2024-2025学年高中物理第四章机械能和能源5机械能守恒定律教案2教科版必修2

PAGE3-机械能守恒定律教学目标:学问与技能（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）驾驭机械能守恒定律的内容及得出过程；（3）会依据机械能守恒的条件推断机械能是否守恒，能运用机械能守恒定律解决有关问题，并领悟运用机械能守恒定律解决问题的优越性。过程与方法（1）学会在详细的问题中判定物体的机械能是否守恒；（2）初步学会从能量转化和守恒的观点来说明物理现象，分析物理问题。3、情感、看法与价值观通过机械能守恒定律的教学，使学生树立科学的观点，理解和运用自然界客观存在的规律，来解决生活中的实际问题。教学重点：（1）驾驭机械能守恒定律的内容及其条件。（2）能在详细问题中推断机械能是否守恒，并能运用机械能守恒定律解决问题。教学难点：从能的转化和功能关系动身理解机械能守恒的条件；能正确推断探讨对象在所经验的过程中机械能是否守恒。教学过程设计：引入新课碰鼻嬉戏：请一名学生上台，老师将悬挂在铁架台上的小球拉至学生的鼻尖处由静止释放，学生在原位保持静止不动，请视察小球会撞到该学生的鼻子吗？（不会）这个嬉戏背后什么样的物理规律么？请同学们跟我一起进入今日的课程学习，机械能守恒定律。复习导入前几节我们学习了哪些形式的能？分别如何表示？（动能和势能，其中势能包括重力势能和弹性势能）请同学们视察下面的图片，并分析这些过程中动能和势能的变更状况。【荡秋千】：从最高点往下走的过程中，重力势能减小，动能增大，即重力势能转化为了动能；从最低点又回到最高点的过程中，动能减小，重力势能增大，即动能转化为重力势能；这些过程说明，动能和势能可以相互转化。那动能和势能的相互转化是否存在某种定量的关系？试验探究分组试验（一）水平轨道上小车和重物的运动【数据处理】连续打两点的时间间隔T＝ｓ小车质量M=0.2kg重物质量m=0.2kg序号重锤下落高度h(m)速度ｖ（ｍ/s）势能变更量（）动能变更量（）1

2

3

4

分组试验（二）重物的自由落体运动【数据处理】连续打两点的时间间隔T＝ｓ重物质量m=0.2kg序号重锤下落高度h(m)速度ｖ（ｍ/s）势能变更量（）动能变更量（）1

2

3

4

分别请两组的同学展示小组试验结果，对比分析两组试验的数据，引导学生得出机械能守恒的条件。先展示自由落体运动，发觉势能的变更量与动能的变更量大致相同，重力势能几乎全部转化为了重物的动能，而机械能的总量是保持不变的；再展示水平轨道上小车与重物的运动，发觉势能和动能的变更量有较大的差异，问：造成两组试验结果差异的缘由是什么？（小车与轨道间有摩擦力）也就是说机械能的总量要保持不变须要满意肯定的条件，请同学们总结机械能守恒的条件。为什么自由落体运动中势能变更量和动能变更量还是有差异呢？（有空气阻力）若是在没有摩擦力的志向状况下，机械能是否完全守恒呢?我们可以回忆一下伽利略的志向斜面试验，以前我们是从力和运动的角度来看待志向斜面试验，现在我们可以从能量的角度来重新理解志向斜面试验。将小球从斜面上的A点无初速度释放，小球总能到达另一斜面的同一高度，初态和末态的机械能是守恒的。小球在运动过程中，受哪些力的作用？（重力和支持力）其中支持力不做功，所以机械能守恒的条件是只有重力做功，而不是物体只受重力。（四）机械能守恒条件的应用：推断下列状况中机械能是否守恒。请同学们用刚学习的机械能守恒定律，说明课前的碰鼻嬉戏，为什么小球肯定不会撞到试验者的鼻子？为什么在试验时老师要强调小球要无初速度静止释放以及试验者必需保持在原位静止不动？从志向的状况来说，当小球从鼻尖处静止释放，初位置的机械能就等于该高度处物体具有的重力势能，而在小球摇摆过程中，由于只有重力做功（拉力方向始终与速度方向垂直）机械能始终守恒，于是小球摆回到原来高度时速度已