机械能守恒定律教学设计(高一教师同课异构).doc

7.8机械能守恒定律高一物理组 龙增燕一、教学目标1知识与技能（1）了解动能与重力势能之间的相互转化，初步领会机械能守恒定律的内容。（2）会正确推导自由落体过程中的机械能守恒定律。（3）正确理解机械能守恒定律的含义及适用条件，并能判断物体机械能守恒的条件，会合理选择零势面。（4）分析实际生活中的事例，进一步理解机械能守恒定律的含义及适用条件。（5）掌握应用机械能守恒定律的解题步骤，知道机械能守恒定律处理问题的优点，提高运用所学知识综合分析、解决问题的能力。2过程与方法 (1) 通过讨论与交流，使学生知道物体的动能和势能之间是如何实现相互转化的. (2) 通过理论推导，掌握机械能守恒定律的推导方法与过程。 (3) 通过讨论与交流，知道机械能守恒的条件只有重力和弹力做功加深对机械能守恒条件的理解。 (4) 通过例题的讲解，掌握应用机械能守恒定律解题的一般步骤，知道利用机械能守恒定律解题的优点。3情感、态度与价值观 (1) 通过讨论与交流，培养学生勤于思考的习惯、积极合作的态度、敢于提出问题的胆识、准确的表述能力。 (2) 通过理论推导机械能守恒定律，培养学生灵活应用所学知识的能力，提高学生的推理论证能力。(3) 通过对例题的分析，培养学生灵活处理实际问题的能力，如将实际问题抽象化，抓住主要因素而忽略次要因素等能力。二、教学重点1推导机械能守恒定律。2正确理解机械能守恒定律的含义及适用条件。三、教学难点1、从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件。2、能正确判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒。四、教学方法教师讲授法、学生自主探究法五、课时安排1课时六、教学过程（一）引入新课：1、功是能量转化的量度：重力做功，重力势能发生改变，弹力做功，弹性势能发生改变，合外力做功，动能发生改变。【设问】：当三者都参与转化的过程中，能量如何变化？例如：物体自由下落或竖直上抛时，前者下落过程中高度不断减小，重力势能减小，速度增加，动能增大，是一个重力势能向动能转化的过程；后者在上升过程中高度不断增大，重力势能增加，速度减小，动能减小，是一个动能向重力势能转化的过程。既然重力势能和动能之间可以相互转化，那么“转化”过程中的动能和势能之和即机械能变不变呢？这就是我们这堂课要研究的机械能守恒定律的知识。2.复习动能定律的内容和适合条件。板书课题：机械能守恒定律（二）进行新课：1机械能：物体的动能和势能之和称为物体的机械能。用E表示，即E=EK+EP。2重力势能与动能之间的相互转化。(定性)（1）播放撑杆跳高、荡秋千、翻滚过山车、瀑布等图片观察图，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。（2）播放滚摆、单摆、自由落体等实验视频【设问】视频中动能和势能相互转化的原因是什么？预计回答：受到重力作用【追问】在光滑水平面上做匀速运动的物体也受到重力的作用，为什么动能和势能没有发生相互转化？教师讲评：原因为重力做功（3）播放弹簧振子在气垫导轨上运动的视频【设问】视频中动能和势能相互转化的原因是什么？预计回答：弹力做功（4）演示并分析竖直上抛过程，通过重力和弹力做功，机械能从一种形式的能量转化成另一种形式的能量。3、机械能守恒的条件：（1）演示实验 1）演示单摆实验，说明能量变化2）调整P点的高度，观察小球的摆动情况3）调整尺子的高度，观察小球的摆动情况【学生活动】认真观察，分析概括，找出实验反应的物理本质机械能守恒（2）条件1）把铁球换成泡沫球，观察泡沫球的摆动情况。【体会】只有在重力做功的情况下，机械能守恒2）【猜想】放在水平气垫导轨上的弹簧振子在有气体喷出和没有气体喷出情况下的振动情况。【体会】只有在弹力做功的条件下，物体的动能和弹性势能相互转化。机械能守恒。3）总结归纳：只有在重力做功或弹力做功的情况下，机械能守恒。否则，就会发生机械能与亲她形式能量之间的转化。机械能不再守恒。4)巩固理解【讨论判断】A、单摆小球贴着黑板运动过程中，有摩擦力的作用，机械能守恒吗？B、水平抛出的铁球C、物体在向上拉力的作用下，沿竖直方向做匀速运动5）学生完成“思考与讨论”4证明机械能守恒定律（1）自由落体只受重力情况设一个质量为m的物体自由下落，经过高为h1 的B点（初位置）时速度为V1。下落到高度为h2的C点（末位置）时速度为V2，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 WG，则由动能定理可得： (1)（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：WG=mgh1-mgh2 (2)（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： （3）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：或写成EK2+EP2= EK1+EP1 （4）（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。（2）同样，我们还可以分析物体做竖直上抛运动及平抛运动几种情况下的受力情况、做功情况及能量转化情况，归纳总结出：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。（3）【学生自己推导】受其他力，但是其他力不做功的情况5机械能守恒定律 （1）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 板书（2）适用条件：1.只有重力做功。 以上学习了机械能守恒定律的基本内容，下面进一步理解机械能守恒定律及其适用条件6应用机械能守恒定律的基本思路：应用机械能守恒定律时，相互作用的物体间的力可以是变力，也可以是恒力，只要符合守恒条件，机械能就守恒。而且机械能守恒，只涉及物体系的初、末状态的物理量，而不须分析中间过程的复杂变化，使处理问题得到简化。应用的基本思路如下；1) 选取研究对象-物体系或物体。2) 根据研究对象所经历的物理过程，进行受力，做功分析，判断机械能是否守恒。图33) 恰当地选取参考平面，确定研究对象在过程的初、末态时的机械能。4) 根据机械能守恒定律列方程，进行求解。【例题1】课本例题【例题2】一物体从光滑斜面顶端由静止开始滑下，如图3所示，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？解析：斜面是光滑的，不计摩擦，又不计空气阻力，物体所受的力有重力和斜面的支持力。支持力与物体的运动方向垂直，不做功。物体在下滑过程中只有重力做功，所以可用机械能守恒定律求解。设物体质量为m，地面为零势点。物体在开始下滑时，EP1=mgh,EK1=0;设物体到达斜面底端时的速度为V，则有EP2=0，EK2=。根据机械能守恒定律有：EK2+EP2=EK1+EP2，即（三）课堂小结：1机械能守恒定律：在只有重力或弹力做功的情况下，物体的动能和重力势能或弹性势能发