《机械能守恒定律》教学设计.pdf

1、- 1 -机械能守恒定律机械能守恒定律教学设计教学设计一、一、学习学习目标目标: :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、二、学习学习重点：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、三、学习学习难点：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、四、学习学习方法：方法：讨论法、归纳法、讲授法五、五、学法指导学法指导：课下认真阅读教材，完成学案中设置的任务，课

2、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：六、教学过程设计：（一）（一） 引入新课引入新课1 1、小实验小实验：单摆碰鼻尖实验单摆碰鼻尖实验2 2、思考提问思考提问（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）（二） 新课教学新课教学任务一任务一、探究探究动能与势能的相互转化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，- 2 -下面几种情况动能和势能是怎么转化的？猜想动能和势能

3、的总和有何特点？【学生活动【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：任务二：演示实验演示实验实验一实验一：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：观察实验现象，回答下面问题：、第一次小球向右能够达到的最大高度 C 点与 A

4、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？、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】【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。AC甲乙BPAAOPB- 3 -、 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。、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

5、加；从最低点 O到 B 点的运动过程中，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：观察实验现象，回答下面问题：、每次小球是否都能回到 A 点？都有哪些力做功？、小球从 A 点到 0 点以及从 0 点到 A 点的运动过程中，动能

6、和弹性势能是怎样转化的？这个小实验说明了什么？NAA0GF【学生活动】【学生活动】 观察演示实验，思考并回答问题。、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。、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。- 4 -【教师点评【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，

7、那么在弹力和重力做功的系统内， 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。任务三任务三、探究、探究机械能守恒定律的表达式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h的A点时速度为v，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）【学生活动学生活动】 学生根据教师的引导，

8、 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。分析推理分析推理A 点机械能：21112AKAPAEEEmvmghB 点机械能：22212BKBPBEEEmvmgh- 5 -由动能定理得：21222121mvmvWG由重力做功与重力势能变化的关系得：12GWm ghm gh由以上两式可以得到2222111122mvmghmvmgh即KBPBKAPAEEEE即BAEE【教师总结【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

9、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】【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 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

10、，而总的机械能保持不变。（2 2）表达式:2211KPKPEEEE即21EE2222111122mvmghmvmgh（4 4）条件：只有重力（或弹力）做功的物体系统内【教师点评教师点评】 对机械能守恒定律条件的理解：- 6 -（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：任务四：机械能守恒定律解题的一般步骤：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（2）、分析力，判守恒（3）、明两态，列方程课堂练习课堂练习1.1.说一说说一说: :（放多媒体课件）（放多媒体课件）下列实例中哪些情况机械能是守恒的 ？(1)

11、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】【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】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 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

12、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。v- 7 -【学生活动】【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律，确定两态机械能时要先选零势能参考平面。七七、板书设计：、板书设计：一、一、机械能守恒定律：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：2211KPKPEEEE即21EE2222111122mvmghmvmgh3.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、作业布置八、作业布置: :- 8 -