《机械能守恒定律》教案

机械能守恒定律教案 1机械能守恒定律教案 一、教学目标通过能量守恒的教学，使学生树立科学观点，理解和运用自然规律，并用来解决实际问题。 1、知道什么是机械能，知道物体的动能和势能可以相互转化 2、理解机械能守恒定律的内容 3、在具体问题中，能判定机械能是否守恒 三、教材分析机械能守恒定律是人教版高中物理必修二第七章机械能第八节的教学内容，主要学习机械能守恒定律，掌握机械能守恒的条件，本节内容是本章的主要内容，占有重要地位。 教学重点: 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过程中机械能是否守恒教学准备1教师的教学准备多媒体课件制作课前预习学案课内探究学案课后延伸拓展学案2教具准备投影仪、细线、小球，带标尺的铁架台、弹簧振子3学生的学习准备预习并填写学案 四、教学方法探究、讲授、交流讨论、练习 五、教学过程 (一)预习检查、总结疑惑检查落实学生的预习情况并了解学生的疑惑，使教学具有针对性（二）导入新课教师利用事先准备好的演示器材，请同学配合，指导他们完成一个小游戏，让同学们认真观察并思考游戏里面的科学道理。 2器材细线、小钢球、铁架台实验拉开用细线悬挂的小球，以“勇敢”学生的鼻尖为初始位置释放，观察该同学的反应，小球能否碰到该同学的鼻子呢？教师活动前面我们学习了动能、势能和机械能的知识，并了解到在一定条件下，物体的动能与势能可以相互转化，动能与势能相互转化的例子在生活中很多，请同学们举出生活中的例子来说明动能与势能的相互转化。 （三）、进行新课一.动能与势能的相互转化1.机械能1）概念物体的动能、势能的总和，即EE KE P1）机械能是标量，具有相对性（需要设定势能参考平面）3）机械能之间可以相互转化2观看视频资料荡秋千、翻滚过山车、撑杆跳高、瀑布等视频资料，让学生深刻感受各种多彩的动能与势能发生相互转化的过程。 教师我们先来看自由落体运动的物体，自由落体运动是一种最简单的加速运动，在这个运动过程中能量是怎样转化的?学生在自由落体运动中，物体在下落的过程中速度不断增大，动能是增加的；而随着高度的减小，物体的重力势能是减少的。 3教师在竖直上抛过程中能量的转化情况是怎样的?学生在竖直上抛过程中，先是物体的动能减少，重力势能增加，然后是重力势能减少，动能增加教师我们下面再看这样一个例子(演示如图，用细线、小球、带有标尺的铁架台等做实验。 把小球用细线悬挂起来，把小球拉到一定高度A点，然后放开，小球在摆动过程中，重力势能和动能相互转化。 我们看到，小球可以摆到跟A点等高的C点，如图甲。 如果用尺子在某一点挡住细线，小球不能摆到C点，但摆到另一侧时，也能达到跟A点相同的高度，如图乙)教师在这个小实验中，小球的受力情况如何?各个力的做功情况如何?这个小实验说明了什么问题?学生小球在摆动过程中受重力和绳的拉力作用。 拉力和速度方向总垂直，对小球不做功，只有重力对小球能做功。 实验证明，小球在摆动过程中重力势能和动能不断转化。 在摆动过程中，小球总能回到原来的高度。 可见，二者的总和不变。 二、机械能守恒定律现在我们以做自由落体运动的小球为例，从理论上探究势能与动能之间发生转化，机械能的总量遵循什么规律？如图所示，一个质量为m的物体从A点自由下落，经过离地面高度为h1的B点时速度为v1，下落到高度为h2的C点时速度为v2，试写出物体在B点时的机械能和在C点时的机械能，并找到这二个机械能4之间的数量关系。 理论推导过程物体只有重力做功根据动能定理得21222121mv mvW? （1）又据重力做功与重力势能的关系得到21mgh mghW G? （2）由 （1） （2）两式可得2121222121mgh mgh mv mv? （3）移项得2212222121mgh mvmgh mv? （4）引导学生分析讨论上面表达式的物理意义等号的左侧表示末态的机械能，等号的右侧表示初态的机械能，表达式表明初态跟末态的机械能相等。 即在小球下落的过程中，重力势能减小，动能增加，减小的重力势能转化为动能。 提问此表达式具有普遍意义吗？还是仅在只受重力的自由落体运动中成立？引导学生自己推导竖直上抛、平抛的过程是否成立。 引导学生分析在上述过程中物体的受力情况。 可以证明，在只有重力做功的情况下，物体动能和势能可以相互转化，而机械能总量保持不变。 拓展在只有弹力做功的牨体系统内呢？课件展示展示弹簧振子的运动情况，分析物理过程.对弹簧与小球的运动过程简要分析，得到动能与势能的转化关系，并明确在只有弹力对物体做功时物体的机械能守恒。 通过上面只有重力做功与只有弹力做功两个部分的推导，师生总结机械能守恒定律的内容在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。 表达式E k2+E p2=E p1+E k1 三、机械能守恒定律的条件5根据机械能守恒定律的内容，突出强调守恒的受力前提。 引导学生自己总结守恒的条件。 守恒条件是否是只受重力或弹力还是只有重力或弹力做功？教师提出问题，激发学生思考的积极性这两种说法有什么不同吗？学生讨论只有重力或弹力做功，还包含这样的意思可能还受其他力，但其他力不做功。 教师机械能守恒定律的条件应该怎样表述呢？举例说明。 学生总结机械能守恒定律的条件可以表述为:1.只受重力（弹力），不受其他力。 2.除重力（弹力）以外还有其他力，但其他力都不做功。 例题把一个小球用细绳悬挂起来,就成为一个摆。 摆长为l,最大偏角为.小球运动到最底位置时的速度是多大？引导学生思考分析，提出问题小球摆动过程中，是否满足机械能守恒的条件？如何应用机械能守恒定律解决问题？解（略）（对学生的回答进行评价、修正，让学生认识到，物体重力势能大小与所选取的参考平面（零势面）有关；而重力势能的变化量是与所选取的参考平面无关的。 在讨论物体系统的机械能时，应先确定参考平面。 ）教师通过这个题目的解答，你能够得到什么启发呢?学生机械能守恒定律不涉及运动过程中的加速度和时间，用它来处理问题要比牛顿定律方便。 学生用机械能守恒定律解题，必须明确初末状态机械能，要分析机械能守恒的条件。 教师下面大家总结一下用机械能守恒定律解决问题的一般步骤1.根据题意选取研究对象（物体或系统）2.明确研究对象的运动过程，分析对象在过程中的受力情况，弄清各力做功的情况，判断机械能是否守恒。 A CO63.恰当地选取零势能面，确定研究对象在过程中的初末状态的机械能。 4.根据机械能