《机械能守恒定律》教学设计

编号：100708高一物理编写：李沛录日期：5月11日—5月17日-1-第八节机械能守恒定律教学设计一、学习目标: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.掌握机械能守恒定律的内容及得出过程；3.会根据机械能守恒的条件判断机械能是否守恒，能运用机械能守恒定律解决有关问题。二、学习重点：1.掌握机械能守恒定律的内容及其条件。2.能在具体问题中判断机械能是否守恒，并能运用机械能守恒定律解决问题。三、学习难点：1.在具体问题中判断机械能是否守恒及机械能守恒定律的运用。四、学习方法：讨论法、归纳法、讲授法五、学法指导：课下认真阅读教材，完成学案中设置的任务，课上小组探究交流发表自己的观点完成本节内容。六、教学过程设计：（一）引入新课1、小实验：单摆碰鼻尖实验2、思考提问（1）、前几节我们学习了哪几种形式的能？各怎么表示？（2）、机械能的概念及表达式？这些不同形式的能是可以相互转化的，那么在相互转化的过程中，他们的总量是否发生变化？这节课我们就来探究这方面的问题。（二）新课教学任务一、探究动能与势能的相互转化列举生活中的实例（多媒体放课件），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？猜想动能和势能的总和有何特点？编号：100708高一物理编写：李沛录日期：5月11日—5月17日-2-【学生活动】学生看完每一副图片后，相互讨论，然后由学生发言，阐述各自的观点【教师点评】上面几种情况都是动能和势能相互转化，如果在不考虑阻力的情况下，动能和势能的总和保持不变。任务二：演示实验实验一：如图，用细线、小球、铁架台等做实验。把一个小球用细线悬挂起来，把小球拉到一定高度的A点，然后放开，小球在摆动过程中，记住它向右能够达到的最大高度C点。如果用尺子在某一点P挡住细线，看一看这种情况下小球所能达到的最大高度B点。观察实验现象，回答下面问题：①、第一次小球向右能够达到的最大高度C点与A点的高度有何关系？如果用尺子在P点挡住细线，这种情况下小球所能达到的最大高度B点和A点的高度又有何关系？在运动过程中都有哪些力做功？②、分析小球从A点到最低点O以及从最低点O到C点（或B点）的运动过程动能和重力势能怎样转化？这个小实验说明了什么？【学生活动】观察演示实验，思考问题，并选出学生说说自己见解。①、第一次小球向右能够达到的最大高度C点与A点的高度相同，如果用尺子在P点挡住细线，达到的最大高度B点与A点的高度相同，只有重力做功。②、小球从A点到最低点O的运动过程中，重力势能减少，动能增加；从最低点O到B点的AAAC甲乙BPAAOPB编号：100708高一物理编写：李沛录日期：5月11日—5月17日-3-运动过程中，动能减少，重力势能增加。这个实验说明重力势能和动能的总和应该保持不变。【教师点评】实验证明，小球在摆动过程中重力势能和动能在不断转化。在摆动过程中，小球总能回到原来的高度。可见，在只有重力做功的系统内，重力势能和动能的总和保持不变，即机械能保持不变。实验二：如图，水平方向的弹簧振子，振子静止时在o点，把振子拉到A点放手后，用弹簧振子演示动能和弹性势能的相互转化。观察实验现象，回答下面问题：①、每次小球是否都能回到A点？都有哪些力做功？②、小球从A点到0点以及从0点到A点的运动过程中，动能和弹性势能是怎样转化的？这个小实验说明了什么？【学生活动】观察演示实验，思考并回答问题。①、小球在往复运动过程中，每次小球都能回到A点，只有弹力做功。②、小球从A点到0点的运动过程中，弹性势能减少，动能增加；从0点到A点的运动过程中，弹性势能增加，动能减少。这个实验说明弹性势能和动能的总和应该保持不变。【教师点评】小球在往复运动过程中弹性势能和动能在不断转化。小球在往复运动过程中总能回到原来的位置A点，可见，只有弹力做功的系统内，弹性势能和动能的总和保持不变，即机械能保持不变。通过上述分析，我们得到动能和势能之间可以相互转化，那么在弹力和重力做功的系统NAA0GF编号：100708高一物理编写：李沛录日期：5月11日—5月17日-4-内，动能和势能的转化过程中，动能和势能的总和是否真的保持不变？下面我们就来定量讨论这个问题。任务三、探究机械能守恒定律的表达式1.如图，一个质量为m的小球做自由落体运动运动，经过某高度为h１的A点时速度为v１，到某高度为h2的B点时速度为v2，试分析在运动过程中小球受什么力？哪些力做功？并写出小球在A点时的机械能EA和在B点时的机械能EB，由动能定理、重力做功与重力势能变化的关系探究EA和EB的关系。（为学生创设问题情境，引导学生运用所学知识独立推导出机械能守恒定律。让学生亲历知识的获得过程）【学生活动】学生根据教师的引导，在练习本上进行推导，推完后相互交流意见。教师巡视指导，及时解决学生可能遇到的困难。教师让两名学生在黑板上一步一步写出推导过程，其余学生根据自己的推导过程进行对比交流，发表自己的见解，改正并指出错误。分析推理A点机械能：21112AKAPAEEEmvmghB点机械能：22212BKBPBEEEmvmgh由动能定理得：21222121mvmvWG由重力做功与重力势能变化的关系得：12GWmghmgh由以上两式可以得到2222111122mvmghmvmgh编号：100708高一物理编写：李沛录日期：5月11日—5月17日-5-即KBPBKAPAEEEE即BAEE【教师总结】在只有重力做功的物体系统内，物体的动能和重力势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。同样在只有弹力做功的物体系统内，动能和弹性势能也可以相互转化，总的机械能也保持不变。【思考与讨论】上面例子小球仅受重力，假如物体除了受重力外，还受其它力,而其它力不做功，机械能是否守恒?例如：质量为m的物体从光滑斜面上滑下的过程中，小球的机械能是否守恒？【讨论与交流】小组讨论，讨论后选取代表发表各自的意见，进行交流。【教师点评】根据学生的意见，教师帮助学生总结机械能守恒定律的条件是不论物体受几个力，只要只有重力（或弹力）做功，物体的机械能就守恒。2、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:①2211KPKPEEEE即21EE②2222111122mvmghmvmgh（4）条件：只有重力（或弹力）做功的物体系统内【教师点评】对机械能守恒定律条件的理解：（1）、只受重力或弹力；（2）、除受重力或弹力外，还受其它力，但其它力不做功或其它力所做功代数和为零任务四：机械能守恒定律解题的一般步骤：（师生共同总结）（1）、选对象，定过程编号：100708高一物理编写：李沛录日期：5月11日—5月17日-6-（2）、分析力，判守恒（3）、明两态，列方程课堂练习1.说一说:（（放放多多媒媒体体课课件件））下列实例中哪些情况机械能是守恒的？(1)跳伞员用降落伞在空中匀速下落（答案：不守恒）(2)抛出的篮球在空中运动（不计阻力）（答案：守恒）(3)光滑水平面上运动的小球，把弹簧压缩后又被弹回来。（答案：守恒）(4)用绳拉着一个物体沿着光滑的斜面匀速上升。（答案：不守恒）【学生活动】选几个学生起来回答上面的问题，并说明为什么？【教师点评】判断机械能是否守恒，关键看系统是否只有重力（或弹力）做功。2如图所示，一根不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球a和b.a球质量为m，静置于地面；b球质量为3m，用手托住，高度为h，此时轻绳刚好拉紧．松手后b球落地之前，a、b组成的系统机械能守恒吗？你是如何判断的？小球a和小球b的机械能分别如何变化？请你计算出b球落地前瞬时的速度。【学生活动】选几个学生起来回答上面的问题，并说明为什么？守恒、系统只有重力做功机械能守恒、a球增加b球减少、v=√gh【教师点评】在应用机械能守恒定律时首先要判断守恒，只有守恒时才能应用机械能守恒定v编号：100708高一物理编写：李沛录日期：5月11日—5月17日-7-律，确定两态机械能时要先选零势能参考平面。七、板书设计：一、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，物体的动能和势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。2.表达式：①2211KPKPEEEE即21EE②2222111122mvmghmvmgh3.条件：只有重力（或弹力）做功4.步骤：（1）、选对象，定过程（2）、分析力，判守恒（3）、明两态，列方程八、作业布置:课本78页第2、3、4题