《机械能守恒定律》教学设计

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

2、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?【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

3、实验B点。C点。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 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A观察实验现象，回0下面问题：、第一次小球向右能够达到的最大高度甲c AP占八、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 0以及从最低点 0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

4、问题，并选出学生说说自己见解。P点挡住细、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0的运动过程中，重力势能减少，动能增加；从最低点运动过程中，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0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

5、的相互转化。观察实验现象，回答下面问题:NFGAA0、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。、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。【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

6、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hi的A点时速度为Vi,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 压，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

7、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：1 2Ea = Eka Epa = 2 mvimghiB点机械能：1 2Eb = Ekb + Epb = mv? + mgh?由动能定理得：1 2 1 2 mv 2 mv12 2由重力做功与重力势能变化的关系得：WG二mgh 1 - mgh 2由以上两式可以得到12 12mv 2 mgh 2 = mv1 mgh 12 2即E kbE

8、 pb 二 E ka E pa即Eb 二 Ea【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

9、。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： Ek2 Ep2 - Eo Ep1即 E?- E 1 fmv； mgh2 = mgg（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（2）、分析力，判守恒（3）、明两态，列方程课堂练习1. 说一说：（放多媒体课件）下列实例中哪些情况机械能是守恒的？（1）跳

10、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） 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？a和b. a球质量为【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= vgh【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、板书设计：一、机械能守恒定律：1