8.4机械能守恒定律 教学设计 -高中物理人教版（2019）必修第二册

课题8.4《机械能守恒定律》教材书名：普通高中教科书物理必修2出版社：人民教育出版社教学目标及教学重点、难点教学目标：1.物理观念----初步建立能量观念，体会守恒思想，知道机械能的概念。2.科学探究----探究物体的动能和势能转化过程中的定量关系以及机械能守恒的条件。3.科学思维----理解机械能守恒定律的内容和守恒条件，能从做功和能量转化的角度判断机械能是否守恒，能应用机械能守恒定律分析、解决问题。4.科学态度与责任----领会机械能守恒定律解决问题的便利性，树立正确的科学观。教学重点：掌握机械能守恒定律的推导、建立过程，理解机械能守恒定律的内容；在具体的问题中能判定机械能是否守恒，并能列出定律的数学表达式。教学难点：从能的转化出发理解机械能守恒的条件，能正确判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒；应用机械能守恒定律解决有关问题。教学方法：讲授法、实验探究、理论探究相结合，小组合作学习法。教学过程教学环节主要教学活动设置意图导入（1）教师播放视频，学生观察（2）教师演示，学生观察由快乐大本营中的“飞刀游戏”视频和演示实验导入，引起思考和学习的兴趣。探究动能与势能的相互转化1.复习回顾前面学习的能量知识，引出机械能概念。学生回顾，教师补充强调并板书【板书】一、机械能E=Ek+Ep标量2.追寻守恒量回忆“伽利略理想斜面实验”，引出“能量”概念，然后引导学生用“能量”描述伽利略斜面实验。3.探究动能与势能的相互转化列举生活中的实例（多媒体放视频课件），让学生试着分析在不考虑阻力的情况下，下面几种情况动能和势能是怎么转化的？学生猜想：动能与势能转化过程中的定量关系通过回顾旧知识引出机械能概念；通过回顾伽利略理想斜面实验，使学生了解古人追寻守恒量的过程；通过展示视频、举例、体验等理解动能与势能相互转化实验探究物体自由落体运动过程中动能和势能间的定量关系实验步骤：1.用重锤线调整装置，使硬币、光电门1、2在同一竖直线上。2.接通电源，调整好光电计时器，让硬币自由下落，记录硬币经过A、B点时间t3.重复步骤2再测量两组数据。4.选取参考平面，用直尺测量光电门A、B距离参考平面的高度h5.选择一组合适数据，计算A、B位置的速度、动能、重力势能和机械能。6.比较A、B位置的机械能大小关系并得出结论。重力势能动能机械能测量高度h（m）计算(J)测量速度v(m/s)计算(J)计算(J)位置Ah1=Ep1=v1=Ek1=E1=位置Bh2=Ep2=v2=Ek2=E2=学生分组，按照步骤完成实验，记录数据，计算结果，观察实验，思考问题，并说出自己见解。通过小组合作，实验探究动能和势能转化过程中的定量关系，有助于培养学生的合作意识、探究精神。理论探究：动能和势能间的定量关系理论探究：一个小球在真空中做自由落体运动，另一个同样的小球在黏性较大的液体中由静止开始下落。它们在下落过程中，经过A、B两点的速度大小分别为v1、v2，A、B两点距地面的高度分别为h1、h2，重力加速度为g。请你利用所学知识，分别表示出这两种情况下A、B两点的机械能大小关系。请同学们利用所学知识推导，这两种情况下在任意A、B两点机械能是否相等？请1-4组同学推导第1种情况，5-8组同学推导第2种情况。【学生活动】学生展示，并点评教师补充强调，引导学生得出结论。通过理论探究，使学生进一步理解动能与势能相互转化过程中的定量关系及机械能守恒的条件机械能守恒定律内容、表达式及守恒条件学生分析：1.小球在O点时弹簧处于原长，小球在弹簧弹力作用下，沿光滑水平杆上从A向O运动过程中受力情况如何？弹力做什么功？能量如何转化？2、小球的机械能保持不变吗？（学生回答，教师补充强调），小球的机械能变化了，但是小球和弹簧组成系统的机械能保持不变。根据前面几个例子，总结一下在什么情况下物体的机械能保持不变？请同学们从做功的角度讨论一下。（学生讨论并回答，教师补充强调）【板书】二、机械能守恒定律（1）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。（2）表达式：EK2+EP2=EK1+EP1（守恒观点）ΔEk减=ΔEp增ΔEA增＝ΔEB减（转化观点）通过分类对比物理情形，请同学们自己判断并得出机械能守恒条件学以致用1.飞刀游戏中，为什么演员萧敬腾有惊无险？2.如图所示，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坡度，电车进站时要上坡，出站时要下坡。试根据今天所学知识解释这样设计有什么好处？3.小明同学用实验研究“圆珠笔的上跳”,一支可伸缩的圆珠笔,内有一根弹簧,尾部有一个小帽,压一下小帽,笔尖就伸出。如图所示,手握笔杆,使笔尖向上,小帽抵在桌面上,在压下后突然放手,笔杆将竖直向上跳起一定的高度。（1）圆珠笔由桌面静止起跳到上升至最大高度的过程中,能量发生了怎样的变化?（2）你能否求出该实验中弹簧压缩时储存的弹性势能？简要描述一下操作过程。让学生体会生活中处处有物理，应用所学知识解决生活现象，体会应用机械能守恒定律分