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机械能守恒定律习题范文1
关键词： 问题导学法 机械能守恒定律教学 应用
“学起于思，思源于疑”，“问题导学法”又称“设问教学法”，它是通过创设特定的问题情境，引导学生在解决面临的学习问题中，主动获取和运用知识、技能，发展其学习主动性和自主学习能力的课堂教学方法。课堂教学作为学校教育教学的中心环节和最基本的组织形式，是形成教学质量，达成教学目标的主要途径。学生不应是被动的、消极的知识的接受者，而应是主动的、积极的知识的探索者。因此，“问题导学法”在课堂教学中的过程应以问题为主线，从提出问题、分析问题到问题的解决与应用，逐步达到教学目标。在此过程中教师应充分体现其引导的作用，使学生真正成为活动的主体，使学生多动口、动脑、动手，提高课堂效率，做到事半功倍。
一、分析教材内容，选择合适教学方法
机械能守恒定律这节课内容主要是针对机械能守恒的理论推导和应用部分，大致分四步走：第一步，定性理解动能和势能之间可以相互转化；第二步，理论推导机械能守恒定律；第三步，通过实例分析机械能守恒定律的内容和条件；第四步，机械能守恒定律的应用。本节内容由定性分析动能和势能的相互转化，到结合自由落体运动过程作理论推导，然后总结出定律，阐释机械能守恒的实质，最后是实际应用，符合由特殊到一般的认识规律。在探究、推理过程中，有利于培养学生的演绎推理能力、分析归纳能力和探索发现能力，有利于学生领悟物理学研究方法和提高创造性思维能力。教材的内容结构能较好地突出理论与实践的统一，使学生明白物理规律既可以直接从实验得出，又可以用已知规律从理论上导出。
因此，这节课的教学比较适宜采用问题导学法：首先，从生活实例启发学生发现问题，了解问题的实质；其次，通过实验分析再联系已学知识解决问题；最后，利用规律解决相关问题。以教师指导下的学生活动为主，使学生真正成为学习的主体，通过大量实例分析使学生更好理解地机械能守恒定律的条件，这样就在不知不觉中突破了难点。在细节处理上也可以利用层层设问较好地完成教学目标。例如：在引导学生利用自由落体运动推导机械能守恒的过程中，进行三步设问：1.用动能定理研究AB段运动得到什么方程？2.根据重力做功和重力势能的关系研究AB段运动得到什么方程？3.联立两个方程，从能量转化的角度得到什么结论？这样，学生就在教师的步步引导下得出了机械能守恒的结论。
二、问题导学法的教学过程
机械能守恒定律的教学过程可细分为8个环节：复习提问、导入新课提出问题分析问题得出结论知识深化应用举例练习巩固，问题导学法贯穿于整个教学过程，如图1所示。
1.复习提问、导入新课
在引入环节通过复习提问和图片展示、视频播放分析生活实例，为导入问题做准备。
（1）复习提问：①动能定理的内容是什么？重力做功与重力势能变化的关系是什么？②机械能的定义是什么？
（2）多媒体展示图片和视频（瀑布、荡秋千、过山车、撑竿跳高，等等），让学生分析这些运动过程中的共同特点，即动能和势能之间可以互相转化。
2.提出问题
如何创设问题情境是问题导学法的一个关键。通俗地讲，问题就是要求学生回答或解释的那些尚待解决或学生弄不明白的事。“问题”应该来源于学生的阅读、讨论、练习、实验等学习实践活动中，来源于学生认识的局限、思维的冲突、方法的错误、对象的模糊、观念的差异，等等方面。本节课通过实际生活实例分析动能和势能之间可以相互转化，从而提出问题：动能与势能的转化过程中可能满足什么样的定量规律？
3.分析问题
问题提出之后，接下来进行问题分析。问题分析时通过定性和定量逐步深入分析。
（1）通过实验定性分析
实验一：钢球用细绳悬起，请一个同学上来靠近，将钢球拉到同学鼻子处释放，让学生观察钢球摆回时同学的反应，钢球是否会撞到该同学以及原因，并分析出哪个过程是动能向重力势能转化，哪个过程是重力势能向动能转化。
猜想：动能与势能的转化过程中其总和保持不变。
（2）通过理论推导定量分析
在理论推导定量分析时，采用了另一种教学方法――对比教学法，如图2所示。通过层层设问，在教师的引导下，学生利用已学知识动能定理对三种运动模型进行对比分析，总结出物理规律，使学生充分理解机械能守恒定律的内容及条件。
模型一：自由落体运动是重力势能向动能的转化过程，我们应用学过的动能定理和重力做功与重力势能的关系等知识，可推导证明在这个过程中机械能守恒。
如图3所示，设一个质量为m的物体自由下落，经过高为h的A点（初位置）时速度为V。下落到高度为h的B点（末位置）时速度为V，
问题1：用动能定理研究AB运动段得到什么方程？
问题2：根据重力做功和重力势能的关系研究AB运动段得到什么方程？
问题3：联立两个方程，从能量转化的角度得到什么结论？
解析：在自由落体运动中，物体只受重力G=mg的作用，重力做正功。设重力所做的功为W，则由动能定理可得：
W=mV-mV①
①式表示，重力所做的功等于动能的增加。
另一方面，由重力做功与重力势能的关系知道：
W=mgh-mgh②
②式表示，重力所做的功等于重力势能的减少。由①式和②式可得：
mV-mV=mgh-mgh③
由③式可知，在自由落体运动中，重力做了多少功，就有多少重力势能转化为等量的动能。
通过对③式移项后可得：
mV+mgh=mV+mgh或写成E+E=E+E④
④式表明，在自由落体运动中，动能和重力势能之和即总机械能保持不变。
模型二：如果物体下落时空气阻力不可忽略，上述过程则有：
问题1：用动能定理研究AB段得到什么方程？
问题2：根据重力做功和重力势能的关系研究AB运动段得到什么方程？
问题3：联立两个方程，从能量转化的角度得到什么结论？
解析：由动能定理可得
W-W=mV-mV⑤
⑤式表示，重力和阻力的所做的功等于动能的增加。
另一方面，由重力做功与重力势能的关系知道：
W=mgh-mgh⑥
⑥式表示，重力所做的功等于重力势能的减少。由⑤式和⑥式可得：
mV-mV=mgh-mgh-W⑦
由⑦式可知，重力势能减少量大于动能增加量，表明机械能的总量减少，减少的机械能转化为其他形式的能，机械能不守恒。
模型三：斜抛运动，从高为h的塔上以速率v将一小球斜向上抛出，落地时速度为V，不计阻力。如图4所示，上述过程则有：
问题1：用动能定理研究CD段得到什么方程？
问题2：根据重力做功和重力势能的关系研究AB运动段得到什么方程？
问题3：联立两个方程，从能量转化的角度得到什么结论？
mV+mgh=mV+mgh⑧
由⑧式可知在斜抛运动中，动能和重力势能之和即总机械能保持不变。
通过以上三种运动模型总结得出：在只有重力做功的情况下，不论物体做直线运动还是曲线运动（如竖直上抛运动、平抛等），物体的机械能总量保持不变。
4.归纳总结，得出结论
（1）机械能守恒定律
内容：在只有重力做功的情况下，物体的动能和重力势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变。
适用条件：只有重力做功。
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（2）机械能守恒定律适用条件拓展
播放多媒体动画：在光滑的水平面上，放开一根被压缩的弹簧，弹簧把跟它接触的小球弹出去。通过提问引导学生分析出：一、弹簧的弹性势能转化为小球的动能。二、在弹性势能和动能的相互转化中，如果只有弹力做功，动能和弹性势能之和保持不变，即机械能守恒。
所以机械能守恒的适用条件还有：在只有弹力做功的情形下，系统（弹簧和物体）的机械能也守恒。
我们进一步归纳出机械能守恒定律的内容：在只有重力或弹力做功的情况下，系统的动能和重力势能或弹性势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变。
5.知识深化
举出生活实例，通过教师引导，学生独立思考，判断物体在运动过程中是否满足机械能守恒，进一步加强对机械能守恒条件的理解，突破本节课重难点。实例如下：
a.跳伞员带着张开的降落伞在空气中匀速下降
b.抛出的手榴弹或标枪做斜抛运动（忽略空气阻力）
c.拉着一个物体沿着光滑的斜面匀速上升
d.物体沿光滑曲面自由下滑
6.应用举例
应用举例要有针对性，抓住机械能守恒定律的基本思想和解题方法。要抓住典型性、灵活性、多解性的典型问题，特别是对具有典型性和多解性的题目，尽量做到一题多解、一题多变、多题归一、触类旁通、举一反三，通过这样的思维聚合训练，能够脱离题海，达到事半功倍的效果。
比如例题：一物体从光滑斜面顶端由静止开始滑下，斜面高1m，长2m。不计空气阻力，物体滑到斜面底端的速度是多大？拓展：若上题中把斜面改为光滑曲面，结果又会怎样？
通过牛顿力学知识和机械能守恒定律两种方法对比解题，总结出机械能守恒定律解题步骤、特点和优势。另外再通过精选练习题，重视理论联系实际，努力尝试解决新情景问题，提高学生的知识和方法迁移能力。
7.课堂小结及巩固训练
通过设问引导学生对本节课主要知识点进行归纳总结，如机械能守恒定律的内容、机械能守恒的条件和应用机械能守恒定律的基本思路，完善学生的知识结构，培养学生整理归纳的能力。教师精选练习题，让学生进行针对性训练，比如在完成机械能守恒定律的新课教学后，再通过习题课对机械能守恒的练习题进行分类型训练：1.机械能守恒条件的判断；2.单个物体机械能守恒的简单计算；3.机械能守恒与圆周运动的结合；4.匀质连续体中的机械能守恒；5.多个物体组成的系统机械能守恒，等等。让学生通过一定量的练习，对题型进行分类归纳，总结所用的知识点、解决问题的思路和物理模型，实现由知识向能力的转化，使学生的思维得到有效的锻炼和发展。
8.布置作业
在课堂教学尾声阶段，即是布置作业。教师可选择少而精的作业题，如本节课后练习第4、5题交给学生去解决，去巩固提高，去体会“渔鱼”之乐。
三、问题导学法在机械能守恒定律中的应用总结
问题导学的教学模式从培养学生能力出发来组织教学过程，它不是由教师先讲，而是让学生在问题导引下先进行自学和探索，然后教师再进行评述性讲解。这就把以教为重心转移到以学为重心，把单纯传授知识转移到打好基础，发展智力，培养能力的轨道上来。在机械能守恒定律教学中，我从分析生活实例入手，以问题为主线，层层设问，使学生在教师引导下，分析实验现象，并且根据相关知识完成机械能守恒定律的推导。通过机械能守恒定律课堂教学实践证明：用“问题导学法”教学，体现了教师的主导地位，发挥了学生的主体作用。教师的主导作用表现为教师是教学的组织者、参与者和引导者，创设能吸引学生主动参与的教学环境，为营造自主探究、交流合作的学习气氛。学生的主体作用表现为：学生自主分析、解决问题，激发了学习兴趣，培养了自主学习和自主探究的能力，有利于扩大学生视野，开发智力，培养分析、归纳、解决物理学习中的实际问题的能力，势必对学生的终身学习起到重大影响，也利于学生适应将来的学习型社会。这摈弃了传统教育思想，把知识看作一种教育结果，主要向学生传授知识，关心传授了多少知识；而是采用现代教育思想，把知识看作一种过程，除了关心传授的知识的量外，还关心获得知识的过程，更强调学习自主能力的培养过程。
四、结语
物理作为一门自然学科，它可以把课内知识与课外知识融为一体，采用问题导学法，让学生始终带着问题去学习，带着问题去探究，在开放的学习过程中发现、分析、解决问题，体会物理与自然社会的联系。这为学生的创造、物理知识的应用创造了广阔的空间。问题导学式教学法只是众多教学方法中的一种，在课堂教学中应根据具体情况灵活选择教学方法，甚至综合应用多种教学方法，如本节课虽以问题教学法为主，但也融入了对比法、启发式教学法，等等。
参考文献：
［1］广东基础教育课程资源研究开发中心物理教材编写组.物理教学用书［M］.广东教育出版社，2004，12，1.
［2］高中数学教学中的问题导学法探究［J］.沙棘（科教纵横），2010，10.
机械能守恒定律习题范文2
新的课程改革在课程实施上倡导教学方式的多样化，注重学生自主地、富有个性地学习，突出学生在学习过程中的积极体验、乐于探究、勇于实验和勤于思考，从而实现三维培养目标的有机整合。本文以新课程下“机械能守恒定律”的教学为例，通过对该课堂流程的实录分析，浅谈实验探究能力和理论推导能力的有效结合的教学方式的基本设计理念、原则以及教育功能，如何采用此种教学方式充分激发学生学习的高度自主和能动性，实现有效的物理课堂教学。
关 键 词：教学方式、实验、理论推理、有效结合
物理规律的发现离不开科学探究，而科学探究可以分为理论探究和实验探究。新课程标准的物理教学中倡导学生自主学习、研究性学习，加强科学探究，而物理实验既能为学生的自主学习、科学探究打下基础，又能为学生的自主科学探究提供物质的保证，所以许多教师在评价一节课的好坏时，也把实验的新颖、学生动手做实验的时间和实验能力培养等做为重要的评价标准。但是，他们却忽视了学生理论探究能力的培养，而理论推导能力可以说是物理规律的发现和发明的直接推动力。如何使二者完美地结合也应是我们物理教师应该关注、研究和探讨的问题，而不应该片面强调实验探究能力忽略理论推导能力。物理学史实证明许多物理学家在发现物理规律时，在实验条件不完全具备的情况下都发挥了他们的聪明才智，利用科学的理论推导得出了著名的物理规律公式。例如：自由落体运动规律就是逻辑思维和实验的完美结合。
本文以新课程下“机械能守恒定律”的教学为例，浅谈如何将实验探究能力和理论推导能力的有效结合，触发学生思维，点燃学生情感，充分发挥学生学习的高度自觉性和能动性，使物理课堂教学产生无穷的乐趣进而实现有效甚至高效的物理课堂教学。
一、课堂教学流程与分析
1.创设问题情境，生成课题
情景一：弹弓将弹珠弹出。
由现象得出：橡皮筋的弹性势能和弹珠的动能的转化。
情景二：滑板、滑轮、自行车等极限运动的视频。
由视频得出：极限运动中动能和重力势能在相互转化。
情景三：国际撑杆跳比赛的视频。
由视频得出：撑杆跳中动能、重力势能和弹性势能在相互转化。
设计目的：通过实验和视频明确教学主题，有效激活学生对动能和势能的认知，提出动能和势能是可以相互转化的，为师生互动生成新知识、探索新规律提供实际场景，增加感性认识。
2. 建立物理模型，深入研究
模型一：用一细绳一端固定，另一端连接一个小球，让小球在竖直平面上摆动，研究动能和重力势能的转化。
模型二：利用水平放置气垫导轨，将弹簧一端固定，另一端与滑块连接，让滑块在气垫导轨上运动，研究动能和弹性势能的转化。
设计目的：许多的物理定律和规律都是把实际的研究对象或物理过程抽象为理想化的物理模型，然后研究物理模型所涉及的物理量及其相互关系。物理教学中，应该注重培养学生理论建模的能力，让学生忽略次要因素，抓住事物的本质去解决问题，对复杂的事物简化，进行抽象，从而建立起物理模型。
3．设计实验探究方案，体验表象规律
实验一：利用模型一，用一拉力使小球缓慢向上做圆周运动，理论分析机械能是否变化，如何变化？
实验二：利用模型一，小铁球从某一高度释放，动能和重力势能在转化时，机械能是否变化？你通过什么简单方法可以检验结论的正确性呢？
实验三：利用模型一，将小铁球换成塑料小球，再次完成实验二，观察实验，得出在这个过程中机械能是否变化？
设计目的：通过实验观察，根据学生已有的知识引导学生猜测，拉力做正功使小球的机械能增加，空气阻力做负功使小球的机械能减小，通过对比实验理论分析在空气阻力忽略不计时，小球在摆动过程中只有重力做功，小球的机械能守恒。在实验探究中将静态的知识转化成动态的演示过程，激发学生的学习热情，唤起学生探究新知的愿望，让学生在理论猜测――验证――结论等一系列教学活动中体会机械能守恒的条件。通过学生参与探究体验，自主总结规律，有效避免教师的单向罗列与陈述，将自主探究与合作学习落到实处。
4．经历理论探究，验证实验结论
探究一：通过模型一，小球在只有重力做功情形下，根据功能关系定量计算动能的变化量和重力势能的变化量是否相同。
探究二：通过模型一，小球在除重力以为还有其他力做功情形下，根据功能关系定量计算动能的变化量和重力势能的变化量是否相同。
探究三：分组探究平抛运动、自由落体运动、在斜面上运动的物块情景，动能的变化量和重力势能的变化量是否相同。
设计目的：在实验探究结论的基础上，根据学生根据已有的功能关系知识引导学生理论推导机械能守恒的条件，从推导过程中体会重力做功不改变物体的机械能，而改变物体机械能的是通过非重力做功实现的，并通过理论推导证实实验结论的正确性。通过其他运动情景的理论探究过程，得出机械能守恒的条件是普遍适用的。学生通过参与理论探究体验，不仅体会到实验探究的重要意义，而且更加深入了理解机械能转化和守恒的思想。
5．成果交流，深入研究
5.1在小组交流的基础上，达成以下共识：在只有重力做功的情形下，物体的动能和重力势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变。
5.2在以上结论的基础上，理论分析动能和弹性势能转化中，机械能守恒的条件。
设计目的：通过动能和重力势能发生相互转化中机械能守恒定律的得出，使学生感受到探究成功的喜悦与体验，增强学生探究物理的信心。利用物理的类比法进一步的通过理论探究动能和弹性势能转化中，机械能守恒的条件。
6．总结机械波守恒定律
学生得出结论：在只有重力或弹力对物体做功的条件下，物体的动能和势能（包括重力势能和弹性势能）发生相互转化，但机械能的总量保持不变。这个规律叫做机械能守恒定律。
7．物理在生活中的应用
[习题] 随着人类能量消耗的迅速增加，如何有效地提高能量的利用率，是人类所面临的一项重要任务，右图是上海“明珠线”某轻轨车站的设计方案，与站台连接的轨道有一个小的坡度。明珠号列车为什么在站台上要设置一个小小的坡度？ 在这个过程中机械能是否守恒呢？
二、 教学感悟
将理论探究和实验探究紧密的结合的教学方式才能把物理课上出物理味道，它通过学生亲历探究过程，促进个体思维的突破和能力的提升，激发了学生学习物理的兴趣，掌握学习物理方法，为学生的终身学习提供后续保障。
1．关注生活，培养学生的建模能力
物理学中概念与规律的发现，都源于一个具体的物理问题，美国教育家布朗认为：“学习的环境应放在真实问题的背景中，使它对学生有意义”，而真实的问题就存在于学生的生活中。但是，寻求解决问题的方法往往是迷雾重重，其中所用的方法或得到的理论却是最有效的和最简洁的。物理课堂上必须为学生营造一个个物理情境，还原知识产生背景。在“机械能守恒定律”教学中，利用很有视觉冲击力的“极限运动”，生活中打弹弓等实例，将动能和势能的转换关系包含其中。让学生利用刚刚学习的动能、势能概念，从这些复杂情景中抓住主要研究的问题，学会从实际情景中抽出理想模型，简化物理研究的过程。这也是物理教学和学习的核心，无论从应试还是能力提升都起到重要作用。
2．实验探究，初步体验物理规律的形成
高中教学中绝大部分的物理规律来源于对事物的观察与分析，透过事物的表象把握其本质，而关键性信息的获取和处理对能否发现物理规律起着决定因素，若能启发、引导学生亲自参与和发现规律的发现过程，学生对于规律的理解将会更加深刻，应用更加自如。
本节课运用类似理想实验来探究机械能守恒定律。在实验探究当中，选用铁球和塑料球的对比实验得出阻力对机械能守恒的影响，当阻力逐渐减小，观察出这个过程中小球机械能的一个变化趋势，最终推导出阻力为零的情况。通过模拟物理学家伽利略研究采用的理想实验方法，以可靠的实验事实为基础，突出主要因素，忽略次要因素，通过抽象思维得出机械能守恒定律的条件，将实验与逻辑思维紧密的结合在一起。
3．注重实际应用，通过理论探究加强学生科学思维训练及方法形成
看到的实验结论不一定反映了物理的本质，而且高中阶段有很多规律是无法通过物理实验来得出，例如万有引力定律就是利用了牛顿运动定律和对称性得出的。在教学中要通过理论推导和验证来探究物理规律，这样更能加强学生对于知识的理解，对它在实际生活中应用更有信心。学生通过理性探究，自觉的寻找生活中应用的物理知识、方法，并能把物理知识、方法用来解决生活中的现象，这样习惯的养成可以有效的提高学生的科学素质。
《机械能守恒定律》这节课的难点是机械能守恒的条件是只有重力做功。首先引导学生之前学习机功能关系，即合外力做功过程动能发生改变，重力做功的过程重力势能发生改变，而后理论分析实验中阻力做功、拉力做功等情况下机械能不守恒，理论探究机械能守恒的条件，即只有重力做功。通过师生互动、思维探究以及理论推导过程，深刻领会到物理学科的严谨性和流畅性，感受物理之美。让学生在探究、推理过程中得出结论，有利于培养学生的推理能力、分析归纳能力和探索发现能力，领悟理想研究方法。
4. 让实验探究与理论探究成为探究式教学的两翼
学生的科学探究并不意味着只动手操作进行实验活动，凡是有利于学生“构建知识”，形成“科学观念”，领悟“科学研究方法”的各种活动都属于科学探究范畴。在教学中要将这两种方式结合在一起。美国的物理学家最近评出“最美丽”物理实验，这些实验共同之处是：它们都“抓”住了物理学家眼中“最美丽”的科学之魂，这种美丽是一种经典概念：最简单的仪器和设备，最根本、最单纯的科学结论，就像是一座座历史丰碑一样，人们长久的困惑和含糊顷刻间一扫而空，对自然界的认识更加清晰。
新课程要求学生通过物理学习能“体验科学探究过程”，从而提高学生的科学素养。学习过程更多的是学生体验的过程，将理论探究和实验探究紧密的结合的教学方式有利于学生体验科学探究过程，注意过程的体验，有助于学生知识的构建，方法的形成，能力的形成，并在学习过程中形成科学的态度和科学精神，掌握科学方法，成为解决问题的高手。同时在物理教学中注重物理过程的体验，能激发学生学习热情，有利于学生借助直接或间接经验将知识内化，并在探究过程中培养坚韧不拔、探索知识的科学精神，将科学知识和科学素养有机统一。
参考文献：
[1] 高中物理课程标准．人民教育出版社，2003 ．
机械能守恒定律习题范文3
例题 如图1，质量为m的子弹，以速度v水平射入用轻绳悬挂在空中的木块，木块的质量为M，绳长为L，子弹停留在木块中，求：（1）子弹射入木块后的瞬间绳子张力的大小？（2）子弹射入后木块和子弹所能上升的最大高度？
这是出现在动量守恒定律应用中的一道练习题，因为仓促出题者也没有配以相应的参考答案.又因为出现在动量守恒定律应用的第一个课时且被冠在“子弹问题”之下，笔者将其定义为一道十分简单的组合题，给出了如下解法.
解 （1）设木块（含子弹）速度为v′，对子弹射入木块由动量守恒定律得
mv=（M+m）v′（1）
木块（含子弹）做圆周运动，在最低点由牛顿定律得
FT-（M+m）g=（M+m）v′2L（2）
由（1）、（2）可求得张力大小
FT=m2v2L（M+m）+（M+m）g.
（2）对木块（含子弹）摆上的过程由机械能守恒得
（M+m）gh=12（M+m）v′2（3）
由（1）、（3）得h=m2v22（M+m）2g.
之后课间，其他班的一名同学来向我询问这道题的做法.我十分轻描淡写地重复了一次上述解法.没想他的一个反问立即将我的轻描淡写拖入谷底：“老师，您怎么知道它一定没有绕过悬点转整圈？如果打击速度很大的话，完全可能啊！”是啊，这是十分顺理成章的追问，为什么我会忽视呢？于是，我立即跟他一起对第（2）问作了以下讨论：
A.若绳恰能上摆至水平位置，设对应的v′=v1.
对木块（含子弹）由机械能守恒定律得
（M+m）gL=12（M+m）v21（4）
解得v1=2gL.
B.若木块（含子弹）恰能完成竖直面内的圆周运动，当其运动到最高点时速度为v3则此时，
由牛顿第二定律得
（M+m）g=（M+m）v23L（5）
设这种情况对应的v′=v2，从最低摆至最高过程中对木块（含子弹）由机械能守恒定律有
2（M+m）gL=12（M+m）v22-12（M+m）v23（6）
由（5）、（6）知v2=5gL.
那么：
Ⅰ.当v′≤2gL时，设最大高度为h1，对木块（含子弹）摆上的过程由机械能守恒得
（M+m）gh1=12（M+m）v′2（7）
由（1）、（7）得h1=m2v22（M+m）2g.
Ⅱ.当v′≥5gL时，设最大高度为h2，最大高度为h2=2L.
Ⅲ.当2gL
此时，绳恰好松弛，对木块（含子弹）由牛顿第二定律有
（M+m）gsinα=（M+m）v2AL（8）
从最低至A由机械能守恒定律
（M+m）gL（1+sinα）=12（M+m）v′2-12（M+m）v2A（9）
木块（含子弹）从A开始斜抛，之后继续上升高度设为h′，
在竖直方向由公式v2t-v20=2as得
h′=vAcosα）22g（10）
由（1）、（8）、（9）、（10）得
h3=L+Lsinα+h′=m2v23g（M+m）2+L3+
m2v26g（M+m）2-L3〗{1-m2v23gL（M+m）2-23〗2}
至此，本题第（2）问算是解答完备.但是这就意味着我之前在课堂上的讲解有问题.我总在强调严谨，强调思维的广度和完整性，可是自己居然就犯了这样的错误.这是有点丢脸十分失职的事情，看来我需要诚恳地向学生说明情况作出纠正并且认真反思.笔者是有十多年教龄的“老教师”，解过无数道题目，为什么会在这里失误呢？仔细想想有以下原因：
（1）老师特有的思维定势.觉得一道放在动量守恒应用第一课时的例题不应该在圆周运动上大做文章，从而忽视了情况的多样性.
（2）长期依赖参考答案的后遗症.为了节省备课时间，老师常常对照参考答案去准备习题课，虽然会在讲题时参入自己个性化的处理，但总体思路会循着参考答案.长此以往，老师的解题能力大大弱化，有可能离开参考答案就漏洞百出.
（3）长期的“融错”视角对老师思维的异化.为了能够了解学生错误的根源，老师在批阅作业或与学生交流时往往会“融入”学生的逻辑，从他们的视角和足迹出发去纠正他们的错误.时间一久老师头脑中便充满了各种似是而非的观念.虽然我们够冷静、理智和熟练，但也会偶尔在潜意识中受到这些错误思维的干扰.
（4）低估了以字母为已知条件题目的信息量.如果这是一道具体数据的题便只有一种可能，但是因为是字母，且没有对字母做任何范围的交代，从而给多种可能性埋下了伏笔.字母的问题因为具有普遍的意义而倍受出题者青睐.同时它在训练学生思维的广度和提升学生处理一类题的能力上十分有效，所以广受老师们喜爱.所以，今后面对字母为已知条件的问题一定要多多追问多多反问.
（5）学生对老师的盲目迷信.这是一件令笔者十分介意和不能释怀的事情.发现问题的不是我的学生而是其他班的学生.盲目迷信老师和权威，思维狭隘对理科学生来说都是十分致命的弱点.我班学生的反应一方面说明笔者以“老教师”自居在学生中显得太过强势，限制了学生思维的发展，另一方面说明笔者在培养学生的质疑精神上做的十分不够.今后需要大力鼓励学生在课堂上争鸣，只有争鸣才能更好的澄清.
机械能守恒定律习题范文4
笔者所教学的《机械能守恒定律》的教学设计正是努力朝着 这个方向做的。
一、变验证型实验为探究型实验
教材中本节课只是从理论上推导和应用机械能守恒定律，如 果按照传统的教学方法，只注重知识的传授和应用，而忽视学生 探究、体验的过程，难免“穿新鞋走老路”，也不符合一个科学 结论得出的一般规律。所以我觉得把验证机械能守恒的实验改为 探究性实验更符合一般的规律和新课程标准的要求。
二、恰当的设置了探究点
科学探究要求打破课堂时间的限制，充分发挥学生的创造 性。但怎样把课堂教学和科学探究有机的结合起来，是我们教师 面临的一个大课题。我们的课堂受时间、空间的限制，不可能各 方面都探究，为探究而探究只能死路一条，所以恰当的设置探究 点很重要，应该既要让学生完成知识的学习又要参与探究。
首先，本节课我自始至终都是以问题为中心，引入、过渡、 分析结论、课堂小结等都以问题的形式出现。我努力培养学生 的问题意识，因为问题是学生探究的起点。其次，探究的过程 中我主要抓住了实验方案的设计、实验信息的收集与处理、学 生实验的参与等几个环节。实验方案的设计能体现学生应用原 有知识并且创新的能力，本节课学生就设计出了多种方案，有 些已经打破了课堂、学校区域的限制，而这些正是新课标所要 求的。学生的生活中有好多现象和事例需要学生去总结，培养 学生这种关注生活、关爱大自然，搜集身边信息的意识也是我 们的责任和要求。我觉得本节课在课堂上让学生自己设计表格、 搜集整理实验信息是需要的和恰当的。学生在实验的过程中有 穿不好纸带的，但有同学们在互相帮助中学会了，使不会的同 学知道这是应用摩擦力的原理。我看在眼里喜在心里，这已经 超越了老师的语言所提及的范畴，它无形中拓展了课堂的外延， 这出乎意料的收获不正是我们所期望达到的效果吗？确实，组织好教学比单纯讲知识更重要。
三、注重了知识与技能循序渐进的教学
注重了机械能守恒定律得出的过程和基本的应用，一些变形的公式表达形式和应用方面的一些注意事项以及其深刻的内涵 放到了下一课时讲，这样面向了全体学生，降低了教学起点，我 觉得这也符合新课标的精神和要求。
四、注重了过程和方法的教学
首先，让学生从实验和理论两方面充分体验了一个科学结论 得出的过程。这正是课堂的两个大环节，教学设计在这里也占用 了较长的时间。
其次，让学生经历了科学探究的一般过程和思路，即：“创 设情景――提出问题――猜测结论――实验验证――理论推导――得出结论――迁移应用”。
五、充分展示了学生的主体地位
学生观察思考提出问题，自己设计实验，又分小组亲自实验， 自己搜集整理，自己总结出规律。整个课堂完全以学生为主体， 切实做到了“教师搭台学生唱戏”。看到学生几个人一小组，热 烈讨论整理的气氛，我充分体验到了一种满足感，适应于新课标 的物理课堂应该是轻松活泼的。正如一位教育专家所说的：“鸦 雀无声的课堂不是真正的课堂，真正的课堂是‘热热闹闹’的。”
六、学生的合作意识、态度情感和价值观得到了升华
学生在实验时，一只手拿纸带，一只手拿重锤，那就没有手 控制开关，结果不得不与小组的同学合作；还有的同学请求其他 组同学帮忙；还有一个同学主动帮助其他同学控制开关……合作 探究的气氛在这里得到了充分体现。听到学生说“谢谢”、“没关 系”时，看到他们笑嘻嘻、无拘无束的神态时，更加坚定了我继 续搞探究教学，充分发挥学生主体地位的信心和决心。
机械能守恒定律习题范文5
【关键词】学生说题 条件 过程 规律
【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）06-0145-02
高中物理新课程标准中提出：“教学中要提供学生当众交流的机会”。为了给学生提供交流的机会，笔者在高中物理解题教学中，采用以“学生说题”作为解题教学的突破口，收到了良好的教学实效。下面，就结合教学实践，谈谈以“学生说题”引领高中物理解题教学的策略。
一、追寻考查意图――说“题目条件”
在解题时，通熟题意是最重要的，吃透题中各个条件及关系是展开思维的基础，找出题目中关键字眼。要求：说出题中的已知条件，主要指各物理量的数据、单位及图示含义、器材等；说出题中的未知物理量及所求量；说出本题考查的知识点并尽量说出考查意图。
例：质量为m的钢板与竖直轻弹簧的上端连接，弹簧下端固定在地上。平衡时弹簧的压缩量为x0，如图1所示。一物块从钢板正上方距离为3x0的A处自由落下，打在钢板上并立刻与钢板一起向下运动，但不粘连。它们到达最低点后又向上运动。已知物块质量为m时，它们恰能回到O点。若物块质量为2m，仍从A处自由落下，则物块与钢板回到O点时，还具有向上的速度。求物块向上运动到达的最高点与O点的距离。
题目中的关键字有：“自由落下”、“立刻”、“不粘连”、“恰能”、“还具有向上的速度”等，借用弹簧弹力特点和做功性质，已知下落和反弹的高度以及反弹时的速度情况，要求当质量改变为原来的二倍时，反弹的最大高度。题目通过自由落体运动、竖直上抛运动、动量守恒定律、能量守恒定律等知识为依托，训练学生挖掘隐含条件的能力及运用动量观点、能量观点综合分析解决物理问题的能力。
二、分析关联点――说“物理过程”
一个较为复杂的物理过程，往往是由几个不同的阶段连接而成。由于组成整个过程的各个阶段具备不同的特征，遵循不同的规律，因此对这类过程的分析，一般需要首先把各个阶段作出合理的划分。要求：按照时间顺序说出题中物理情境分几个阶段，每个阶段研究对象的受力情况，运动特点，能量转化特点；说出不同阶段之间的关联点。
上题中，第一过程：物体从A处自由落下，只受重力，下落时做初速为零的匀加速直线运动，只有重力势能与动能相互转化。第二过程：物体下落3x0时与钢板碰撞，时间极短，与钢板获相同速度。第三过程：物体和钢板一起向下压缩弹簧至最低点，受到重力和大小不断变化的弹力，速度先增加再减少至零，加速度先减少再反向增加。只有重力势能、弹性势能与动能相互转化。第四过程：物体和钢板从最低点反弹，反弹至弹簧的初始位置是与第三过程是一个逆过程，由于有速度仍能向上，至弹簧恢复原长。第五过程：若物体和钢板在弹簧恢复原长时仍具有速度，物体又与钢板不粘连，钢板将受到弹簧由于伸长而产生的向下的弹力，物体将与钢板分离，物体作竖直上抛运动至最高点。
三、探索过程本质――说“物理规律”
一个物理问题的求解，很重要的环节即是对题目中包含物理过程和物理状态的分析。要求：说出每一过程满足规律的条件，题目是否满足该条件；应用规律的原始公式及变形式。
本例中，物体自由落体时可应用自由落体规律或机械能守恒定律，物体与钢板碰撞时时间极短，内力远大于外力，符合动量守恒定律的条件，应运用动量守恒定律，在弹簧压缩或反弹的过程中只有势能和动能相互转化满足机械能定恒定律的条件，物体竖直上抛时符合抛体运动规律。
四、找准突破口――说“量的相关性”
在过程的分析中，了解物理过程的物理量间变化关系的特征，是了解过程变化趋势的一个突破口。可见，因为物理量间变化关系的特征能定量反映物理过程的特征，所以，将了解物理量间变化关系的特征，作为了解物理过程的变化趋势的突破口，是物理过程分析中的重要的环节。
上题中，由下落的高度3x0可得物体与钢板碰前的速度，对物体和钢板列动量定恒定律方程可求出碰后两者粘连的共同速度，由质量为m的物体反弹后只能上升到x0处，由机械能守恒，能求出弹簧物体与钢板碰前被压缩时的弹性势能，这个弹性势能也就可以应用到质量为2m的物体下落的过程中，从而能得到它上升的最大高度。
（五）能力展现――说“解题规范”
物理规范化解题主要体现在三个方面：思想、方法的规范化，解题过程的规范化，物理语言和书写的规范化。
上题中，由自由落体运动知识，知碰前物体的速度为v0= ，设碰后速度为v1，因碰撞过程时间极短，故物体与钢板系统动量守恒.
mv0=2mv1 v1== /2
弹簧开始压缩到又伸长至O点的过程.
刚碰完弹簧开始压缩时的弹簧的弹性势能令为Ep，当它们一起回到O点时，弹簧无形变，弹性势能为零.由机械能守恒，有Ep+2mv12=2mgx0
所以Ep=mgx0
当物体质量为2m时，由自由落体知识及动量守恒定律，有v0′= 和2mv0′=3mv2，解得v2= ，其中v2为物体与钢板碰后的共同速度.
刚碰完时弹簧的弹性势能为Ep′，它们回到O点时，弹性势能为零，但它们仍继续向上运动，设此时速度为v，则有Ep′+（3m）v22=3mgx0+（3m）v2.
又因与钢板碰撞的两次过程中，弹簧的初始压缩量都是x0，故有Ep′=Ep，从而由以上求得：v=
物体回到O点后继续上升过程.
当质量为2m的物块与钢板一起回到O点时，弹簧的弹力为零，物块与钢板只受到重力作用，加速度为g，一过O点，钢板受到弹簧向下的拉力作用，加速度大于g.由于物块与钢板不粘连，物块不可能受到钢板的拉力，其加速度仍为g，故在O点物块与钢板分离，分离后，物块以速度v竖直上抛，因此，物块上升的最大高度为H=.
总之，通过“学生说题”，让学生充分参与了课堂学习，调动了学生的自主性，使学生的潜能得到挖掘，能力得以提高。如果一如既往地坚持下去，就可以让学生站在知识的“巅峰”，去体验“一览众山小”的感觉。
参考方献：
[1]《物理教学论》阎金铎主编 广西教育出版社
机械能守恒定律习题范文6
【例1】如图所示的电路，AB接在一个稳压电源两端，为理想电流表，试分析，当滑动变阻器的滑片从a移向b的过程中的读数将如何变化？
分析与解：当滑片移至a端时，R0被短路，的读数为 U1R，而滑至b端时的读数显然也为 U1R，所以在滑片从a移至b过程中肯定存在一个极值，我们不妨研究滑片移至中点时的读数，并不妨假定R=2R0，I中 = U1R0+ 112R0× 112= U13R0= 2U13R< U1R，可见的读数先变小后变大。
点评：这种思维方法通常称“极端法”，通常用于处理以中间过程分析、运算比较复杂的问题，一般对于两个“极端”结果相同的问题，中间往往存在极值，至于极大还是极小可借助于对于中间某一特定位置的分析计算，必要时可利用数学上常用的“赋值法”加于判断。当然，这种方法由于只研究了一些特殊位置，缺乏严密性，尤其对于中间过程比较复杂（如出现反复几次变大变小）的问题时要慎重。
【例2】在例1中，设R有Rx接入支路时的读数为Ix。求Ix最小时Rx值。
分析与解： Ix= U1（R-Rx）+ R0Rx1R0+Rx× R01R0+Rx= UR01-（Rx- 112R）2+R0R+ 114R2
显然当Rx= 112R时Ix最小。
点评：用配方法，求解极值是最常用的数学方法，其实是写出所需讨论的物理量的函数式（通常为二次函数），然后通过配方法求解。
【例3】如图所示，三个质量均为m的弹性小球用两根长约为L的轻绳连成一条直线而静止在光滑水平面上。现给中间的小球B一个水平初速度 ，方向与绳垂直。小球相互碰撞时无机械能损失，轻绳不可伸长。求：
（1）当小球A、C第一次相碰时，小球B的速度。
（2）当三个小球再次处在同一直线上时，小球B的速度。
（3）运动过程中小球A的最大动能 和此时两根绳的夹角θ。
（4）当三个小球处在同一直线上时，绳中的拉力F的大小。
分析与解 （1）设小球A、C第一次相碰时，小球B的速度为υB，考虑到对称性及绳的不可伸长特性，小球A、C沿小球B初速度方向的速度也为 ，由动量守恒定律，得mυ0=3mυB，由此解得 υB=113υ0
（2）当三个小球再次处在同一直线上时，则由动量守恒定律和机械能守恒定律，得mυ0=mυB+2mυA 和112mυ02 =112mυB2 +112mυ02A
解得 υB=113υ0，υA=213υ0 （三球再次处于同一直线）
υB=υ0 ，υA=0 （初始状态，舍去）。
所以，三个小球再次处在同一直线上时，小球B的速度为 υB=113υ0（负号表示与初速度反向）。
（3）当小球A的动能最大时，小球B的速度为零。设此时小球A、C的速度大小为u，两根绳间的夹角为θ（如图），则仍由动量守恒定律和机械能守恒定律，得 mυ0=2musinθ12， 112mυ02=2×112mu2
另外，EKA=112mu2。
由此可解得，小球A的最大动能为EKA=114mυ02，此时两根绳间夹角为θ=90o 。
（4）小球A、C均以半径L绕小球B做圆周运动，当三个小球处在同一直线上时，以小球B为参考系（小球B的加速度为0，为惯性参考系），小球A（C）相对于小球B的速度均为υ=υA-υB=υ0，所以，此时绳中拉力大小为 F=mυ21L=mυ021L
点评：本题最难的一问是第（3）问，不少考生试图通过列出A球动能的一般表达式然后用数学方法讨论，结果把问题搞得很复杂，中间还错误百出，但如果能抓住当B球动能最小也即为零时，A、 C两球动能同时达到最大，就很容易处理了。当然，物理隐含条件往往比较隐蔽，需要清晰的物理概念和敏锐的直觉思维才能运用自如。
【例4】在如图a电路中，电源电动势E=3V，内阻r-1Ω，则当滑动变阻器电阻为多少时，电源输出的功率为2W（ ）
A.1 B.2 C.3 D. 112Ω
分析与解：由P=（E1R+r）2，得2= （311+R）2R
解得R1=2Ω R2=112Ω 。
所以选B、D
点评：本题常见的错误是漏选，主要原因是对在极值问题两侧往往存在多解缺乏敏感性。由于R=r时电源的输出功率最大，我们可以作出输出功率随外电阻的变化图如图b，从图上我们可以很直观地发现在极值两侧存在的多解。
【例5】在如图所示电路中，R=2R0 =2r，则当滑动变阻器电阻从0增加R的过程中（ ）
A.电源的输出功率先变大后变小
B.电源的输出功率不断变小
C.变阻器R消耗的功率先变大后变小
D. R0消耗的功率不断变小
分析与解 本题可利用在外电阻与内电阻相等时，电源输出功率最大这一结论（如例4的图b），因为R0=r ，所以在R变大时，外电阻始终大于内电阻，电源的输出功率应不断变小，所以A错误，B正确。
在讨论变阻器功率时，可将 R0折合成电源内阻，此时变阻器即使调至最大也刚好等于电源的“内阻”，所以变阻器功率为R增大时，应不断变大，所以C错误；而R0为定值电阻，只要电流减小功率就减小，所以D正确。
点评：有些物理问题中，尽管“感受”有极值，但由于自变量取值范围的限制，无法真正取得极值，用数学语言描述就是“此函数在定义域的某一区间是单调函数”，对于这种变量分析要格外小心。
【例6】如图（1）所示，底边AB恒定为b，当斜面与底边成夹角θ为多大时，物体沿此光滑斜面由静止从顶端滑到低端所用时间最短？
分析与解：设夹角为 θ时，斜面长为S，物体质量为m，沿斜面方向的加速度为 a，所用时间为t，
受力分析如图（2）所示，根据题意有：S= b 1cosθ①
由运动学和牛顿第二定律有： S= 1 12at2 ②
mgsinθ=ma ③
联立①②③式解得： t= 2S 1a= 3b1gsinθcosθ= 4b1gsin2θ
可见在 0o≤θ≤90o内，当sinθ=1时，即2θ=90o ， θ=45o时，有最短时间tmin= 4b1g
