使學(xué)科知識(shí)恢復(fù)生活性.經(jīng)歷活動(dòng)越多，對(duì)物理概念、規(guī)律的學(xué)習(xí)就越容易理解，使學(xué)生獲得更加全面的素養(yǎng)，增強(qiáng)解決問(wèn)題的思維活性.如在上面“機(jī)械能及其守恒定律”教學(xué)中的過(guò)程1（課題引入）中的設(shè)計(jì)二就是如此，讓學(xué)生倍感親切，同時(shí)讓學(xué)生體會(huì)到“生活中的物理”，更能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的熱情.又如下例.

【教學(xué)實(shí)例1】在《曲線運(yùn)動(dòng)》教學(xué)中，為了討論“曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向”時(shí)，教材列舉砂輪打磨下來(lái)的熾熱微粒、飛出去的鏈球來(lái)說(shuō)明“曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向沿著曲線的切向方向”.上述事例雖說(shuō)貼近學(xué)生的生活，但它們飛出去的方向只能是“好像沿切向”；再者，學(xué)生對(duì)這些事例缺乏足夠的經(jīng)歷體驗(yàn)，不能很好地還原知識(shí).因此，在教學(xué)中又增設(shè)了如圖8所示的生活場(chǎng)景――晚上汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)的照片.通過(guò)汽車軌跡與燈光對(duì)比來(lái)展開(kāi)教學(xué)，讓學(xué)生感受“生活中的物理”，增強(qiáng)學(xué)生的經(jīng)歷體驗(yàn).

美國(guó)教育家布朗指出：“學(xué)習(xí)的環(huán)境應(yīng)放在真實(shí)問(wèn)題的背景中，使它對(duì)學(xué)生有意義.”而真實(shí)的問(wèn)題就存在于學(xué)生的生活中.物理課堂上必須充分挖掘貼近學(xué)生生活的信息資源，通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)、仿真模擬等教學(xué)手段，主題鮮明地為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個(gè)個(gè)典型的“物理現(xiàn)象”，還原知識(shí)產(chǎn)生背景.

（二）呈現(xiàn)探究過(guò)程

物理教學(xué)內(nèi)容是科學(xué)探究過(guò)程與結(jié)果的統(tǒng)一，都是一個(gè)發(fā)現(xiàn)和提出問(wèn)題直至解決問(wèn)題的過(guò)程.用科學(xué)探究的思想和觀念指導(dǎo)物理教學(xué)，教師首先要?jiǎng)?chuàng)造一種探究學(xué)習(xí)的課堂氛圍，使學(xué)生逐步體驗(yàn)和認(rèn)識(shí)到，學(xué)習(xí)物理就是在教師的引導(dǎo)和幫助下不斷探索周圍的物質(zhì)世界，不斷發(fā)展自己的認(rèn)識(shí)和探究能力，形成科學(xué)的思維方式和行為習(xí)慣的過(guò)程.教師要給學(xué)生提供研究問(wèn)題所需的儀器、數(shù)據(jù)或資料，充分展示、探討所要研究的問(wèn)題，積極引導(dǎo)學(xué)生用科學(xué)的研究方法和思維方式來(lái)探究研究問(wèn)題的答案.

【教學(xué)實(shí)例2】在《機(jī)械能守恒定律》設(shè)計(jì)一中，教學(xué)流程為：“實(shí)驗(yàn)―問(wèn)題引領(lǐng)―理論推導(dǎo)―規(guī)律得出―規(guī)律應(yīng)用”.表面上看好像是一個(gè)規(guī)律探究的過(guò)程，但實(shí)質(zhì)上仍是一種以講授為主的接受式學(xué)習(xí).原因在于：①實(shí)驗(yàn)中小球擺下過(guò)程中所蘊(yùn)藏的規(guī)律是我們所關(guān)心的，而不是初、末兩個(gè)位置.②機(jī)械能守恒定律的另一條件（設(shè)計(jì)中沒(méi)有涉及）如何來(lái)落實(shí)？③所謂的理論推導(dǎo)只是為得到機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式服務(wù).因此，這樣的教學(xué)對(duì)“知識(shí)的理解、規(guī)律的揭示和如何來(lái)研究所要探究的問(wèn)題”是有缺陷的.相反，在設(shè)計(jì)二中，教師利用現(xiàn)代教學(xué)資源，定量研究小車運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所蘊(yùn)藏的規(guī)律.課堂中利用多種教學(xué)方式，去偽存真，層層深入，讓學(xué)生體驗(yàn)規(guī)律得出的艱辛過(guò)程.

（三）預(yù)設(shè)“程序性知識(shí)”的教學(xué)環(huán)節(jié)

程序性知識(shí)是個(gè)人具有的有關(guān)“怎么辦”的知識(shí)，主要涉及概念和規(guī)則的應(yīng)用，它的建立依賴于個(gè)體的體驗(yàn).程序性知識(shí)的應(yīng)用取決于能否將它自覺(jué)地遷移到新的情境，它比陳述性知識(shí)的遷移具有更大的跨度.所以，講方法并不一定能使學(xué)生掌握方法，只有讓學(xué)生經(jīng)歷各種過(guò)程，從中獲得體驗(yàn)，并在此基礎(chǔ)上抽象出解決問(wèn)題的方法，才有利于發(fā)展學(xué)生解決問(wèn)題的能力.

【教學(xué)實(shí)例3】在初始進(jìn)行“受力分析”教學(xué)時(shí)，為了讓學(xué)生會(huì)用“整體與隔離”思想來(lái)對(duì)物體進(jìn)行受力分析，可以設(shè)計(jì)如下教學(xué)過(guò)程.

教師：出示習(xí)題.如圖9所示，質(zhì)量為m的物塊放置于質(zhì)量為M的固定斜面上，處于靜止?fàn)顟B(tài).請(qǐng)分析地面對(duì)M有無(wú)摩擦？

學(xué)生：采用隔離法，分別對(duì)M、m受力，很難判斷地面對(duì)M是否有摩擦.

教師提示：能否把M與m當(dāng)作一個(gè)物體，從整體上處理呢？

學(xué)生：小組相互討論，仍無(wú)法解決.

師生：結(jié)合圖9所示的討論過(guò)程，逐步過(guò)渡到學(xué)生已有的知識(shí)，化解問(wèn)題.

教師：再出示類似的習(xí)題（略），讓學(xué)生用整體法處理問(wèn)題.

在課堂教學(xué)中，讓學(xué)生經(jīng)歷一定的自主學(xué)習(xí)過(guò)程，并使學(xué)生從中獲得有益的體驗(yàn)，這是學(xué)生掌握解決問(wèn)題的科學(xué)思路和方法所必須的.要讓學(xué)生經(jīng)歷某一有價(jià)值的學(xué)習(xí)過(guò)程，教師必須要精心預(yù)設(shè)教學(xué)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生經(jīng)歷求解過(guò)程，體驗(yàn)解題的步驟、方法.

4.強(qiáng)化學(xué)生親身體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)

物理教學(xué)中不僅要展示物理概念和規(guī)律，而且要展示通過(guò)實(shí)驗(yàn)建立概念、規(guī)律的過(guò)程，使學(xué)生對(duì)物理科學(xué)有一個(gè)完整的認(rèn)識(shí)，即在頭腦中不僅有定義和公式，而且有鮮明的物理表象.物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象本身就具有鮮明、直觀的特點(diǎn)，能激發(fā)和滿足學(xué)生的好奇心，求知欲，但在教學(xué)中我們更要注重學(xué)生的親身實(shí)驗(yàn)，通過(guò)親身所獲取的體驗(yàn)更有利于學(xué)生的學(xué)習(xí).

【教學(xué)實(shí)例4】在《力的分解》教學(xué)時(shí)，學(xué)生理解“力要按效果分解”有一定的難度.課堂中可設(shè)計(jì)如圖10所示的小實(shí)驗(yàn)：用一根細(xì)繩和一根輕桿組成三角支架，繩的一端繞在中指上，桿的一端頂在掌心，當(dāng)A處掛上重物時(shí)，讓學(xué)生親身體驗(yàn)中指受到的拉力和掌心受到的壓力.

物理實(shí)驗(yàn)不僅在物理教學(xué)中有著特別重要的地位和作用，而且也是物理教學(xué)中最重要的課程資源.在觀察演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，不僅要讓學(xué)生關(guān)注所觀察的現(xiàn)象，同時(shí)要讓學(xué)生理解該物理現(xiàn)象是用來(lái)說(shuō)明什么問(wèn)題和怎樣說(shuō)明問(wèn)題的；盡量讓學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)裝置的工作原理.在進(jìn)行學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓學(xué)生在明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、理解?shí)驗(yàn)原理的前提下獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn).在復(fù)制科學(xué)實(shí)驗(yàn)、模擬驗(yàn)證的過(guò)程中，學(xué)生可以獲得具體的、形象的物理事實(shí)，為理解概念和規(guī)律奠定必要的基礎(chǔ).

篇6

【摘要】本文作者介紹了高中物理教學(xué)應(yīng)通過(guò)多種途徑掌握學(xué)生的情況，認(rèn)真研讀教材內(nèi)容，以此為依據(jù)，確定一個(gè)明確的目標(biāo)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，并列舉了機(jī)械能守恒定律的教學(xué)設(shè)計(jì)，供同行參考。

【關(guān)鍵詞】物理；教學(xué)；設(shè)計(jì)

Discussion on Design of high school physics teaching

Zhang dan

【Abstract】In this paper， the author introduces the high school physics teaching should be through a variety of ways to grasp the situation of students， studying the teaching material content， take this as the basis， to define a clear goal of teaching design， and gives the law of conservation of mechanical energy teaching design， for reference.

【Key words】Physics teaching； design

【中圖分類號(hào)】G633.7 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B【文章編號(hào)】2095-3089（2012）06-0213-02

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隨著科技的發(fā)展，越來(lái)越表明物理是人類從下到上發(fā)展的中心學(xué)科。物理被廣泛應(yīng)用于人類的工作、生活，是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科。在物理教學(xué)中，課程的基本理念是從生活走向物理，從物理走向生活。高中的物理教育，不僅要為培養(yǎng)物理學(xué)家，造就物理學(xué)專業(yè)人才打好基礎(chǔ)，更多的還是要培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣，加強(qiáng)學(xué)生的基本物理知識(shí)，提升人類的科學(xué)素質(zhì)。

1.充分了解學(xué)生

新課程改革打破了以前的應(yīng)試教育模式，教育教學(xué)過(guò)程中師生地位平等，充分貫徹以學(xué)生為本，堅(jiān)持學(xué)生的主體地位，教師的主導(dǎo)地位。在教學(xué)活動(dòng)中，教師是主導(dǎo)，學(xué)生是主體，教師和學(xué)生是教學(xué)活動(dòng)中相輔相成的互動(dòng)的雙方。作為一名有經(jīng)驗(yàn)的教師，首先要學(xué)會(huì)“教學(xué)觀察”技能，通過(guò)課堂觀察，分析學(xué)生的言行舉動(dòng)，在課堂上的表現(xiàn)，可以及時(shí)知道教學(xué)方法是否正確，學(xué)生是否完全理解了講授的知識(shí)，針對(duì)還沒(méi)有完全掌握透切，存在偏差的問(wèn)題，再重點(diǎn)講解。通過(guò)教學(xué)觀察分析可以減少無(wú)效勞動(dòng)，保證教學(xué)工作不偏離預(yù)定的教學(xué)目標(biāo)。

同時(shí)可以通過(guò)“作業(yè)批改”、“與學(xué)生溝通”等方法了解學(xué)生。作業(yè)不但可以鞏固學(xué)生所學(xué)的知識(shí)，培養(yǎng)和增強(qiáng)學(xué)生的技能，反饋教師的教學(xué)效果，還可以為教師計(jì)劃將來(lái)的教學(xué)方法提供幫助，達(dá)到因材施教。布置的作業(yè)應(yīng)全面，規(guī)范和具有科學(xué)性，不呆板，形式要多種多樣。收回的作業(yè)要及時(shí)批改，及時(shí)指正。批改作業(yè)要有針對(duì)性，使學(xué)生從老師的批語(yǔ)中領(lǐng)會(huì)要求。師生間多進(jìn)行思想交流，感情溝通。教師要尊重、愛(ài)護(hù)關(guān)心每一位學(xué)生。學(xué)生群體中存在差異是必然的。教師的一言一行都要讓每個(gè)學(xué)生體會(huì)到被尊重、被關(guān)愛(ài)的溫暖、激勵(lì)強(qiáng)化全體學(xué)生的學(xué)習(xí)自信心。及時(shí)了解學(xué)生思想變化，學(xué)習(xí)狀態(tài)，并進(jìn)行疏導(dǎo)解決，以期達(dá)到急學(xué)生之所急，答學(xué)生之所疑，師生共同發(fā)展共同提高的目的。教師備課時(shí)應(yīng)該認(rèn)真鉆研大綱和教材，認(rèn)真掌握學(xué)生情況。只有吃透學(xué)生情況才能提高教學(xué)的針對(duì)性。教師在班里設(shè)立“教學(xué)建議本”，讓學(xué)生把自己的想法，存在問(wèn)題或者好的建議，新奇的學(xué)習(xí)方法等登記在建議部上，通過(guò)師生互動(dòng)學(xué)習(xí)達(dá)到進(jìn)一步了解學(xué)生。

2.課前準(zhǔn)備

精彩的課堂教學(xué)來(lái)源于充分的準(zhǔn)備，課前的準(zhǔn)備對(duì)于課堂教學(xué)意義重大，課前準(zhǔn)備是上好一堂課的必要前提和重要保證，是提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，提高教育教學(xué)質(zhì)量的基石。作為老師而言要精心設(shè)計(jì)教學(xué)方案，認(rèn)真?zhèn)湔n。針對(duì)教材和學(xué)生的具體情況認(rèn)真分析，做到因材施教，盡可能地做好正確引導(dǎo)學(xué)生的思維方向和解決好教學(xué)過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題。

老師需要以課程要求為依據(jù)，認(rèn)真鉆研教材，合理地運(yùn)用教材，按照教學(xué)目標(biāo)和學(xué)生的實(shí)際情況確定教學(xué)內(nèi)容。研讀教材時(shí)可以從五方面進(jìn)行：接納教材、比較教材、質(zhì)疑教材、完善教材、超越教材。也就是接納、認(rèn)可教材，根據(jù)其內(nèi)容來(lái)實(shí)施教學(xué)；比較新舊版本教材內(nèi)容，分析其異同，找到教學(xué)的切入點(diǎn)；帶著疑問(wèn)去閱讀、專研教材課程，并提出自己的見(jiàn)解；通過(guò)參加研究課、同課異構(gòu)等活動(dòng)，研究行之有效的教學(xué)辦法，進(jìn)一步完善教學(xué)內(nèi)容；在原有教材的基礎(chǔ)上，增添富有價(jià)值的教育內(nèi)容。設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容時(shí)，要正確區(qū)分教材的重點(diǎn)和難點(diǎn)，把握教學(xué)重點(diǎn)是一堂課的關(guān)鍵所在。教學(xué)難點(diǎn)要根據(jù)學(xué)生的接受能力、認(rèn)知規(guī)律、理解程度、社會(huì)經(jīng)驗(yàn)和教材的編排來(lái)確定。

3.教學(xué)設(shè)計(jì)

以下是機(jī)械能守恒定律的教學(xué)設(shè)計(jì)內(nèi)容：

3.1教學(xué)目標(biāo)：

3.1.1知識(shí)目標(biāo)：

（1）知道什么是機(jī)械能，知道物體的動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化。

（2）理解機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容。

（3）在具體問(wèn)題中，能判定機(jī)械能是否守恒，并能列出機(jī)械能守恒的方程式。

3.1.2能力目標(biāo)：

（1）學(xué)會(huì)在具體的問(wèn)題中判定物體的機(jī)械能是否守恒。

（2）初步學(xué)會(huì)從能量轉(zhuǎn)化和守恒的觀點(diǎn)來(lái)解釋物理現(xiàn)象，分析問(wèn)題。

3.1.3德育目標(biāo)：

通過(guò)能量守恒的教學(xué)，使學(xué)生樹(shù)立科學(xué)觀點(diǎn)，理解和運(yùn)用自然規(guī)律，并用來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題。

3.2教學(xué)重點(diǎn)：

（1）、理解機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容。

（2）、在具體的問(wèn)題中能判定機(jī)械能是否守恒，并能列出定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式。

3.3教學(xué)難點(diǎn)：

（1）、從能的轉(zhuǎn)化和功能關(guān)系出發(fā)理解機(jī)械能守恒的條件。

（2）、能正確判斷研究對(duì)象在所經(jīng)歷的過(guò)程中機(jī)械能是否守恒。

3.4教學(xué)方法：

（1）、關(guān)于機(jī)械能守恒定律的得出，采用師生共同演繹推導(dǎo)的方法，明確該定律數(shù)學(xué)表達(dá)公式的來(lái)龍去脈。

（2）、關(guān)于機(jī)械能守恒的條件，在教學(xué)時(shí)采用列舉實(shí)例，具體情況具體分析的方法。

3.5教學(xué)用具：

自制flash影片、ppt課件。

3.6教學(xué)過(guò)程：

3.6.1知識(shí)回顧：

思考1：動(dòng)能定理的內(nèi)容和表達(dá)式分別是什么？

思考2：重力、彈力做功與勢(shì)能的變化存在什么樣的關(guān)系呢？

本節(jié)課，我們將共同探究動(dòng)能和勢(shì)能在相互轉(zhuǎn)化時(shí)，遵循什么樣的規(guī)律？

機(jī)械能：

（1）定義：動(dòng)能和勢(shì)能（包括重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能），統(tǒng)稱為機(jī)械能。

（2）表達(dá)式：E=EK+EP。

3.6.2新課教學(xué)：

（一）、規(guī)律探究：

（1）、實(shí)驗(yàn)?zāi)M：

圖1

小球無(wú)初速度從某一高度釋放，當(dāng)它擺

到另一端時(shí)，仍能達(dá)到同樣的高度。見(jiàn)圖1

結(jié)論：小球在擺動(dòng)中機(jī)械能守恒。

（2）理論探究：

例1、如圖2所示，一個(gè)質(zhì)量為m的物體自由下落，經(jīng)過(guò)高度為h1的A點(diǎn)（初位置）時(shí)速度為v1，下落到高度為h2的B點(diǎn)（末位置）時(shí)速度為v2。

思考1：AB，動(dòng)能變化了多少？

思考2：AB，重力勢(shì)能變化了多少？

思考3：AB，機(jī)械能變化了多少？

圖2

由此可見(jiàn)：只有重力做功時(shí)，機(jī)械能守恒。

例2、如圖3所示，一個(gè)質(zhì)量為m的小球在光滑的水平面上被處于壓縮狀態(tài)的彈簧彈開(kāi)，速度由v1增大到v2，彈性勢(shì)能由EP1變?yōu)镋P2。

圖3

由此可見(jiàn)：只有彈力做功時(shí)，機(jī)械能守恒。

思考1：既有重力做功，又有彈力做功，且只有這兩個(gè)力做功時(shí)，機(jī)械能是否守恒？

圖4

（結(jié)合右圖4輕彈簧正上方小球的運(yùn)動(dòng)情況分析。）

由此可見(jiàn)：既有重力做功，又有彈力做功，且只有這兩個(gè)力做功時(shí)，機(jī)械能也守恒。

思考2：在升降機(jī)勻速提升重物時(shí)，重物的機(jī)械能是否守恒？

總結(jié)：不守恒，重物的動(dòng)能不變，但勢(shì)能要增加。因?yàn)椋涸谏禉C(jī)勻速提升重物時(shí)，除重力對(duì)重物做功外，升降機(jī)也要對(duì)重物做功。

由此可見(jiàn)：有除重力和彈力之外的力做功，將使機(jī)械能增大或減小，機(jī)械能不守恒。

思考3：汽車在水平面上勻速行駛時(shí)，汽車的機(jī)械能是否守恒？

總結(jié)：守恒，汽車的動(dòng)能和勢(shì)能都不變。因?yàn)椋浩囋谒矫嫔蟿蛩傩旭倳r(shí)，雖然有牽引力和摩擦力對(duì)它做功，但牽引力和摩擦力做功的代數(shù)和為零。

由此可見(jiàn)：有除重力和彈力之外的力做功，但其它力所做功的代數(shù)和為零，則機(jī)械能守恒。

（二）結(jié)論：

（1）機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容：

在只有重力（或系統(tǒng)內(nèi)彈力）做功的情況下，物體的動(dòng)能和勢(shì)能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能總量保持不變。

（2）機(jī)械能守恒的條件：

①只受重力或系統(tǒng)內(nèi)彈力。

②除重力或系統(tǒng)內(nèi)彈力外，還受其它力，但其它力不做功。

③除重力和系統(tǒng)內(nèi)彈力做功外，還有其它力做功，但其它力所做功的代數(shù)和為零。

（3）機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式：

①初狀態(tài)的機(jī)械能E1等于末狀態(tài)的機(jī)械能E2。即：E2=E1或Ek1+Ep1=Ek2+Ep2。

②減少（或增加）的勢(shì)能Ep等于增加（或減少）的總動(dòng)能Ek。即：EP=-Ek。

③若系統(tǒng)內(nèi)有A、B兩個(gè)物體，則A減少的機(jī)械能EA等于B增加的機(jī)械能EB。即：EA=-EB。

（三）鞏固練習(xí)：

（1）關(guān)于機(jī)械能守恒定律，以下說(shuō)法正確的是：（BCD）

A、當(dāng)物體受到的合外力為零時(shí)，物體的機(jī)械能一定守恒。

B、當(dāng)物體只受重力作用時(shí)，物體的機(jī)械能一定守恒。

C、當(dāng)物體除受重力外還受到其他的力，但其他的力不做功，物體的機(jī)械能也一定守恒。

D、對(duì)于物體除重力外，其他力做功的代數(shù)和為零，物體的機(jī)械能一定守恒。

（2）質(zhì)量均為m的甲、乙、丙三個(gè)小球，在離地面高為h處以相同的動(dòng)能在豎直平面內(nèi)分別做平拋、豎直下拋、沿光滑斜面下滑，則：（ABC）

A、三者到達(dá)地面時(shí)的機(jī)械能相同。

B、三者到達(dá)地面時(shí)的動(dòng)能相同。

C、三者到達(dá)地面時(shí)的速率相同。

D、以上說(shuō)法都不正確。

4.課程設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題

教學(xué)內(nèi)容需要老師以課程標(biāo)準(zhǔn)為指導(dǎo)，認(rèn)真鉆研教材，正確地把握教材，根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和學(xué)生情況確定。內(nèi)容太容易不能激發(fā)學(xué)生和學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生一看便會(huì)，他就會(huì)覺(jué)得沒(méi)趣味，長(zhǎng)此以往，還會(huì)助長(zhǎng)學(xué)生的驕傲自滿之風(fēng)。內(nèi)容太難，會(huì)使學(xué)生喪失學(xué)習(xí)的信心，使他們產(chǎn)生厭學(xué)心理。所以，教學(xué)內(nèi)容的難易要適中，使學(xué)生能感受成功和喜悅，同時(shí)又留有思考的余地，促使學(xué)生更進(jìn)一步的發(fā)展。

5.結(jié)語(yǔ)

只有充分了解學(xué)生情況和認(rèn)真研讀教材后，我們才能更好地設(shè)計(jì)教學(xué)課程，達(dá)到我們預(yù)定的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1]張文涌.高中物理教學(xué)[J].物理教學(xué)，2005，（11）

篇7

關(guān)鍵詞：導(dǎo)悟研評(píng);教學(xué)模式;導(dǎo)學(xué)

采用“導(dǎo)悟研評(píng)”教學(xué)模式能創(chuàng)新課堂教學(xué)，極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新精神。我認(rèn)為一節(jié)課的重中之重是“導(dǎo)學(xué)”過(guò)程，也是備課過(guò)程中應(yīng)該重點(diǎn)研究的。

導(dǎo)學(xué)是引導(dǎo)學(xué)生盡快進(jìn)入到教學(xué)環(huán)境中，我在教學(xué)《機(jī)械能守恒定律》公開(kāi)課時(shí)，在導(dǎo)學(xué)案方面花了大量工夫，首先，我精心設(shè)計(jì)了導(dǎo)學(xué)案。學(xué)生通過(guò)導(dǎo)學(xué)案可以做好預(yù)習(xí)工作，做好前后銜接。之前講過(guò)了動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能，很容易過(guò)渡到機(jī)械能的概念。提出問(wèn)題：什么情況下機(jī)械能守恒，以我們熟悉的自由落體運(yùn)動(dòng)為例，很快能進(jìn)入到物理情景，在導(dǎo)學(xué)案的設(shè)計(jì)中，按照學(xué)生接受知識(shí)的過(guò)程，設(shè)計(jì)很多小問(wèn)題，循序漸進(jìn)地把物理問(wèn)題銜接好，一節(jié)課在學(xué)生填寫導(dǎo)學(xué)案的過(guò)程就已經(jīng)開(kāi)始了。

導(dǎo)課是一節(jié)課的開(kāi)端，一節(jié)課的精彩與否從導(dǎo)課就可以看出來(lái)。為了學(xué)生能把所學(xué)的內(nèi)容與實(shí)際相聯(lián)系，我以游樂(lè)園的過(guò)山車為例。我的引課是這樣的：“每次我們一進(jìn)入游樂(lè)園就會(huì)被驚險(xiǎn)刺激的過(guò)山車所吸引，很多人坐上過(guò)山車之后一路尖叫，尖叫之余是否想過(guò)這樣一個(gè)問(wèn)題：滑車通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，即使沒(méi)有動(dòng)力是否也能完成一系列的驚險(xiǎn)動(dòng)作？帶著這樣一個(gè)問(wèn)題，我們來(lái)學(xué)習(xí)一下《機(jī)械能守恒定律》?！睅W(xué)生走入物理的教學(xué)的情境中，有了這樣一個(gè)物理模型，教學(xué)很容易開(kāi)展。在這節(jié)課的最后，借助之前的導(dǎo)課，我讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)一個(gè)過(guò)山車，學(xué)以致用。整節(jié)課課堂氣氛活躍，學(xué)生思路被打開(kāi)，物理知識(shí)不再枯燥，在日常生活中有了用武之地。物理來(lái)源生活又可以應(yīng)用于生活，我希望自己每節(jié)課都會(huì)通過(guò)精彩的引課來(lái)引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入物理世界。

在新教學(xué)模式下，不再是教師獨(dú)立地教，學(xué)生獨(dú)立地學(xué)，小組合作學(xué)習(xí)越來(lái)越受到重視，“導(dǎo)悟研評(píng)”教學(xué)模式也十分注重小組學(xué)習(xí)，因此，我們要提前做好引導(dǎo)小組討論的工作，在教學(xué)過(guò)程中，我設(shè)計(jì)了一些問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論，比如，我設(shè)計(jì)一個(gè)問(wèn)題：小球落在彈簧上，把彈簧壓縮到最短的過(guò)程中，小球的機(jī)械能是否守恒？看似簡(jiǎn)單，但很容易錯(cuò)誤，很有討論價(jià)值。課堂氣氛非?；钴S，學(xué)生回答踴躍，但想法錯(cuò)誤的比較多，我適時(shí)加一句“真理往往掌握在少數(shù)人手里”，通過(guò)分析他們錯(cuò)誤的原因，進(jìn)一步來(lái)分析系統(tǒng)機(jī)械能守恒定律的條件，通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生參與討論，學(xué)生對(duì)所討論的問(wèn)題的印象更深刻。

在“導(dǎo)悟研評(píng)”模式中，“導(dǎo)學(xué)”并不是在課的前半部分就結(jié)束了，而是貫穿教學(xué)始終，物理是注重思維和計(jì)算的學(xué)科，我在教學(xué)過(guò)程中，也引導(dǎo)學(xué)生歸納、總結(jié)機(jī)械能守恒定律的條件和計(jì)算公式，并將其應(yīng)用到具體的問(wèn)題中，例如，我給出了一道比較簡(jiǎn)單的動(dòng)能定理的計(jì)算題，讓學(xué)生用動(dòng)能定理和機(jī)械能守恒定律兩種方法來(lái)計(jì)算，并比較一下各自的優(yōu)點(diǎn)。再給出一道兩個(gè)小球用細(xì)線連接的問(wèn)題，動(dòng)能定理就應(yīng)用不了了，這樣可以看出機(jī)械能守恒定律的優(yōu)點(diǎn)，之后，引導(dǎo)學(xué)生自己歸納機(jī)械能守恒定律的適用范圍。在新的教學(xué)中，并不是所有問(wèn)題老師都親力親為，而要不斷引導(dǎo)學(xué)生參與到教學(xué)中來(lái)，充分發(fā)揮他們的潛力。事實(shí)上，這樣做課堂效果非常好。

在新的教學(xué)模式下，要充分體現(xiàn)學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，把課堂時(shí)間還給學(xué)生的新教育理念，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教師在課堂上要改變以前以串講串問(wèn)為主的引導(dǎo)方式，課堂教學(xué)以導(dǎo)為主，引導(dǎo)學(xué)生自己預(yù)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入教學(xué)環(huán)境，引導(dǎo)學(xué)生積極參與到課堂討論中，更要引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用已有知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，要以學(xué)生的活動(dòng)為主，學(xué)生能講、能說(shuō)的要讓學(xué)生說(shuō)、讓學(xué)生講，把課堂時(shí)間還給學(xué)生，讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)。教師要轉(zhuǎn)換角色，變成課堂的引導(dǎo)者。我也希望在以后的教學(xué)過(guò)程多多探索發(fā)現(xiàn)學(xué)生的亮點(diǎn)，把引導(dǎo)工作做到位，使課堂變得更加精彩紛呈。

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篇8

1 新、舊教材處理方法對(duì)比

舊教材的處理方法：人教版全日制普通高級(jí)中學(xué)教科書《物理》（實(shí)驗(yàn)修訂本•必修）第一冊(cè)第147頁(yè)）

以自由落體運(yùn)動(dòng)為例進(jìn)行證明。如圖8-22所示，設(shè)一個(gè)質(zhì)量為m的物體自由下落，經(jīng)過(guò)高度為h1的A點(diǎn)（初位置）時(shí)速度為v1，下落到高度為h2的B點(diǎn)（末位置）時(shí)速度為v2。在自由落體運(yùn)動(dòng)中，物體只受重力G=mg的作用，重力做正功。設(shè)重力所作的功為WG，則由動(dòng)能定理可得：

WG =1/2mv22－1/2mv12。(1)

上式表示，重力所做的功等于動(dòng)能的增加。

另一方面，由重力做功與重力勢(shì)能兩者之間的關(guān)系知道：

WG=mgh1－mgh2。(2)

上式表示，重力所做的功大小等于重力勢(shì)能的減少。

由(1)式和（2）式可得

1/2mv22－1/2mv12 =mgh1－mgh2。（3）

可見(jiàn)，在自由落體運(yùn)動(dòng)中，重力做了多少功，就有多少重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為等量的動(dòng)能。

移項(xiàng)后可得：

1/2m v22+ mgh2=1/2m v12 +mgh1。

或者 Ek2+Ep2=Ek1+Ep1。(4)

上式表示，在自由落體運(yùn)動(dòng)中，動(dòng)能和重力勢(shì)能之和即總的機(jī)械能保持不變。

以上是教材中對(duì)機(jī)械能守恒的推導(dǎo)，我們可以看出這里是以自由落體運(yùn)動(dòng)為背景推導(dǎo)出來(lái)的，對(duì)于機(jī)械能守恒的條件，課本上在后面接著有如下的說(shuō)明：上述結(jié)論不僅對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)是正確的，可以證明，在只有重力做功的情形下，不論物體做直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng)，上述結(jié)論都是正確的。

新教材的處理方法（人教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)用書《物理》必修2第22－23頁(yè)）

我們討論物體只受重力的情況，如自由落體運(yùn)動(dòng)或各種拋體運(yùn)動(dòng)；或者雖受其他力，但其他力并不做功，如物體沿圖5.8－3所示光滑曲面滑下的情形。一句話，在我們所研究的情形里，只有重力做功。以后以物體沿光滑曲面滑下的情形為例，其推導(dǎo)過(guò)程與舊教材完全類似，不再重復(fù)。課本接著做了如下說(shuō)明：

可見(jiàn)，在只有重力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能與重力勢(shì)能可以互相轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變。同樣可以證明，在只有彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能和彈性勢(shì)能可以互相轉(zhuǎn)化，總的機(jī)械能也保持不變。

由此總結(jié)出機(jī)械能守恒的條件是：只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)。

學(xué)生反應(yīng)

對(duì)于剛開(kāi)始學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容的學(xué)生來(lái)說(shuō)，舊教材使學(xué)生認(rèn)為機(jī)械能守恒好象只對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)適用，因?yàn)橐陨系耐茖?dǎo)就是在自由落體運(yùn)動(dòng)中得出的，教材中給出的說(shuō)明很生硬。尤其是在后面定律使用的幾種情況中，不好理解。新教材盡管做了修改補(bǔ)充，但學(xué)生對(duì)守恒條件還是無(wú)法真正領(lǐng)會(huì)，學(xué)生剛學(xué)過(guò)本節(jié)課后，對(duì)于有關(guān)機(jī)械能守恒條件理解的題目一做就錯(cuò)，學(xué)習(xí)效果不佳。

針對(duì)以上不足之處，我重新進(jìn)行了設(shè)計(jì)，教學(xué)反饋表明學(xué)生對(duì)機(jī)械能守恒條件的認(rèn)識(shí)和理解得較過(guò)去好多了，應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題時(shí)的正確率也大為提高。

2 新的教學(xué)設(shè)計(jì)

第一部分，研究重力做功的情景。

首先：創(chuàng)設(shè)情景，讓學(xué)生分析物體的受力和運(yùn)動(dòng)情況

情景1 一個(gè)自由下落的物體。如圖1，物體由A位置運(yùn)動(dòng)到B位置。

情景2 一個(gè)沿光滑斜面或曲面下滑的物體。如圖2，物體由A位置運(yùn)動(dòng)到B位置。

情景3 一個(gè)沿粗造豎直面向下運(yùn)動(dòng)的物體。如圖3，物體由A位置運(yùn)動(dòng)到B位置。

其次：提出問(wèn)題，讓學(xué)生研究合外力做功與動(dòng)能變化之間的關(guān)系

通過(guò)思考，學(xué)生根據(jù)前期知識(shí)很容易給出正確的解答過(guò)程。

對(duì)于情景1，由動(dòng)能定理得：

mgh1－mgh2= 1/2mv22－1/2mv12。（5）

對(duì)于情景2，物體受重力和彈力兩個(gè)力，但彈力不做功，由動(dòng)能定理得：

mgh1－mgh2=1/2mv22－1/2mv12。（6）

對(duì)于情景3，物體受重力G、彈力N（不做功）、摩擦力F2、推力F1，由動(dòng)能定理得：

WG +WF1+WF2=1/2mv22－1/2mv12。

上式表示，合外力所做的功等于動(dòng)能的增加。

另一方面，由重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系可得：

WG=mgh1－mgh2。

代入上式可得：

mgh1－mgh2 + WF1+WF2=

1/2mv22－1/2mv12。（7）

第三：觀察對(duì)比，讓學(xué)生比較上述各式，得出結(jié)論

通過(guò)點(diǎn)撥引導(dǎo)，學(xué)生很快把注意力集中到了上式中的動(dòng)能和勢(shì)能上，通過(guò)學(xué)生的思考與討論，形成以下結(jié)論：

對(duì)于（5）式和（6）式，重力勢(shì)能的減少等于動(dòng)能的增加。甚至有的學(xué)生通過(guò)觀察，已經(jīng)下意識(shí)地將同一狀態(tài)的機(jī)械能放在一起，得出初狀態(tài)機(jī)械能總量等于末狀態(tài)機(jī)械能總量的結(jié)論。但是對(duì)于（7）式就不同了，由于WF1和WF2不屬于機(jī)械能，如果要使得（5）式和（6）式的結(jié)論此時(shí)仍然成立，那就必須使得WF1+WF2＝0。到此為止，學(xué)生已經(jīng)在頭腦中形成了對(duì)于機(jī)械能守恒的初步認(rèn)識(shí)。

第四：探究交流，引導(dǎo)學(xué)生概括出機(jī)械能守恒條件

學(xué)生的理論探究：將上式分別寫成

1/2mv22+ mgh2=1/2mv12 +mgh1和

1/2mv22+ mgh2=1/2mv12 +mgh1+ WF1+WF2。

即Ek2+Ep2=Ek1+Ep1

和Ek2+Ep2=Ek1+Ep1 + WF1+WF2。(8)

要使得整個(gè)過(guò)程機(jī)械能守恒，即Ek2+Ep2=Ek1+Ep1始終成立，必須滿足什么條件？請(qǐng)同學(xué)相互討論并用自己的語(yǔ)言進(jìn)行概括。學(xué)生發(fā)言積極踴躍，形成水到渠成之勢(shì)，同時(shí)學(xué)生通過(guò)自己的探究也獲得了成功的喜悅。不同學(xué)生的表述總結(jié)起來(lái)基本上能全面得出機(jī)械能守恒的條件：

①物體只受重力，不受其他力，如自由落體運(yùn)動(dòng)；

②除重力外，物體同時(shí)也受其他力，但其他力不做功；

③除重力外，物體受其他力，其他力做功，但其他力對(duì)物體所做的總功為零。

最后，由老師進(jìn)行簡(jiǎn)潔概括：在只有重力做功的情況下，物體的動(dòng)能與勢(shì)能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變。再次強(qiáng)調(diào)“只有重力做功”的含義就是同學(xué)們剛才概括的三種情況。歸結(jié)起來(lái)就是：在物體整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，除重力外其他力做功的代數(shù)和必須為零。

第二部分，研究彈簧的彈力做功的情景

新教材在“探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式”探究活動(dòng)的基礎(chǔ)上，學(xué)生已經(jīng)掌握了彈性勢(shì)能的表達(dá)式，啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生類比只有重力做功時(shí)機(jī)械能守恒的研究方法，讓學(xué)生創(chuàng)設(shè)情景，探究發(fā)現(xiàn)只有彈簧彈力做功情形下機(jī)械能守恒的條件。(具體內(nèi)容在此省略)

總結(jié)第一、第二部分的教學(xué)，學(xué)生基本上得出：在只有重力或彈簧彈力做功的情況下，物體的動(dòng)能與勢(shì)能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能總量保持不變。但上述表達(dá)并不排除其他力做功的情況，前提是：除重力、彈簧彈力之外其他力做功的代數(shù)和必須為零。

3 教學(xué)感悟

本節(jié)對(duì)機(jī)械能守恒條件難點(diǎn)的突破，采用了創(chuàng)設(shè)情景提出問(wèn)題分析探究歸納總結(jié)的教學(xué)設(shè)計(jì)思路，以教師指導(dǎo)下的學(xué)生活動(dòng)為主，通過(guò)這樣一個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程，學(xué)生不但理解了機(jī)械能守恒定律的條件，而且對(duì)機(jī)械能守恒定律的三種基本表達(dá)形式也有了較為深刻的理解。整個(gè)教學(xué)難點(diǎn)的突破體現(xiàn)在教師的課堂教學(xué)理念和四個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)上，本堂課的教學(xué)不是教師的知識(shí)灌輸，而是在教師啟發(fā)引導(dǎo)下學(xué)生思考、討論、探究，從而解決問(wèn)題。充分體現(xiàn)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位。通過(guò)學(xué)生自己思考、感悟，得出的結(jié)論更加深刻、親切，當(dāng)然教學(xué)效果也比較好。另外，這堂課還向?qū)W生滲透了從一個(gè)個(gè)典型的物理情景中總結(jié)出科學(xué)規(guī)律的歸納法思想，提高了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

篇9

關(guān)鍵詞：多向性思維；高中物理；力學(xué)教學(xué)

一、 引言

每門學(xué)科都有其基本的知識(shí)體系和技能要求，其中思維能力的訓(xùn)練是不可缺少的組成部分，它基于學(xué)生對(duì)該學(xué)科基本知識(shí)的理解，需要學(xué)生將一些孤立的事實(shí)和零碎的知識(shí)聯(lián)系起來(lái)，把握其內(nèi)在規(guī)律，其本質(zhì)是訓(xùn)練學(xué)生解決問(wèn)題能力。在高中物理力學(xué)教學(xué)中，解決動(dòng)力學(xué)問(wèn)題有三個(gè)基本方向：一是從力的瞬間作用效果方向思維；二是從力的時(shí)間累積效果方向思維；三是從力的空間累積效果方向思維。這樣一來(lái)，就產(chǎn)生了三條基本途徑。

二、 有效途徑

1、創(chuàng)設(shè)生活化情境，提升學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣

長(zhǎng)期的相關(guān)教育研究表明，學(xué)生對(duì)于物理學(xué)的學(xué)習(xí)主要包括兩個(gè)環(huán)節(jié)，即學(xué)習(xí)習(xí)慣的培養(yǎng)與對(duì)物理的愛(ài)好。由此可見(jiàn)，只有讓學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到物理知識(shí)在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用，才能讓他們更好地投入到對(duì)于物理的學(xué)習(xí)之中。因此，教師在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)營(yíng)造合理的生活化情景，以讓學(xué)生感覺(jué)到物理學(xué)習(xí)內(nèi)容的豐富性和趣味性。例如當(dāng)教師在講授關(guān)于生活安全用電知識(shí)時(shí)，可以首先建立一個(gè)這樣的情景：在用洗衣機(jī)洗衣服時(shí)，將手放進(jìn)洗衣機(jī)里有時(shí)會(huì)有很麻的感覺(jué)；當(dāng)用電飯鍋?zhàn)鲲?，用鐵勺觸及電飯鍋時(shí)，手部偶爾也會(huì)這樣的感覺(jué)。因?qū)W生對(duì)于這種場(chǎng)景已非常熟悉，很快就會(huì)對(duì)這樣一個(gè)問(wèn)題產(chǎn)生好奇。這時(shí)教師可以對(duì)學(xué)生進(jìn)行提問(wèn)，此時(shí)有些同學(xué)會(huì)想到，是因?yàn)橛秒娖鏖L(zhǎng)時(shí)間處于潮濕狀態(tài)而發(fā)生了漏電現(xiàn)象。手部會(huì)有麻的感覺(jué)，是因?yàn)橛秒娖鳑](méi)有設(shè)置接地線。當(dāng)用手觸摸用電器時(shí)，人身體發(fā)揮了接地線的作用。學(xué)生回答完之后，教師可以對(duì)回答相對(duì)較好的同學(xué)給以一定的口頭獎(jiǎng)勵(lì)。此時(shí)會(huì)激發(fā)其他的同學(xué)對(duì)于類似問(wèn)題的思考，教師應(yīng)充分把握這個(gè)機(jī)會(huì)，讓所有同學(xué)都參與進(jìn)問(wèn)題的思考與交流之中。最后再讓學(xué)生提出一些避免漏電給人身安全造成威脅的方法，并讓他們將這種方法應(yīng)用于自己的生活當(dāng)中。這樣的授課方式不僅能夠增強(qiáng)學(xué)生對(duì)于知識(shí)的掌握，還能培養(yǎng)勤思考的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣。

2、教學(xué)方式與生活相結(jié)合，讓學(xué)生用所學(xué)知識(shí)解答生活問(wèn)題

教師在教學(xué)過(guò)程中，可以將生活中常見(jiàn)的一些生活事例來(lái)讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)物理知識(shí)進(jìn)行表達(dá)和交流，以讓他們感覺(jué)到物理來(lái)源于生活，并應(yīng)用于生活。當(dāng)在引導(dǎo)學(xué)生探究與摩擦力大小相關(guān)的兩個(gè)因素時(shí)，筆者設(shè)計(jì)了這樣的練習(xí)題：以所熟悉的自行車為例，讓學(xué)生去分析其各個(gè)部分對(duì)于摩擦力知識(shí)的運(yùn)用這時(shí)學(xué)生紛紛舉手發(fā)表自己的以下看法：①自行車的輪胎有一圈凹凸不平的花紋，這樣可以通過(guò)增加白行車與地面間接觸面的粗糙程度來(lái)增大摩擦力，從而避免自行車出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。②自行車在剎車時(shí)，剎車橡膠墊與車圈間的摩擦力會(huì)阻礙車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)手部所用的壓力越大時(shí)，剎車橡膠墊對(duì)車圈產(chǎn)生的壓力就會(huì)越大，車輪的轉(zhuǎn)速就會(huì)降低。當(dāng)橡膠墊與車圈之間不再發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，車輪與地面間的滾動(dòng)摩擦就開(kāi)始轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦。從而阻礙自行車的運(yùn)動(dòng)，使其停下來(lái)。甚至還有些同學(xué)想到了自行車的軸承、車把轉(zhuǎn)l動(dòng)處等部位中鋼珠的作用，他們認(rèn)為鋼珠的存在是將滑動(dòng)摩擦變成滾動(dòng)摩擦。于是還提出，通過(guò)經(jīng)常涂抹油可以使接觸面發(fā)生相對(duì)分離，以大大減小二者之間的摩擦力。學(xué)生的回答確實(shí)讓筆者感到很驚訝，于是筆者深深感覺(jué)到，這種與生活實(shí)際相結(jié)合的教學(xué)方法能通過(guò)學(xué)生用所學(xué)知識(shí)對(duì)于生活問(wèn)題的解決，來(lái)增強(qiáng)他們對(duì)于物理學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。

3、 教學(xué)過(guò)程中體現(xiàn)生活元素，提升學(xué)生的人際關(guān)系

學(xué)生所處的學(xué)習(xí)環(huán)境及氛圍在一定程度上決定了他們的學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)效率。教師在教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)在體現(xiàn)生活元素的同時(shí)，讓每個(gè)學(xué)生都能參與到這個(gè)互動(dòng)的集體中來(lái)。為此，教師應(yīng)努力創(chuàng)設(shè)良好的條件，并安排合理的學(xué)活動(dòng)來(lái)體現(xiàn)物理學(xué)習(xí)與生活緊密結(jié)合的獨(dú)特魅力。同時(shí)應(yīng)注重每個(gè)學(xué)生個(gè)體的參與情況，充分發(fā)揮每個(gè)學(xué)生的獨(dú)特作用。

4、從能量入手解決問(wèn)題

機(jī)械能不守恒，使用動(dòng)能定理，動(dòng)能定理的研究對(duì)象是一個(gè)物體；機(jī)械能守恒，使用機(jī)械能守恒定律，機(jī)械能守恒定律的研究對(duì)象是一個(gè)系統(tǒng)。機(jī)械能守恒定律可以在系統(tǒng)內(nèi)∑W=W+w+……的條件上，應(yīng)用動(dòng)能定理推導(dǎo)出來(lái)。因此，機(jī)械能不守恒是一般情況，而機(jī)械能守恒是特殊情況，有著較為嚴(yán)格的限制條件。應(yīng)該注意到，動(dòng)量守恒定律的適用范圍更廣，在牛頓運(yùn)動(dòng)定律已不適用的微觀領(lǐng)域，動(dòng)量守恒定律仍然適用。解決動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的三條基本途徑中的每一條都必須以“受力分析”為前提。這說(shuō)明“受力分析”是屬于預(yù)備性的鋪墊知識(shí)。在理論體系上，牛頓第一定律不能視為牛頓第二定律在a=0時(shí)的特例，但在數(shù)理思維中也不妨這樣歸納。這樣一來(lái)，動(dòng)力學(xué)的知識(shí)框架就幾乎囊括了高中力學(xué)中的全部質(zhì)點(diǎn)力學(xué)內(nèi)容，只有從屬于剛體力學(xué)的力矩平衡和與連續(xù)介質(zhì)力學(xué)相關(guān)的振動(dòng)和波沒(méi)有包括起來(lái)。因此可以說(shuō)，抓住了解決動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的三條基本途徑，也就抓住了高中力學(xué)的重點(diǎn)。在高中物理范圍內(nèi)，牛頓第二定律和動(dòng)量定理中的力都局限于恒力，不僅適用于直線運(yùn)動(dòng)，也適用于曲線運(yùn)動(dòng)和有折返的運(yùn)動(dòng)。因此，與動(dòng)能定理有關(guān)的命題可以很靈活，而高考中的力學(xué)綜合題在這上面做文章也就不足為怪了。解決動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的三條基本途徑，也稱為三件重要武器。任何一個(gè)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題擺在面前，都可以使用這三件武器試探著去解決。有的問(wèn)題使用任何其中的一種即可解決；有的問(wèn)題則需要綜合使用其中的兩件甚至三件才能解決。不論多么復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，其解法從實(shí)質(zhì)上說(shuō)，都可視為三條基本途徑不同的排列或組合。

三、結(jié)語(yǔ)

將課本知識(shí)充分與生活結(jié)合起來(lái)的教學(xué)方式是一種創(chuàng)新的教學(xué)方式，也是教師綜合素養(yǎng)的體現(xiàn)。為此，在今后的高中物理教學(xué)過(guò)程中，教9幣應(yīng)充分借鑒這種教學(xué)方式，以豐富教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)空間的拓展。同時(shí)，教師應(yīng)對(duì)教學(xué)方式進(jìn)行不斷的創(chuàng)新，以滿足不斷變化的高層次物理教學(xué)需求。

參考文獻(xiàn)

篇10

【關(guān)鍵詞】能量守恒 物理問(wèn)題 能量轉(zhuǎn)化

【中圖分類號(hào)】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2017）02B-0162-02

能量不會(huì)憑空消失，也不會(huì)憑空產(chǎn)生，只能通過(guò)一種形式的能量轉(zhuǎn)換成另外一種形式的能量，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另外的一個(gè)物體，并且能量的總量保持著不變，這就是能量守恒定律。運(yùn)用能量守恒定律能夠更好地解決許多物理問(wèn)題，也就是說(shuō)，對(duì)物理學(xué)中的不同類型的物理問(wèn)題，從能量守恒入手，可以找到清晰的分析思路和方法。但是要想熟練地運(yùn)用能量守恒定律就必須熟記能量守恒定律的表達(dá)公式及其守恒條件，要不就會(huì)用錯(cuò)。

一、力學(xué)中的能量守恒

在力學(xué)的學(xué)習(xí)過(guò)程中我們都知道，如果物體僅僅受到重力和彈力的作用，那么物體的能量就會(huì)在勢(shì)能和動(dòng)能之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并且機(jī)械能的總量不變，對(duì)于這種情況下我們稱之為機(jī)械能守恒定律。機(jī)械能守恒定律是解決高中物理力學(xué)問(wèn)題的重要方法，下面我們就通過(guò)一道高中物理力學(xué)的問(wèn)題來(lái)分析如何利用機(jī)械能守恒定律。

〖例1〗如圖所示，有一勻速運(yùn)行的傳送帶，其速度為 v=2.0 m/s，在 A 點(diǎn)的上方有一帶料斗，帶料斗中裝滿了沙子，打開(kāi)開(kāi)關(guān)以后，沙子以 Q= 50 kg/s 的速度落到運(yùn)行中的傳送帶上，沙子從 A 點(diǎn)被運(yùn)送到 B 點(diǎn)，在傳送的過(guò)程中，下面選項(xiàng)中說(shuō)法合理的為（ ）

A.在一分鐘時(shí)間內(nèi)，沙子與傳送帶發(fā)生摩擦，由此產(chǎn)生的熱為 1.2×104 J

B.在一分鐘時(shí)間內(nèi)，沙子與傳送帶發(fā)生摩擦，由此產(chǎn)生的熱為 6.0×103 J

C.電動(dòng)機(jī)需要增加的功率為 100 W

D.電動(dòng)機(jī)需要增加的功率為 200 W

〖解析〗當(dāng)沙子落到傳送帶上后，傳送帶做的功轉(zhuǎn)化成了沙子的動(dòng)能與產(chǎn)生的熱量，合理分析題目的條件，借助功能關(guān)系就能夠正確解答問(wèn)題。假設(shè)一定時(shí)間 t 內(nèi)落到傳送帶上的沙子的質(zhì)量是 m，那么 Q=m/t。此部分沙子因?yàn)槟Σ亮?f 的作用被迫加速，由功能關(guān)系可得 ，沙子在摩擦力的影響下開(kāi)始加速，所以 ，s轉(zhuǎn)=vt。相對(duì)位移 s=s轉(zhuǎn)-s=s，可知煤的位移和煤與傳送帶的相對(duì)位移相同。因此產(chǎn)生的熱量 。所以傳送帶在 t 內(nèi)增加的能量 E 為 ，功率 ，可知 B 是錯(cuò)誤的，D 是正確的。通過(guò)之前的分析可知，單位時(shí)間的熱量為 Q熱=。因此一分鐘內(nèi)產(chǎn)生的熱量 Q總=Q熱t(yī)==6.0×103J，因此 B 選項(xiàng)正確，A 選項(xiàng)錯(cuò)誤，B、D 選項(xiàng)正確。

這道題中，盡管能量轉(zhuǎn)化成兩個(gè)形式的能量，但總量沒(méi)有變化，是一道經(jīng)典的能量守恒類型的題目，它能夠加深學(xué)生對(duì)能量守恒定律的理解。

二、熱學(xué)中的能量守恒

物理學(xué)中，關(guān)于熱學(xué)的能量守恒也經(jīng)常遇到，而且熱學(xué)往往會(huì)伴隨著力學(xué)、電學(xué)等一起出現(xiàn)。我們知道，熱能與機(jī)械能、電能等可以相互轉(zhuǎn)化，比如電能轉(zhuǎn)化成熱能，熱能轉(zhuǎn)化成其他類型的能。這里我們用一道力學(xué)與熱學(xué)結(jié)合的題目來(lái)分析，如何通過(guò)能量守恒來(lái)解決問(wèn)題。

〖例2〗將一個(gè)質(zhì)量為 M kg的鐵塊固定在實(shí)驗(yàn)桌上，然后發(fā)射一枚質(zhì)量為 m kg的子彈，子彈以一定速率擊中鐵塊后，子彈留在鐵塊中，鐵塊與子彈的溫度升高了 12℃，如果將鐵塊放置在光滑的水平面上，然后發(fā)射一枚質(zhì)量同樣為 m kg的子彈，子彈以一定速率擊中鐵塊后，子彈留在鐵塊中，它們的溫度升高了 11℃，求鉛塊與鉛彈的質(zhì)量比。

〖解析〗運(yùn)用熱力學(xué)第一定律得 U=Q+W。根據(jù)能量守恒定律，子彈和鐵塊的溫度升高就意味著對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)的機(jī)械能減少了。

〖解〗設(shè)子彈的擊中速度為 v0，第二次兩者達(dá)到的共同速度為 v，兩次升高的溫度分別為 t1，和 t2，鐵的比熱容為 C，因損失的機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化為鐵塊和子彈的內(nèi)能，故有

Q=E

對(duì)第一次有 c（M+m）t1=mv02

對(duì)第二次有 mv0=（M+m）v

且 c（M+m）t2=mv02-（M+m）v2

由以上三式可得，鉛塊和鉛彈的質(zhì)量之比：

對(duì)這樣一道題目，我們要通過(guò)鐵塊的靜止和運(yùn)動(dòng)兩種狀態(tài)來(lái)進(jìn)行分析，物體運(yùn)動(dòng)就會(huì)產(chǎn)生動(dòng)能，子彈和鐵塊的溫度升高就說(shuō)明動(dòng)能轉(zhuǎn)化成了熱能，這樣，利用能量轉(zhuǎn)化與守恒定律就能夠找到解決問(wèn)題的切入點(diǎn)和突破口，并順利地解決問(wèn)題。

三、光學(xué)中的能量守恒問(wèn)題

光電效應(yīng)講述的是原子中的電子吸收了光子的能量，其中一部分能量讓電子克服原子核的引力作用，另外一部分能量變成電子離開(kāi)原子核后的動(dòng)能。在光電效應(yīng)中，利用能量守恒定律，就能夠?qū)⒈容^抽象的物理學(xué)問(wèn)題轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬?duì)簡(jiǎn)單的問(wèn)題。下面是一套光電效應(yīng)的試題。

〖例3〗氫光譜波長(zhǎng) ，對(duì)于 k=1 的系列光譜線波長(zhǎng)均處于紫外線區(qū)，將其稱之為賴曼系；而 k=2 的系列波長(zhǎng)均處于可見(jiàn)光區(qū)，稱之為巴爾末系?，F(xiàn)利用氫原子所發(fā)出的光對(duì)某種金屬照射進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)所采取的光為賴曼系波長(zhǎng)最長(zhǎng)的光時(shí)，其遏比電壓記為 U1；當(dāng)利用的光為巴爾末系波長(zhǎng)最長(zhǎng)的光時(shí)，遏比電壓記為 U2。已知電子電荷與真空光速分別為 e 和 c ，試求普朗克常量與該種金屬的逸出功。

〖分析〗由公式 可得在賴曼系中發(fā)生的光波長(zhǎng)最長(zhǎng)的為氫原子由 n=2 向 k=1 躍遷時(shí)所發(fā)出的波，其波長(zhǎng)倒數(shù)為

所對(duì)應(yīng)的光子能量

另外，巴耳末系波長(zhǎng)最長(zhǎng)的光是氫原子由 T1 為正無(wú)窮向k 為 2 狀態(tài)躍遷時(shí)發(fā)生的，其波長(zhǎng)倒數(shù)為

對(duì)應(yīng)的光子能量

W表示的是該金屬的逸出功，eUl 與 eU2 所表示的分別為光電子的最大初動(dòng)能。根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程可得

得

光電效應(yīng)是較為簡(jiǎn)單的一節(jié)內(nèi)容，記住了相關(guān)公式和理論，就能夠解答大部分高中物理中的有關(guān)光電效應(yīng)的題目。但要記住，在電子躍遷中，遵循能量守恒定律。

四、電學(xué)中的能量守恒問(wèn)題

電是我們生活中常見(jiàn)又必不可少的東西，電可以轉(zhuǎn)化成機(jī)械能、光能、熱能等，通過(guò)對(duì)電學(xué)中能量守恒問(wèn)題的研究，能夠幫助我們更好地了解生活?，F(xiàn)講解用能量守恒定律解答帶電物體在電場(chǎng)中受到電場(chǎng)力作用的問(wèn)題。

〖例4〗如圖所示，在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，放置一個(gè)水平光滑且足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌，ab 的距離是 cd 距離的兩倍，將兩根質(zhì)量相同的金俟鞣旁詰脊焐稀O衷詬ab施加一個(gè)水平向左的初速度 v0，當(dāng) CD 固定不動(dòng)時(shí)，AB 整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量為 Q。那么，當(dāng) CD 不固定時(shí)，AB 以 v0 啟動(dòng)后整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量是多少？

〖解析〗CD 固定時(shí)，有 Q=mv02，CD 可動(dòng)時(shí)，設(shè) AB 速度減為 v，CD 速度增為 2v，時(shí)間為 t。此時(shí)穿過(guò)回路的磁通量不再變化，感應(yīng)電流消失，之后 AB、CD 均做勻速直線運(yùn)動(dòng)。在上述的 t 時(shí)間內(nèi)，AB 受的安培力都是 CD 的 2 倍，可認(rèn)為 AB受的平均安培力為 CD 的兩倍，則

對(duì) AB 有 2Ft=mv0-mv ①

對(duì) CD 有 Ft=2mv-0 ②

聯(lián)立兩式得

設(shè)以上產(chǎn)生的熱量為 Q'，由能量守恒得

電學(xué)是高中物理里面較為繁瑣的一個(gè)內(nèi)容，電學(xué)可與磁場(chǎng)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、熱學(xué)等各個(gè)方面的內(nèi)容相結(jié)合來(lái)綜合命題，因此在解電學(xué)問(wèn)題的過(guò)程中，常常會(huì)用到能量守恒定律，因此學(xué)生要掌握利用能量守恒定律來(lái)求解電學(xué)問(wèn)題的基本方法。