机械能守恒定律

1机械能守恒定律市南中学王锐一、教学分析机械能守恒定律是高中物理学习中相当重要内容之一，同时也是以后学习能量守恒的基础。学习本节课需要以动能、势能、功和能的关系、牛顿运动定律等为知识基础，通过学生的理论推导，得出机械能守恒定律及其条件。最后运用机械能守恒定律解决简单的问题。二、教学目标1．知识与技能（1）知道机械能的概念。（2）理解机械能守恒定律及其条件。（3）学会推导机械能守恒定律。2．过程与方法（1）通过对机械能守恒定律的理论推导，感受研究物理的科学方法。3．情感、态度与价值观（1）通过不同运动的推导基础上的得出机械能守恒定律的过程,学生会认识到物理学习中严谨的科学态度。（2）通学生自主推导、教师指导，增强学生对于科学规律的探究精神。三、教学重点与难点重点：理解机械能守恒定律及其条件难点：归纳出只有重力做功是机械能守恒的条件四、教案：前面几节课，我们对动能以及势能有了一定的认识与了解，那么我们今天来更深一层次的研究它们之间的联系。首先，我们先看一段视屏（国家地理杂志：云霄飞车片段），播放中：我们观察一下，这列云霄飞车具有的动能和势能。（学生：在最低点时，具有动能，最高点时，势能，那中间这一过程呢？是不是既有动能又有势能？）那我们来回忆一下，之前的知识，想想又什么关系。2动能它的大小是由物体的质量和速度决定重力势能他的大小是由物体的质量和位置决定的（*注意h是相对于零势能面）。其实决定物体动能和势能大小的质量、速度、位置都是力学量，我们用这些量来描述机械运动。所以，我们把这些与机械运动有关的能统称为机械能，符号：E。即动能和势能统称为机械能。由于物体在机械运动中可以同时拥有势能和动能（我们前面在云霄飞车视频中也看到了），所以机械能表达式为kpEEE物体既然既可以既有动能又有势能，那他们之间会有什么关系呢？分析云霄飞车：上升过程，重力势能增大，动能减小。下降过程，（学生：重力势能减小）。再来看看我们这里的这个小实验：演示实验：铁架台上细绳系着的铁球，将其拉离竖直方向，使它凑近同学的脸，然后轻轻放手，铁球将向前摆去，接着反向摆来。看看学生的反应，想想会不会撞到自己呢？学生：.....活动：小球处于最高点时，重力势能___________，动能_________。小球处于最低点时，重力势能___________，动能_________。整个过程中，重力势能增大时，动能_________。重力势能减小时，动能_________。在这样一个往复的过程中，小铁球既有重力势能，又有动能，而且它们之间会发生转变。云霄飞车也存在这样一个关系。前面我们可以从演示实验发现动能和势能发生相互转化，其实就是机械能范围内不同形式能的转化。212kEmvpEmgh3h可是，我们说了半天，还是只找到个定性的关系，那么到底它们之间是如何联系呢？让我们一步一步来研究活动：例1.从距离地面高为h处自由下落的质量为m的小球，在到达地面时到达地面时候的速度Vt=_____________；初始状态:Ep0=_________________；Ek0=_________________；E0=__________________。末状态：Ept=__________________；Ekt=__________________；Et=__________________。E0______________Et(学生推理，教师指导)虽然整个过程中，动能和势能发生了转化，但是两个状态的机械能大小相同，那自由落体是不是太特殊了呢？那我们来推广试试例2.一质量为m的物体，以初速度V0冲上与水平面成θ角度的光滑斜面能达到的最大高度是h=_____________；初始状态:Ep0=_________________；Ek0=_________________；E0=__________________。末状态：Ept=__________________；Ekt=__________________；Et=__________________。E0______________Et（学生推理，教师指导）图1图24虽然这次是斜面了而且是从斜面低端冲上去，但是机械能的大小是不是还是相等？我们能不能找到之间的共同点呢？活动：前后左右讨论下，找下异同点，完成表格运动类型受力情况做功的力势能的变化情况动能的变化情况动能和势能的转化过程机械能的变化情况自由落体运动重力重力减小增大势能转化为动能不变沿光滑斜面上滑的物体重力、支持力重力增大减小动能转化为势能不变虽然受力不一样，但是那些力做工？动能和势能之间有没有发生转化？机械能的大小变不变？这就是机械能守恒定律：在只有重力做功的情况下,物体的动能和势能发生相互转化,但机械能的总量保持不变的规律.注意，这里左右分别对应某一个状态的机械能，这也就解释了我们前面演示实验的小铁球为什么不会继续运动碰到那位同学了。那我们学习机械能守恒有什么优点？例题：如图是一条云霄飞车的一部分轨道示意图，高度已经标在图上，一段质量为500kg车厢从A点以1m/s的速度出发且整个过程中阻力不计，那么（1）车厢在何处的重力势能最大？何处动能最大？哪一段路程中的动能几乎不变？（2）抵达D点时候的速度是多大？（210/gms）机械能解决问题的优势：与运动轨迹和过程无关。只与物体的状态有关。作业布置：练习册p46/5,6,7p54/12五、教学反思2211221122mghmvmghmv5整节课上下来，自我感觉来说，流畅度应该是不错的。但是就自己的设计而言，对学生的吸引力完全不够。作为机械能这一节，理论推导的设计上有点枯燥，应该想办法改变这个过程，选用其他合适的方法来合理的得到这一结论，来提高学生的兴趣。毕竟，虽然物理需要严密的思维过程和推理方法，但是适合学生的年龄层次和接受程度也是非常重要的。另外，听课老师指出了需要我自己改进的问题：教态上有点缺乏年轻教师应有的活力，这个再课上要多和学生互动，体现自己作为年轻教师的优势。此外，就小实验的效果来说，起到了不错的效果，说明可以多利用实验来帮助学生理解物理概念以及现象，要在这方面多下功夫，来帮助自己教学的改进。