能的概念、功和能的關系以及各種不同形式的能的相互轉化和守恒的規律是自然界中最重要、最普遍、最基本的客觀規律，它貫穿于整個物理學中。本章的功和功率、動能和動能定理、重力的功和重力勢能、彈性勢能、機械能守恒定律是歷年高考的必考內容，考查的知識點覆蓋面全，頻率高，題型全。動能定理、機械能守恒定律是力學中的重點和難點，用能量觀點解題是解決動力學問題的三大途徑之一?？碱}的內容經常與牛頓運動定律、曲線運動、動量守恒定律、電磁學等方面知識綜合，物理過程復雜，綜合分析的能力要求較高，這部分知識能密切聯系實際、生活實際、聯系現代科學技術，因此，每年高考的壓軸題，高難度的綜合題經常涉及本章知識。例如：2001年的全國卷第22題、2001年上海卷第23題、2002年全國理綜第30題、2003年全國理綜第34題、2004年上海卷第21題、2004年物理廣西卷第17題、2004年理綜福建卷第25題等。同學平時要加強綜合題的練習，學會將復雜的物理過程分解成若干個子過程，分析每一個過程的始末運動狀態量及物理過程中力、加速度、速度、能量和動量的變化，對于生活、生產中的實際問題要建立相關物理模型，靈活運用牛頓定律、動能定理、動量定理及能量轉化的方法提高解決實際問題的能力。

一、夯實基礎知識

1.深刻理解功的概念

功是力的空間積累效應。它和位移相對應(也和時間相對應)。計算功的方法有兩種：

⑴按照定義求功。即：W=Fscosθ。在高中階段，這種方法只適用于恒力做功。當時F做正功，當時F不做功，當時F做負功。

這種方法也可以說成是：功等于恒力和沿該恒力方向上的位移的乘積。

目標

1.知識與技能

知道做功是能量轉化或轉移的過程。

理解功的概念，知道使用任何機械都不能省功。

理解功率的概念。

2.過程與方法

目標

1.知識與技能

知道做功是能量轉化或轉移的過程。

理解功的概念，知道使用任何機械都不能省功。

理解功率的概念。

2.過程與方法

一、高中物理“機械能”的相關知識要點

1.動能定理。所謂動能定理，就是指研究對象受到所有外力合力所做的功，等于物體動能的改變，另外動能定理還可以表述為過程中所有分力做的功的代數和，等于動能的改變量。作為解決機械能做功問題的常用知識點，在學習機械能時，應對動能定理這一基本概念進行深入的理解，并在解決相關實際問題的過程中進行靈活運用，為物理學習提供堅實的理論基礎。此外，動能定理的基本表達式有多種形式，如：F合s=W=ΔEk；∫Fds=W=ΔEk；F1s1+F2s2+F3s3+……=ΔEk等，其中以第三個公式最為常用。此外，動能定理的推導也很重要，動能定理的推導包括勻變速直線運動模式與普通直線運動模式兩種情況，前者需要利用勻變速直線運動公式進行計算，并結合物體進行勻速直線運功時的受力狀況進行推導，其推導表達式為F合s=W=ΔEk；而后者需要運用微積分的思想，對普通直線運動模式進行拆分，將其整理為非常小的一段一段的運動，最終實現動能定理的推導，其具體表達式為W=F合s=man=En-Em。2.機械能守恒。機械能守恒定律是指在只有重力或彈力做功的物理系統內，動能與勢能可以相互轉化，總的機械能能夠保持不變。需要注意的是，機械能并不是簡單的一種能量，而是三種能量之和，即動能、彈性勢能、重力勢能三中能量的相加。想要學習好機械能，就必須充分掌握機械能守恒定律。與其他物理定律不同的是，機械能守恒定律并不能適用于所有情況，而是在滿足一定條件的情況下才能成立。影響機械能守恒定律的情況有三種，即只有重力做功、只有彈力做功或只有重力和彈力做功，只有滿足了以上三種條件的其中一種，機械守恒定律才能夠成立。機械能守恒定律的表達式為Ek+E重+E彈=恒定量，其與動能定理的表達式的區別在于前者的兩側均為能量，而后者則一側為合外力做功，一側為動能。

二、高中物理“機械能”的具體學習方法

1.明確物理研究對象的合理性。對于機械能相關問題來說，包括系統運行狀態、系統內部能量轉換情況在內的一系列解決方法與思路都需要圍繞物理研究對象來開展，因此學習高中物理機械能必須要明確物理研究對象的合理性，在理解每一個知識點時，都要選擇具有代表性、可延伸性的研究對象，結合相關概念對物理規律進行理解，并以更加靈活的方式來解決實際問題。2.掌握與機械能相關的物理表達式。物理表達式是對物理規律的總結和定義，只有掌握了機械能相關的物理表達式，了解其使用情況與所代表的物理規律，我們才能夠對機械能的基本概念有更加深入的了解。此外在解答機械能相關問題時，物理表達式也能夠為我們的計算提供便利，幫助我們找到正確的解題思路。需要注意的是，我們需要掌握的物理定義式不僅包括機械能基本計算公式，還包括推到定義是與其他相關物理知識的定義式。3.有技巧的選擇零勢能面。在機械能守恒定律中，重力勢能可正可負，其具體數值與零勢能面的選擇有關，因此在學習機械能時，我們需要有技巧的對零勢能面進行選擇。而零勢能面簡單來說，就是一個物體在此處所具有的勢能為零的位置，選擇零勢能面是解決機械能問題十分常見且有效的一種手段。例如在處理機械能問題時，一般都需要判斷系統的機械能守恒狀態，這時我們可以在系統內選擇一個最低點作為零勢能面，這樣在對于在判斷勢能與動能的轉換時，就能夠更加簡單，整個問題理解起來也會更加容易。4.從系統做功角度分析機械能問題。在進行機械能的學習時，由于知識點較為抽象、深奧，不利于理解，在這種情況下，我們可以嘗試從系統做功的角度對機械能的相關知識進行理解，并以此為判斷依據，將這一學習思路應用到機械能問題的解答中來。高中的機械能問題一般以機械能守恒定律的考察為主，我們可以對一機械能系統作為研究對象，觀察其是否有做功現象，具體的做功為多少，從而判斷出研究對象的機械能守恒狀態，找出問題答案。5.從能量守恒角度分析機械能問題。前文中提到，在能量守恒定律成立的情況下，系統內部只存在動能與勢能的轉換，且外界能量無法與系統內部能量進行轉換，我們可以根據這一定義，對機械能問題進行處理。例如在求物體下落勢能時，就可以將下落物體作為研究對象，分析其具體的能量轉換情況，如符合系能內部能量轉化情況，就可以判斷出系統的機械能處于守恒狀態，能量守恒定律成立，這樣我們就可以根據給出的動能數據以及其他相關因素，利用定義式進行計算，得出物體在下落時所產生的勢能。

三、結束語

總的來說，“機械能”的相關知識，屬于高中物理的難點與重點，想要在機械能的學習與應用上取得成效，必須充分掌握基礎知識，并找到正確的學習方法，全方面的提高學習效率。

機械能守恒定律可以認為是力學方面的能量轉化和守恒定律。它的條件是系統只有重力、彈力做功。在這樣的系統中，盡管動能和勢能在相互轉化，但總的機械能恒定。這里談機械能守恒定律的應用。

首先，機械能守恒是對系統而言的，而不是對單個物體。如：地球和物體、物體和彈簧等。對于系統機械能守恒，要適當選取參照系，因為一個力學系統的機械能是否守恒與參照系的選取是有關的。

其次，適當選取零勢能面(參考平面)，盡管零勢能面的選取是任意的，但研究同一問題，必須相對同一零勢能面。零勢能面的選取必須以方便解題為前提。如研究單擺振動中的機構能守恒問題，一般選取豎直面上軌跡的最低點作為零勢能面較為恰當。

再次，適當選取所研究過程的初末狀態，且注意動能、勢能的統—性。

用機械能守恒定律解題有兩種表達式，可根據具體題目靈活應用：

①位置1的機械能E1＝位置2的E2，

【教學目標】

一、知識與技能

1.知道什么是機械能，知道物體的動能和勢能可以相互轉化;

2.會正確推導物體在光滑曲面上運動過程中的機械能守恒，理解機械能守恒定律的內容，知道它的含義和適用條件;

3.在具體問題中，能判定機械能是否守恒，并能列出機械能守恒的方程式。

二、過程與方法

【摘要】在高中物理教學過程中，機械能守恒屬于重點內容，同時這一部分也是難點內容，很多學生在對這一方面內容學習時均感覺比較困難，而主要就是由于學生未能夠掌握有效的學習方法。因此，作為高中物理教師，在對這一內容進行教學過程中，應當引導學生掌握科學合理的教學技巧，從而使學生學習效率得以提升，將這一內容更好掌握，進而提升其物理知識水平。

【關鍵詞】高中物理;機械能守恒;學習技巧

1.高中物理機械能守恒知識的重要性

在高中物理知識教學及學習過程中，所涉及到的守恒定律比較多，通過對動能知識及勢能知識進行學習，可使機械能守恒定律學習具有更理想的基礎。在高中力學知識學習過程中，機械能守恒具有承前啟后作用，并且在高中物理能量知識學習中發揮著十分重要的作用，占據較高地位。對于運動形式不同的相關守恒知識及轉化知識而言，其能夠較好表現出自然規律，在有關概念及規律學習方面能夠發揮著十分重要的促進作用，然而由于這些內容整體表現出較強抽象性，造成學生在對這類知識進行學習過程中存在較大難度，對于有關解題方法，靈活掌握相關而言比較困難。對于高中物理中的力學方面問題，很多均需要利用機械能守恒定律才能夠較好解決，因而對于這一方面知識應當加強關注及重視。在對機械能守恒定律進行實際應用過程中，只主要對物體初始運動狀態及最終尊重狀態關注，對于運動過程并不需要過多進行考慮，因而只要得到初始狀態機械能總和與最終狀態機械能總和，也就能夠利用等式將問題解決，相比于其它方法更加簡便高效，因而對這一內容進行較好學習，并且將其較好掌握十分必要[1-2]。

2.高中物理機械能守恒學習技巧

2.1充分了解機械能守恒定律成立條件。在高中物理機械能守恒這一內容進行教學及學習過程中，為能夠使學生對這一知識點加深理解及記憶，物理教師首先需要使學生能夠將機械能守恒成立所需要的相關基本條件及要求充分了解。對于機械能守恒這一知識點，其核心內容就是學生在進行學習過程中應當對整體力學系統進行探究，判斷是否存在外力干擾或者內部能量泄露情況，在整體運動過程中整個機械能總和是否能夠保持一致穩定。在整個系統中僅僅彈力或者重力在做功，將摩擦力及空氣阻力等因素忽略，在這種情況下便能夠使機械能守恒定律成立，也就是說整個系統保持機械能守恒狀態。2.2正確認識機械能守恒。在對機械能守恒這一內容學習中，為能夠使學生將其更好地掌握，并且能夠靈活應用這一部分內容將具體問題解決，在對機械能守恒這一內容開始進行學習時，則需要使正確思想觀念形成。在機械能守恒定律實際運用過程中，其形式比較多樣，相關題目雖然不斷發生變化，然而機械能守恒定律并在發生實質變化。對于這一定律而言，其實質就是整個系統內的總體動能與勢能保持穩定平衡，兩者之和維持不變，其不但在宏觀物體研究中比較適用，并且在微觀物體研究中也能夠適用，學生應當正確認識。2.3引導學生形成與自身適應的解題思路及知識體系。在高中物理課程實際教學過程中，物理教師應當充分發揮自身引導作用，將學生合理傳授新知識，然而為能夠使學生得到較好學習成績，不能單純依賴課堂教學及習題練習，還需要學生在課堂之外及時復習及鞏固，依據自身實際學習情況，實施針對性訓練，從而更好補充自己，對機械能守恒這一部分內容更好理解及應用。在學習力學分析相關知識時，教師應當引導學生掌握利用分離法及整體法進行受力分析，全面認知這一方法，在對物體進行受力分析時，應當充分考慮各個方面情況，不可有遺漏情況出現。另外，在解決實際問題方面，教師應當引導學生針對具體問題具體進行分析，在將機械能守恒定律相關基礎知識掌握的基礎上，實行針對性訓練，從而在對問題進行解決過程中能夠使自身思路得以拓展，為更好解決實際問題提供更好的支持[2-3]。

信息技術教學包含多媒體課件教學、電子白板技術教學、網絡資源教學。這些新興的教學模式都是依托于先進的科學技術和互聯網技術，在為師生帶來便利的同時也為傳統的教學帶來新的挑戰。物理教學與信息技術教學是未來必然的發展方向，因此開展本次研究也就具有重要的現實意義。

一、結合學生實際情況，選擇合理教學模式

信息技術和學科知識之間的銜接和整合本質是對傳統教學結構的整合，創建出新的可以明確體現出學生在課堂主導地位的教學模式。高中物理信息技術教學模式根據具體操作方式不同可以分為專題教學模式、探究式以及創新教學模式等。本次開展研究的基礎是“機械能守恒定律”，因此結合所教授知識的具體特點，選擇探究式信息技術教學模式。機械能守恒定律就自身概念而言，相對抽象，學生理解難度大，應用起來更是具有較大困難。因此，就需要教師利用多媒體的直觀、形象性為學生們創設一個生動的學習場景，通過圖片、文字和視頻，充分調動學生各方面的感官神經。

二、具體教學環節的設計流程

1．做好導入環節。教師可以在多媒體課件上放置圖片或者視頻，比如游樂園的過山車、蕩秋千等，再提出問題，為什么過山車或者秋千可以記得自己最高點的位置而且還能第二次到達？通過利用學生在日常生活中經常接觸到的事物來導入新課程，這樣會讓學生感覺課程很輕松、新穎，提高學生們的學習興趣。再將秋千等簡化為單擺模型，讓學生對簡化后的模型進行進一步的研究。2．幫助學生自我學習。成功導入，引出本節課的問題之后，教師可以利用多媒體公布自己的問題。針對“機械能守恒定律”相關內容的學習，教師可以設置如下問題：（1）仔細閱讀課本上關于機械能守恒定律的概念，你認為“不變的量”具體指的是什么呢？（2）談談你自己對于機械能守恒定律的理解。3．師生合作探究學習。為了驗證機械能守恒定律，教師可以在講臺上做實驗將長直鐵棒放置在鐵架臺上，然后將綁著小球的繩子釋放，比較擺動的位置以及鐵棒的水平線。學生通過這個實驗可以觀察到鐵棒的水平線以及小球擺動的最高點。實驗簡圖如圖1所示，借助于這個實驗讓學生明白動能和重力勢能以及機械能之間的關系。了解了基本的關系之后，向學生們展示作業，加深學生對這個概念的理解，便于靈活運用?！　×曨}1：讓學生證明初始位置的機械能等于任意位置的重力勢能和動能的和，可以采用動能定理進行證明。待學生完成習題后，可以將正確的證明步驟呈現在多媒體屏幕上。具體證明步驟為：分別假設小球的初始高度、質量以及下落高度為h1、h2和m，速度為v，使用動能定理來證明小球的下落過程。W合＝ΔEk，mg（h1－h2）＝1／2mv2－0。通過移項整理，最終可以得到E2＝E1。學生完成習題之后，教師應當對學生的表現情況進行簡要的評價。然后教師可以調動學生的積極性來讓他們幫助自己歸納機械能守恒常見的幾種表達方式（教師需要對公式進行板書），加深學生們對于幾種不同表達形式的印象。4．小組合作探究學習。老師針對機械能守恒所需要遵循的條件提出問題，如：如果將空氣阻力納入到考慮范圍之內，那么機械能還會不會守恒呢？使用多媒體課件將習題1的形式進行相應的改變，即在mg（h1－h2）＝1／2mv2－0公式的左邊添加Wf，且Wf＜0，通過移項整理可以得到如下結果：E2＝E1＋Wf。通過對公式的變形，引導學生明確機械能守恒的條件，也就是空氣阻力不做功。5．拓展延伸學習。除了讓學生掌握機械能守恒定律的基本概念、機械能守恒的不同表達形式以及滿足守恒需要遵循的條件等，還需要讓學生通過拓展練習來擴大學習視野。教師應當充分發揮多媒體課件的作用，在多媒體課件中超鏈接加入Flash動畫。本次拓展延伸練習的目的是要讓學生明白在彈簧和小球所構成的系統過程中，如果只有彈力做功，那么整個系統的機械能也守恒。這就需要教師播放彈簧與小球構成的動畫，如圖2所示：

作者:錢英 單位:吉林省遼源市田家炳高中

教學目標知識與技能

理解能量守恒定律，知道能源和能量耗散.

過程與方法

通過對生活中能量轉化的實例分析，理解能量守恒定律的確切含義.

情感，態度與價值觀

1.用能量的觀點分析問題應該深入學生的心中，因為這是最本質的分析方法.

一、教學目標

1.在物理知識方面的要求：

(1)理解能的轉化和守恒定律，能列舉出能的轉化和守恒定律的實例;

(2)理解“永動機”不能實現的原理。

2.讓學生初步學會運用能的轉化和守恒定律計算一些簡單的內能和機械能相互轉化的問題。

3.能的轉化和守恒定律是自然科學的基本定律之一，應用能的轉化和守恒的觀點來分析物理現象、解決物理問題是很重要的物理思維方法。