7.8《機械能守恒定律》教案

1、7.8 機械能守恒定律教案一、教案背景 1面向?qū)W生：高中2學(xué)科：物理3課時： 1課時4學(xué)生課前準(zhǔn)備：復(fù)習(xí)動能和勢能的相關(guān)知識；預(yù)習(xí)新課二、教學(xué)課題 通過能量守恒的教學(xué)，使學(xué)生樹立科學(xué)觀點，理解和運用自然規(guī)律，并用 來解決實際問題。1、知道什么是機械能，知道物體的動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化2、理解機械能守恒定律的內(nèi)容3、在具體問題中，能判定機械能是否守恒三、教材分析機械能守恒定律 是人教版高中物理必修二第七章機械能第八節(jié)的 教學(xué)內(nèi)容，主要學(xué)習(xí)機械能守恒定律，掌握機械能守恒的條件，本節(jié)內(nèi)容 是本章的主要內(nèi)容，占有重要地位。教學(xué)重點 :1、從能的轉(zhuǎn)化和功能關(guān)系出發(fā)理解機械能守恒的條件2、能正確判斷研究對

2、象在所經(jīng)歷過程中機械能是否守恒 教學(xué)準(zhǔn)備：1教師的教學(xué)準(zhǔn)備：多媒體課件制作 課前預(yù)習(xí)學(xué)案 課內(nèi)探究學(xué)案 課后延伸拓展學(xué)案2教具準(zhǔn)備：投影儀、細(xì)線、小球，帶標(biāo)尺的鐵架臺、彈簧振子 3學(xué)生的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備：預(yù)習(xí)并填寫學(xué)案四、教學(xué)方法 探究、講授、交流討論、練習(xí)五、教學(xué)過程（一）預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑檢查落實學(xué)生的預(yù)習(xí)情況并了解學(xué)生的疑惑，使教學(xué)具有針對性（二）導(dǎo)入新課教師利用事先準(zhǔn)備好的演示器材，請同學(xué)配合，指導(dǎo)他們完成一個小游戲,讓同學(xué)們認(rèn)真觀察并思考游戲里面的科學(xué)道理。器材：細(xì)線、小鋼球、鐵架臺實驗：拉開用細(xì)線懸掛的小球，以“勇敢”學(xué)生的鼻尖為初始位置釋放，觀察該同學(xué)的反應(yīng)，小球能否碰到該同學(xué)的鼻子呢？

3、教師活動：前面我們學(xué)習(xí)了動能、勢能和機械能的知識，并了解到在一定 條件下，物體的動能與勢能可以相互轉(zhuǎn)化，動能與勢能相互轉(zhuǎn)化的例子在 生活中很多，請同學(xué)們舉出生活中的例子來說明動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化。（三）、進(jìn)行新課一. 動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化1.機械能1）概念：物體的動能、勢能的總和，即 E=丘+ &1）機械能是標(biāo)量，具有相對性（需要設(shè)定勢能參考平面）3）機械能之間可以相互轉(zhuǎn)化2觀看視頻資料：蕩秋千、翻滾過山車、撐桿跳高、瀑布等視頻資料， 讓學(xué)生深刻感受各種多彩的動能與勢能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化的過程。教師：我們先來看自由落體運動的物體，自由落體運動是一種最簡單的加速運動，在這個運動過程中能量是怎樣

4、轉(zhuǎn)化的 ？學(xué)生：在自由落體運動中，物體在下落的過程中速度不斷增大，動能是增加的；而隨著高度的減小，物體的重力勢能是減少的。教師：在豎直上拋過程中能量的轉(zhuǎn)化情況是怎樣的 ？學(xué)生：在豎直上拋過程中，先是物體的動能減少，重力勢能增加，然后是重力勢能減少，動能增加.教師：我們下面再看這樣一個例子：（演示：如圖，用細(xì)線、小球、帶有標(biāo)尺的鐵架臺等做實驗。把小球 用細(xì)線懸掛起來，把小球拉到一定高度 A點，然后放開，小球在擺動過程 中，重力勢能和動能相互轉(zhuǎn)化。我們看到，小球可以擺到跟A點等高的C點，如圖甲。如果用尺子在某一點擋住細(xì)線，小球不能擺到 C點，但擺到 另一側(cè)時，也能達(dá)到跟 A點相同的高度，如圖乙）教

5、師：在這個小實驗中，小球的受力情況如何 ？各個力的做功情況如 何？這個小實驗說明了什么問題？學(xué)生：小球在擺動過程中受重力和繩的拉力作用。 拉力和速度方向總 垂直，對小球不做功，只有重力對小球能做功。實驗證明，小球在擺動過程中重力勢能和動能不斷轉(zhuǎn)化。在擺動過程 中，小球總能回到原來的高度?？梢?，二者的總和不變。二、機械能守恒定律現(xiàn)在我們以做自由落體運動的小球為例， 從理論上探究勢能與動能之間發(fā) 生轉(zhuǎn)化，機械能的總量遵循什么規(guī)律？如圖所示，一個質(zhì)量為m的物體從A點自由下落，經(jīng)過離地面高度為h1的B點時速度為V1,下落到高度為h2的C點時速度為V2,試寫出-hi777777T物體在B點時的機械能和在

6、C點時的機械能，并找到這二個機械能之間的數(shù)量關(guān)系。理論推導(dǎo)過程物體只有重力做功 根據(jù)動能定理得:(1)1 2 1 2mv 2mv 12 2又據(jù)重力做功與重力勢能的關(guān)系得到： WG = mgg - mgh2 （ 2） 由（1） （ 2）兩式可得mv； -mv； = mgh1 - mgh2（ 3）2 2移項得：11(4)mv； mgh2mv： mgh222引導(dǎo)學(xué)生分析討論上面表達(dá)式的物理意義：等號的左側(cè)表示末態(tài)的機械 能，等號的右側(cè)表示初態(tài)的機械能，表達(dá)式表明初態(tài)跟末態(tài)的機械能相等。 即在小球下落的過程中，重力勢能減小，動能增加，減小的重力勢能轉(zhuǎn)化 為動能。提問：此表達(dá)式具有普遍意義嗎？還是僅在只

7、受重力的自由落體運動中成 立？引導(dǎo)學(xué)生自己推導(dǎo)豎直上拋、平拋的過程是否成立。引導(dǎo)學(xué)生分析在上述過程中物體的受力情況。可以證明，在只有重力做功的情況下，物體動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化，而機械能總量保持不變拓展：在只有彈力做功的牨體系統(tǒng)內(nèi)呢？課件展示：展示彈簧振子的運動情況，分析物理過程 1<I|<jj.MH對彈簧與小球的運動過程簡要分析，得到動能 與勢能的轉(zhuǎn)化關(guān)系，并明確：在只有彈力對物 體做功時物體的機械能守恒。通過上面只有重力 做功與只有彈力做功兩個部分的推導(dǎo)，師生總結(jié) 機械能守恒定律的內(nèi)容：在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能與勢 能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機械能保持不變 表達(dá)式：E

8、k2+Ep2=Epi+Eki 三、機械能守恒定律的條件根據(jù)機械能守恒定律的內(nèi)容，突出強調(diào)守恒的受力前提。引導(dǎo)學(xué)生自己總結(jié)守恒的條件。守恒條件是否是只受重力或彈力還是只有重力或彈力做功？ 教師提出問題，激發(fā)學(xué)生思考的積極性：這兩種說法有什么不同嗎？ 學(xué)生討論：只有重力或彈力做功，還包含這樣的意思：可能還受其他力, 但其他力不做功。教師：機械能守恒定律的條件應(yīng)該怎樣表述呢？舉例說明學(xué)生總結(jié)：機械能守恒定律的條件可以表述為：1. 只受重力（彈力），不受其他力。2. 除重力（彈力）以外還有其他力，但其他力都不做功例題把一個小球用細(xì)繩懸掛起來，就成為一個擺。擺長為I,最大偏角AOC為9.小球運動到最底位

9、置時的速度是多大？引導(dǎo)學(xué)生思考分析，提出問題：小球擺動過程中，是否滿 足機械能守恒的條件？如何應(yīng)用機械能守恒定律解決問 題？解：（略）（對學(xué)生的回答進(jìn)行評價、修正，讓學(xué)生認(rèn)識到，物體重力勢能大小與所 選取的參考平面（零勢面）有關(guān)；而重力勢能的變化量是與所選取的參考 平面無關(guān)的。在討論物體系統(tǒng)的機械能時，應(yīng)先確定參考平面。） 教師：通過這個題目的解答，你能夠得到什么啟發(fā)呢 ？學(xué)生：機械能守恒定律不涉及運動過程中的加速度和時間，用它來處理問題要比牛頓定律方便。學(xué)生：用機械能守恒定律解題，必須明確初末狀態(tài)機械能，要分析機械能 守恒的條件。教師：下面大家總結(jié)一下用機械能守恒定律解決問題的一般步驟1.

10、根據(jù)題意選取研究對象（物體或系統(tǒng)）2. 明確研究對象的運動過程，分析對象在過程中的受力情況，弄清各 力做功的情況，判斷機械能是否守恒。3. 恰當(dāng)?shù)剡x取零勢能面，確定研究對象在過程中的初末狀態(tài)的機械能。4. 根據(jù)機械能守恒定律的不同表達(dá)式列方程，并求解。四、作業(yè)：P78 1、2五、板書設(shè)計：7. 8機械能守恒定律、動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化、機械能守恒定律1.內(nèi)容:P76表達(dá)式：12 12mv2 mgh2mw mgh22 22、條件:只有重力做功（或彈力做功）3.應(yīng)用：應(yīng)用機械能守恒定律解題六、教學(xué)反思繼動能定理以后，我們又學(xué)習(xí)用能量方法解決問題的另外一個重要的知識 點，在這一節(jié)的教學(xué)中， 首先讓學(xué)生能夠從各種不同的例子中體會能量之 間可以相互轉(zhuǎn)化， 而機械能內(nèi)部的動能和重力勢能以及彈性勢能之間當(dāng)然 可以相互轉(zhuǎn)化，