机械能守恒定律教学设计-2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册.docxVIP

PAGE

PAGE1

8.4机械能守恒定律教学设计

教学目标

物理观念：通过机械能守恒定律的学习，初步建立能量观念、体会守恒思想。

科学思维：会用能量观念分析具体实例中动能与势能之间的相互转化，会从做功和能量转化的角度判断机械能是否守恒。

科学探究：掌握机械能守恒定律的推导过程。

科学态度与责任：学生体会成功的乐趣与成就感，激发对物理世界的求知欲。

教学重点教学难点

（1）促进学生对“功是能量转化的量度”的理解。

（2）机械能守恒定律的推导和运用机械能守恒分析相关问题。

（3）守恒条件的判断和机械能守恒定律的理解。

教学过程

板书

一．新课引入

活动1取一条细线，下端拴一个小球。将小球拉离平衡位置恰好至鼻尖，由静止释放小球。体会：当球摆回来时，有什么感觉？

二．新课教学

（一）追寻守恒量

【教师引导】小球能滑到与A相同高度的斜面B的条件是没有摩擦，而没有摩擦的斜面不存在故伽利略的斜面实验也叫理想实验。

【教师提问】（1）在伽利略理想斜面实验中，小球在B上某点停下时的高度与出发时高度相同，好像“记得”自己的起始高度，怎样解释？

（2）怎样解释下坡时速度越来越大？

（3）怎样解释上坡时速度越来越小？

（二）动能与势能的相互转化

活动2播放多媒体展示动能和势能之间的转化

车站

车站

车站示意图

1．动能与重力势能间的转化

只有重力做功时，若重力做正功，则重力势能转化为动能，若重力做负功，则动能转化为重力势能，转化过程中，动能与重力势能之和保持不变．

2．动能与弹性势能间的转化

被压缩的弹簧把物体弹出去，射箭时绷紧的弦把箭弹出去，这些过程都是弹力做正功，弹性势能转化为动能．

3．机械能

动能、重力势能和弹性势能统称为机械能，在重力或弹力做功时，不同形式的机械能可以发生相互转化．

（三）机械能守恒定律

活动3运用动能定理推导仅重作用下的机械能守恒

（1）物体沿光滑曲面滑下，只有重力对物体做功。用我们学过的动能定理以及重力的功和重力势能的关系，推导出物体在A处的机械能和B处的机械能相等。

教师：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：独立推导。

教师：巡视指导，及时解决学生可能遇到的困难。

推导的结果为：即也即

可见：在只有重力做功的物体系统内，动能和重力势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。同样可以证明：在只有弹力做功的物体系统内，动能和弹性势能可以相互转化，总的机械能也保持不变。

（2）质量为m的小球压缩轻弹簧，推导出小球在图1和图2位置时系统的机械能大小关系（不计任何阻力）

图1

图1

图2

图2

1．内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和势能可以相互转化，总的机械能也保持不变。这就是机械能守恒定律。

2．表达式：守恒观点

ΔEk=-ΔEp或ΔEk增＝ΔEp减转化观点

ΔEA=-ΔEB或ΔEA增＝ΔEB减转移观点

条件：

做功角度分析：只有重力或者弹力做功。

从能量角度分析：只有动能和势能的相互转化，而没有机械能与其它形式的能的转化。

F

F

4.对条件的理解：

a.不受其他力

b.受其他力，但其他力不做功

c.受其他力，但其他力做功的代数和为零

(五)例题练习

试判断下列各运动中机械能是否守恒(均不计空气阻力和摩擦阻力)

抛出的手榴弹的运动（）

（2）细绳拴着小球在水平面内做匀速圆周运动运动（）

（3）手拉着一物体沿斜面匀速上滑运动（）

h2.一小球以一定的初速度在距离地面高h处斜向上抛出，求小球落到地面时的速度大小。

h

O

O

B

A

θ

l

3.把一个小球用细绳悬挂起来，就成为一个摆。摆长为l，最大偏角为θ。如果阻力可以忽略，小球运动到最低位置时的速度大小是多少？

8.4机械能守恒定律

一．机械能

1.定义：机械能是动能、重力势能、弹性势能的统称，用符号E表示

2.表达式：E=Ep+Ek

3.标量

4.相对性

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,动能和势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。

2.表达式：；

ΔEk=-ΔEp或ΔEk增＝ΔEp减；

ΔEA=-ΔEB或ΔEA增＝ΔEB减

3.条件

板书