2024-2025學(xué)年高中物理第四章機(jī)械能和能源第4節(jié)機(jī)械能守恒定律教案2粵教版必修2

PAGE3-機(jī)械能守恒定律教學(xué)目標(biāo)：1．學(xué)問(wèn)與技能（1）了解動(dòng)能與重力勢(shì)能之間的相互轉(zhuǎn)化，初步領(lǐng)悟機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容。（2）正確理解機(jī)械能守恒定律的含義及適用條件，并能推斷物體機(jī)械能守恒的條件，會(huì)合理選擇零勢(shì)面。（3）分析實(shí)際生活中的事例，進(jìn)一步理解機(jī)械能守恒定律的含義及適用條件。能應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解決有關(guān)問(wèn)題。2．過(guò)程與方法(1)通過(guò)探討與溝通，使學(xué)生知道物體的動(dòng)能和勢(shì)能之間是如何實(shí)現(xiàn)相互轉(zhuǎn)化的.(2)通過(guò)理論推導(dǎo)，駕馭機(jī)械能守恒定律的推導(dǎo)方法與過(guò)程。(3)通過(guò)例題的講解，駕馭應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題的一般步驟，知道利用機(jī)械能守恒定律解題的優(yōu)點(diǎn)。3．情感、看法與價(jià)值觀(1)通過(guò)探討與溝通，培育學(xué)生勤于思索的習(xí)慣、主動(dòng)合作的看法、敢于提出問(wèn)題的膽識(shí)、精確的表述實(shí)力。(2)經(jīng)驗(yàn)理論推導(dǎo)機(jī)械能守恒定律的過(guò)程，體會(huì)科學(xué)思維和方法的作用。教學(xué)重點(diǎn)：1．推導(dǎo)機(jī)械能守恒定律。2．正確理解機(jī)械能守恒定律的含義及適用條件。教學(xué)難點(diǎn)：1、從能的轉(zhuǎn)化和功能關(guān)系動(dòng)身理解機(jī)械能守恒的條件。2、能正確推斷探討對(duì)象在所經(jīng)驗(yàn)的過(guò)程中機(jī)械能是否守恒。教學(xué)過(guò)程：一、復(fù)習(xí)引入1、本章中我們學(xué)習(xí)了哪幾種形式的能？2、動(dòng)能定理的內(nèi)容和表達(dá)式是什么？3、重力所做的功與物體重力勢(shì)能的改變之間有什么關(guān)系?二、新課教學(xué)1、機(jī)械能動(dòng)能和勢(shì)能（包括重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能）統(tǒng)稱為機(jī)械能。2、動(dòng)能和勢(shì)能之間的相互轉(zhuǎn)化。觀看視頻1，了解生活中動(dòng)能和勢(shì)能之間相互轉(zhuǎn)化的例子。3、重力勢(shì)能和動(dòng)能之間的相互轉(zhuǎn)化。觀看視頻2，引導(dǎo)學(xué)生分析出哪個(gè)過(guò)程是動(dòng)能向重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化，哪個(gè)過(guò)程是重力勢(shì)能向動(dòng)能轉(zhuǎn)化。彈性勢(shì)能和動(dòng)能之間的相互轉(zhuǎn)化。觀看視頻3，引導(dǎo)學(xué)生分析出哪個(gè)過(guò)程是動(dòng)能向彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化，哪個(gè)過(guò)程是彈性勢(shì)能向動(dòng)能轉(zhuǎn)化。探討與溝通：動(dòng)能和勢(shì)能之間的相互轉(zhuǎn)化是通過(guò)什么來(lái)實(shí)現(xiàn)的？重力或彈力做功機(jī)械能守恒定律的理論推導(dǎo)動(dòng)能和勢(shì)能之間的相互轉(zhuǎn)化遵循什么規(guī)律呢？現(xiàn)在我們以小球的自由落體為例，從理論上探究這個(gè)問(wèn)題。如圖4所示，設(shè)一個(gè)質(zhì)量為m的物體自由下落，經(jīng)過(guò)高為h1的B點(diǎn)（初位置）時(shí)速度為V1。下落到高度為h2的C點(diǎn)（末位置）時(shí)速度為V2，在自由落體運(yùn)動(dòng)中，物體只受重力G=mg的作用，重力做正功，設(shè)重力所做的功為WG，則由動(dòng)能定理可得：(1)（1）式表示，重力所做的功等于動(dòng)能的增加。另一方面，由重力做功與重力勢(shì)能改變的關(guān)系知道：WG=mgh1-mgh2(2)（2）式表示，重力所做的功等于重力勢(shì)能的削減。由（1）式和（2）式可得：（3）由（3）式可知，在自由落體運(yùn)動(dòng)中，重力做了多少功，就有多少重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為等量的動(dòng)能。通過(guò)對(duì)（3）式移項(xiàng)后可得：即EK2+EP2=EK1+EP1（4）（4）式表明，在自由落體運(yùn)動(dòng)中，動(dòng)能和重力勢(shì)能之和即總機(jī)械能保持不變。同樣，我們還可以分析物體做豎直上拋運(yùn)動(dòng)及平拋運(yùn)動(dòng)幾種狀況下的受力狀況、做功狀況及能量轉(zhuǎn)化狀況，歸納總結(jié)出：在只有重力做功的狀況下，不論物體做直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng)（如豎直上拋運(yùn)動(dòng)、平拋等），物體的機(jī)械能總量保持不變。7、機(jī)械能守恒定律（1）內(nèi)容：在只有重力做功的狀況下，物體的動(dòng)能和重力勢(shì)能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變。（2）條件：只有重力做功8、推斷機(jī)械能是否守恒不計(jì)空氣阻力，下列物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中滿意機(jī)械能守恒的是（BCEF）A.電梯勻速下降B.物體自由下落C.物體沿光滑斜面頂端滑到斜面底端D.物體沿著斜面勻速下滑E.鉛球運(yùn)動(dòng)員拋出的鉛球從拋出到落地前F.人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用例：一跳水運(yùn)動(dòng)員站在h＝10m的高臺(tái)上做跳水表演，已知運(yùn)動(dòng)員跳離跳臺(tái)時(shí)速度v0=5m/s，求運(yùn)動(dòng)員落至水面時(shí)速度v的大小，忽視運(yùn)動(dòng)員身高的影響和空氣阻力。（g=10m/s2）總結(jié)利用機(jī)械能守恒定律解題的步驟：①選取探討對(duì)象。②依據(jù)探討對(duì)象所經(jīng)驗(yàn)的物理過(guò)程，進(jìn)行受力、做功分析，推斷