高中物理 第四章 机械能和能源 5 机械能守恒定律教案3 教科版必修2(2021年最新整理)

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2、 机械能和能源 5 机械能守恒定律教案3 教科版必修2的全部内容。6第5节 机械能守恒定律教学准备：多媒体素材：自行车下坡、小孩坐滑梯、小孩荡秋千、运动员撑杆跳高、蹦极运动、翻滚过山车、上海明珠线轻轨车站、永动机不能实现视频 实验器材:金属球、悬线、铁架台、传感器、计算机、弹簧、过山车模型、尾部带弹簧的圆珠笔 教学过程：一、新课引入 二、实验探究 实验2：如图所示，将金属球用细线悬挂起来固 定在黑板上部（在黑板上画出相应的水平线），让金属球摆动，通过实验发现,小球可以摆到跟释放点等高处再用一个钉子固定在黑板上某点挡住细线，再观察,发现 金属球 仍可以摆到跟释放点等高处 教师引导学生分析、讨论实

3、验现象所展示的能量转化特点及做功情况：小球在摆动过程中通过重力做功，势能与动能互相转换重力做正功，重力势能减少，动能增加；重力做负功,重力势能增加，动能减少 实验3:借助传感器测出金属球在不同位置的速度大小，利用计算机的数据处理功能计算出金属球在不同位置的动能、重力势能的大小学生通过分析实验数据，发现金属球在摆动过程中动能与重力势能的变化规律与猜想一致，得出机械能的总量不变 三、观察与思考 多媒体播放1：自行车下坡、小孩玩滑梯、小孩荡秋千、运动员撑竿跳高 教师通过视频再现一些学生生活中熟悉的机械能转化的实例，引导学生分析在这些过程中机械能转化的特点和做功的特点，并提示学生猜想在这些过程中机械能

4、是否守恒吗？机械能守恒的条件是什么? 提醒学生注意图4-51 、4-52 中都忽略了空气阻力及其他摩擦阻力，在这种情况下只有重力做功，物体的动能、势能相互转化，总量不变但实验2中金属球摆动多次后最高点会逐渐降低,这就是空气阻力的作用 四、理性探究 教师做出一些提示，学生进行自由落体、竖直上抛及课本图45-3 的平抛运动的理性探究，分析动能和重力势能的转化特点，各状态的机械能特点及做功情况 五、得出结论：机械能守恒定律及其条件 总结实验探究和理性探究结果，教师指出 :科学家们进行的大量实验研究和大量事实表明,在只有重力和弹力做功的物体系统内，动能和势能会发生相互转化，但机械能的总量保持不变这就是

5、机械能守恒定律给出机械能守恒定律的表达式 教师还需要指出:虽然我们是从有限的几个具体实例中归纳出了机械能守恒定律，但至今人类还未发现在上述条件下机械能不守恒的反例，因此这是一个普遍规律，这种归纳法也是科学研究中常用的方法 实验4：放开被压缩的弹簧，弹簧可以把跟它接触的小球弹开去 实验5：学生将尾部带有弹簧的圆珠笔的尾部朝下放在桌上，将笔向下压,然后松手 多媒体播放2:蹦极运动视频 通过上述实验及视频播放,教师指出：不仅重力势能和动能可以相互转化，弹性势能和动能也可以相互转化 六、机械能守恒定律的应用 多媒体播放3：翻滚过山车视频 提出问题，引起思考：坐过山车前必须做什么准备？（系安全带）不系安

6、全带会怎样？(人会掉下来)最有可能从何处掉下来？（竖直圆轨道顶端）不系安全带一定会掉下来吗？ 学生疑惑、思考 实验6：请学生代表进行“小球在竖直圆形轨道内侧运动的模拟实验，从不同高度释放小球，观察小球的运动情况 在学生初步体会出小球能否通过最高点与小球释放的高度有关后，教师进一步提出：要使小球通过圆弧轨道的顶端时不掉下来，小球在顶端时的速度至少为多大？如果忽略摩擦阻力，小球的初位置必须比轨道地段高出多少？小球最初的实际高度必须大于这个理论值，为什么？（分析及解答略）学生思考后交流 多媒体播放4：上海明珠线轻轨车站视频 教师提出问题：你知道站台做成这样一个小坡有什么好处吗？学生共同讨论教材第 7

7、6 页例题(题及题解略）教师指出：应用机械能守恒定律解题简洁便利，不仅适用于直线运动，也适用于做曲线运动的物体在运用过程中要关注定律的适用条件以及一些解题基本方法分析以上解题过程归纳出：应用机械能守恒定律解题的基本步骤 1根据题意，选取研究对象(物体或相互作用的物体系） 2分析研究对象在运动过程中所受各力的做功情况,判断是否符合机械能守恒的条件 3若符合条件，先要选取合适的零势能的参考平面,确定研究对象在运动过程的初、末状态的机械能值 4根据机械能守恒定律列方程，并代入数值求解 七、能量守恒定律 指导学生阅读教材第 77 页内容，回答问题：能量守恒定律的内容是什么？风力发电是什么能转化成什么能

8、？化学上电解食盐的过程，是什么能转化成什么能？举出一些生活中能量守恒的实例为什么说能量守恒定律是自然界最普遍的基本规律？ 八、永动机不可能实现 多媒体播放4:永动机不能实现视频 思考：永动机为什么不能实现？ 课外拓展:查找有关永动机的资料，以及几种典型的永动机设计方案，与同学交流，分析永动机不可能实现的原因 教学流程图： 学习效果评价：（略) 根据教学实际来设计 教学反思： 教学设计注重以学生为主体，鼓励学生发表自己的见解、提出自己的问题，提倡学生的合作交流，这是新课标和新课程所反映的一个基本理念无论是问题情景的创设还是对问题的探究，都努力创造条件让尽量多的学生参与 课堂教学结合大量学生熟悉的生活实例（如小孩坐滑梯等），利用学生身边的日常器具（如圆珠笔等）展开探究， 让学生参与实验， 使教学贴近学生生活，联系社会实际，利用传感器，将现代科技设备应用于课堂，并结合 现代信息技术使定量