高中物理人教版第七章机械能守恒定律机械能守恒定律 机械能守恒定律 省赛获奖

“机械能守恒定律”教学设计山东省安丘市第一中学物理组：刘全文【教学目标】一、知识与技能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．会正确推导物体在光滑曲面上运动过程中的机械能守恒，理解机械能守恒定律的内容，知道它的含义和适用条件；3．在具体问题中，能判定机械能是否守恒，并能列出机械能守恒的方程式。二、过程与方法1．学会在具体的问题中判定物体的机械能是否守恒；2．初步学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象，分析问题。三、情感、态度与价值观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。【教学重点】1．掌握机械能守恒定律的推导、建立过程，理解机械能守恒定律的内容；2．在具体的问题中能判定机械能是否守恒，并能列出定律的数学表达式。【教学难点】1．从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件；2．能正确判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒，能正确分析物体系统所具有的机械能，尤其是分析、判断物体所具有的重力势能。【教学方法】演绎推导法、分析归纳法、交流讨论法。【教学过程】课前延伸【教材助读】一、动能与势能的相互转化1、机械能定义：_______能、______势能、______势能的统称。2、机械能是______量、______量。3、机械能的不同形式之间可以相互__________。二、机械能守恒定律：1、定律内容：2、表达式为：（1）________+________＝________+________表示物体在初始状态的机械能和在末状态的机械能相等.（2）______＝______表示物体动能的增加等于势能的减少或者物体势能的增加等于动能的减少.3、机械能守恒的条件①只有________力对物体________。说明：只有重力做功与物体只受重力不同。所谓只有重力做功，包括两种情况：a．物体只受重力，不受其他的力；b．物体除重力外还受其他的力，但其他力不做功。②只有________力做功条件下，弹簧和物体组成的系统的机械能守恒综上所述，机械能守恒的条件是：。4、附加说明：若除了重力和弹簧弹力以外的其它力对物体①做正功，物体的机械能________；②做负功，物体的机械能________。【预习自测】1、在下列情况中，物体的机械能守恒的是(不计空气阻力)()A．推出的铅球在空中运动的过程中B．沿着光滑斜面匀加速下滑的物体C．被起重机匀速吊起的物体D．细绳的一端系一小球，绳的另一端固定，使小球在竖直平面内做圆周运动2、下列关于物体机械能守恒的说法中，正确的是()A．运动的物体，若受合外力为零，则其机械能一定守恒B．运动的物体，若受合外力不为零，则其机械能一定不守恒C．合外力对物体不做功，物体的机械能一定守恒D．运动的物体，若受合外力不为零，其机械能有可能守恒3、当物体克服重力做功时，物体的()A．重力势能一定减少，机械能可能不变B．重力势能一定增加，机械能一定增加C．重力势能一定增加，动能可能不变D．重力势能一定减少，动能可能减少4、如图所示，某人以拉力F将物体沿斜面拉下，拉力大小等于摩擦力，则下列说法中正确的是()A．物体做匀速运动B．合外力对物体做功等于零C．物体的机械能保持不变D．物体机械能减小课内探究一、引入新课（课件展示）教师活动：我们已学习了重力势能、弹性势能、动能。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、进行新课1．动能与势能的相互转化课件展示一：物体的自由落体运动问题：物体在下落过程中有哪些能量进行了转化学生讨论实验演示：小球在半圆形光滑轨道上运动让小球从光滑半圆形轨道的A点由静止释放，小球在摆动过程中，重力势能和动能相互转化。我们看到，小球可以摆到跟点等高的点，如图。问题：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？学生：观察演示实验，思考问题，选出代表发表见解。小球在摆动过程中受重力和轨道的支持力作用。支持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。实验结论：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，重力势能和动能的总和，即机械能应该保持不变。教师：通过上述分析，我们得到动能和势能之间可以相互转化，那么在动能和势能的转化过程中，动能和势能的和是否真的保持不变？下面我们就来定量讨论这个问题。2．机械能守恒定律课件展示：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，推导出物体在处的机械能和处的机械能相等。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。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。结论：在只有重力或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。这就是机械能守恒定律。3．典型例题分析探究一、机械能守恒判断例1、关于机械能是否守恒的叙述，正确的是()A.做匀速直线运动的物体机械能一定守恒B.做变速运动的物体机械能不可能守恒C.外力对物体做功为零时，机械能一定守恒D.若只有重力对物体做功，物体的机械能一定守恒探究二、机械能守恒的应用例2、把一个小球用细线悬挂起来，就成为一个摆，如图，摆长为，最大摆角为，小球运动到最低位置时的速度是多大？探究三、除了重力以外的其他力做功与机械能变化的关系例3、如图所示，一个小孩从粗糙的滑梯上加速滑下，对于其机械能的变化情况，下列判断正确的是（）A.重力势能减小，动能不变，机械能减小B.重力势能减小，动能增加，机械能减小C.重力势能减小，动能增加，机械能增加D.重力势能减小，动能增加，机械能不变教学反思机械能守恒定律是能量守恒定律的一个特例，要使学生对定律的得出、含义、适用条件有一个明确的认识，这是能够用该定律解决力学问题的基础。本节知识点包括：机械能守恒定律的推导；机械能守恒定律的含义和适用条件。机械能守恒定律是本章教学的重点内容，本节教学的重点是使学生掌握物体系统机械能守恒的条件；能够正确分析物体系统所具有的机械能；分析物体系统所具有的机械能，尤其是分析、判断物体所具有的重力势能，是本节学习的难点之一。在教学中应让学生认识到，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。《机械能守恒定律》教学流程图