7.8《机械能守恒定律》教案

1、7.8 机械能守恒定律教案一、教案背景 1面向学生：高中2学科：物理3课时： 1课时4学生课前准备：复习动能和势能的相关知识；预习新课二、教学课题 通过能量守恒的教学，使学生树立科学观点，理解和运用自然规律，并用 来解决实际问题。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、理解机械能守恒定律的内容3、在具体问题中，能判定机械能是否守恒三、教材分析机械能守恒定律 是人教版高中物理必修二第七章机械能第八节的 教学内容，主要学习机械能守恒定律，掌握机械能守恒的条件，本节内容 是本章的主要内容，占有重要地位。教学重点 :1、从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件2、能正确判断研究对

2、象在所经历过程中机械能是否守恒 教学准备：1教师的教学准备：多媒体课件制作 课前预习学案 课内探究学案 课后延伸拓展学案2教具准备：投影仪、细线、小球，带标尺的铁架台、弹簧振子 3学生的学习准备：预习并填写学案四、教学方法 探究、讲授、交流讨论、练习五、教学过程（一）预习检查、总结疑惑检查落实学生的预习情况并了解学生的疑惑，使教学具有针对性（二）导入新课教师利用事先准备好的演示器材，请同学配合，指导他们完成一个小游戏,让同学们认真观察并思考游戏里面的科学道理。器材：细线、小钢球、铁架台实验：拉开用细线悬挂的小球，以“勇敢”学生的鼻尖为初始位置释放，观察该同学的反应，小球能否碰到该同学的鼻子呢？

3、教师活动：前面我们学习了动能、势能和机械能的知识，并了解到在一定 条件下，物体的动能与势能可以相互转化，动能与势能相互转化的例子在 生活中很多，请同学们举出生活中的例子来说明动能与势能的相互转化。（三）、进行新课一. 动能与势能的相互转化1.机械能1）概念：物体的动能、势能的总和，即 E=丘+ &1）机械能是标量，具有相对性（需要设定势能参考平面）3）机械能之间可以相互转化2观看视频资料：荡秋千、翻滚过山车、撑杆跳高、瀑布等视频资料， 让学生深刻感受各种多彩的动能与势能发生相互转化的过程。教师：我们先来看自由落体运动的物体，自由落体运动是一种最简单的加速运动，在这个运动过程中能量是怎样

4、转化的 ？学生：在自由落体运动中，物体在下落的过程中速度不断增大，动能是增加的；而随着高度的减小，物体的重力势能是减少的。教师：在竖直上抛过程中能量的转化情况是怎样的 ？学生：在竖直上抛过程中，先是物体的动能减少，重力势能增加，然后是重力势能减少，动能增加.教师：我们下面再看这样一个例子：（演示：如图，用细线、小球、带有标尺的铁架台等做实验。把小球 用细线悬挂起来，把小球拉到一定高度 A点，然后放开，小球在摆动过程 中，重力势能和动能相互转化。我们看到，小球可以摆到跟A点等高的C点，如图甲。如果用尺子在某一点挡住细线，小球不能摆到 C点，但摆到 另一侧时，也能达到跟 A点相同的高度，如图乙）教

5、师：在这个小实验中，小球的受力情况如何 ？各个力的做功情况如 何？这个小实验说明了什么问题？学生：小球在摆动过程中受重力和绳的拉力作用。 拉力和速度方向总 垂直，对小球不做功，只有重力对小球能做功。实验证明，小球在摆动过程中重力势能和动能不断转化。在摆动过程 中，小球总能回到原来的高度。可见，二者的总和不变。二、机械能守恒定律现在我们以做自由落体运动的小球为例， 从理论上探究势能与动能之间发 生转化，机械能的总量遵循什么规律？如图所示，一个质量为m的物体从A点自由下落，经过离地面高度为h1的B点时速度为V1,下落到高度为h2的C点时速度为V2,试写出-hi777777T物体在B点时的机械能和在

6、C点时的机械能，并找到这二个机械能之间的数量关系。理论推导过程物体只有重力做功 根据动能定理得:(1)1 2 1 2mv 2mv 12 2又据重力做功与重力势能的关系得到： WG = mgg - mgh2 （ 2） 由（1） （ 2）两式可得mv； -mv； = mgh1 - mgh2（ 3）2 2移项得：11(4)mv； mgh2mv： mgh222引导学生分析讨论上面表达式的物理意义：等号的左侧表示末态的机械 能，等号的右侧表示初态的机械能，表达式表明初态跟末态的机械能相等。 即在小球下落的过程中，重力势能减小，动能增加，减小的重力势能转化 为动能。提问：此表达式具有普遍意义吗？还是仅在只

7、受重力的自由落体运动中成 立？引导学生自己推导竖直上抛、平抛的过程是否成立。引导学生分析在上述过程中物体的受力情况。可以证明，在只有重力做功的情况下，物体动能和势能可以相互转化，而机械能总量保持不变拓展：在只有弹力做功的牨体系统内呢？课件展示：展示弹簧振子的运动情况，分析物理过程 1<I|<jj.MH对弹簧与小球的运动过程简要分析，得到动能 与势能的转化关系，并明确：在只有弹力对物 体做功时物体的机械能守恒。通过上面只有重力 做功与只有弹力做功两个部分的推导，师生总结 机械能守恒定律的内容：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 表达式：E

8、k2+Ep2=Epi+Eki 三、机械能守恒定律的条件根据机械能守恒定律的内容，突出强调守恒的受力前提。引导学生自己总结守恒的条件。守恒条件是否是只受重力或弹力还是只有重力或弹力做功？ 教师提出问题，激发学生思考的积极性：这两种说法有什么不同吗？ 学生讨论：只有重力或弹力做功，还包含这样的意思：可能还受其他力, 但其他力不做功。教师：机械能守恒定律的条件应该怎样表述呢？举例说明学生总结：机械能守恒定律的条件可以表述为：1. 只受重力（弹力），不受其他力。2. 除重力（弹力）以外还有其他力，但其他力都不做功例题把一个小球用细绳悬挂起来，就成为一个摆。摆长为I,最大偏角AOC为9.小球运动到最底位

9、置时的速度是多大？引导学生思考分析，提出问题：小球摆动过程中，是否满 足机械能守恒的条件？如何应用机械能守恒定律解决问 题？解：（略）（对学生的回答进行评价、修正，让学生认识到，物体重力势能大小与所 选取的参考平面（零势面）有关；而重力势能的变化量是与所选取的参考 平面无关的。在讨论物体系统的机械能时，应先确定参考平面。） 教师：通过这个题目的解答，你能够得到什么启发呢 ？学生：机械能守恒定律不涉及运动过程中的加速度和时间，用它来处理问题要比牛顿定律方便。学生：用机械能守恒定律解题，必须明确初末状态机械能，要分析机械能 守恒的条件。教师：下面大家总结一下用机械能守恒定律解决问题的一般步骤1.

10、根据题意选取研究对象（物体或系统）2. 明确研究对象的运动过程，分析对象在过程中的受力情况，弄清各 力做功的情况，判断机械能是否守恒。3. 恰当地选取零势能面，确定研究对象在过程中的初末状态的机械能。4. 根据机械能守恒定律的不同表达式列方程，并求解。四、作业：P78 1、2五、板书设计：7. 8机械能守恒定律、动能和势能的相互转化、机械能守恒定律1.内容:P76表达式：12 12mv2 mgh2mw mgh22 22、条件:只有重力做功（或弹力做功）3.应用：应用机械能守恒定律解题六、教学反思继动能定理以后，我们又学习用能量方法解决问题的另外一个重要的知识 点，在这一节的教学中， 首先让学生能够从各种不同的例子中体会能量之 间可以相互转化， 而机械能内部的动能和重力势能以及弹性势能之间当然 可以相互转化，