高中物理-机械能守恒定律教学设计学情分析教材分析课后反思

第页PAGE7.8机械能守恒定律一、物理学科素养：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，知道它的含义和适用条件．3.学会在具体的问题中判定物体的机械能是否守恒．二、重点难点与知识链接：通过上节的学习，我们已经了解到力对物体做的功等于物体动能的变化，即：三、课前自主学习：1、试分析各个物体在运动过程中能量的转化情况．（1）自由下落的物体能转化为能（2）沿光滑斜面向下运动的物体能转化为能（3）竖直上抛的物体上升时：能转化为能下落时：能转化为能2、在只有和做功的物体系统内，能和能可以相互转化，而总的能保持不变。这叫做：。3、机械能守恒定律的表达式：。即：E1=E2.四、合作探究（一）机械能：『知识梳理』：（1）和统称为机械能。（2）表达式：。式中各物理量的意义？（3）单位：。（4）机械能是（矢量或标量）。（二）探究机械能守恒的条件：【学生活动1】：钢球用细线悬起，请一个同学靠近将钢球拉至同学鼻子处释放，摆回时，观察钢球能否碰到该同学的鼻子。讨论交流1：（1）小球摆动过程中，哪些能量发生了变化（2）小球摆动过程中总能回到原来的高度，说明了什么？演示实验1：将小钢球换成塑料球再做，观察现象，分析原因。【学生活动２】：探究机械能守恒的条件。1、从最简单的自由落体运动开始探究:AB问题１：设物体下落过程中经过高度为h1的A点时速度为V１，经过高度为h2的B点时速度为V２。用学过的知识，分析物体下落过程中在A，B两位置机械能之间的数量关系。（地面作为零势能面）AB推导过程：A位置的机械能：………(1)B位置的机械能：………(2)从A到B过程中由动能定理得：………(3)重力做功与重力势能的关系得：………(4)由（3）（4）两式得：………(5)移项后，有：………(6)即：探究结论：演示实验2：若物体受其它力运动时，机械能守恒？结论：受其它力时，但只有做功时，保持不变升华结论：在只有或做功的物体系统内，和相互转化，而保持不变。这叫做：。表达式：。 还可根据系统动能增量和势能增量间的关系表述为：。交流讨论完成课本77页：“思考与讨论”。巩固练习1：分析下列情况下机械能是否守恒？说明判断理由。（1）跳伞运动员从空中匀速下落的过程；（２）物体做平抛运动；巩固练习2：交流合作完成课本77页例题。并总结用机械能守恒定律解题的一般步骤。解题过程：解题步骤：拓展练习：若小球摆到最低点时细线断裂，小球水平飞出时离地面高度为H，则：小球落地时的速度多大？课堂小结：课后巩固练习题：1、如图5．8—3所示，桌面高为A，质量为m的小球从离桌面高为H处自由落下，不计空气阻力，假设桌面处的重力势能为零，则小球落到地面前瞬间的机械能为：()A.mghB.mgHC.mg(H+h)D.mg(H—h)2、下列实例（均不计空气阻力）中的运动物体，机械能守恒的应是（）A．被起重机吊起的货物正在匀速上升B．物体做自由落体运动C．物体沿粗糙斜面匀速下滑D．物体做平抛运动3.关于物体的机械能是否守恒的叙述，下列说法中正确的是（）A．做匀速直线运动的物体，机械能一定守恒B．做匀变速直线运动的物体，机械能一定守恒C．外力对物体所做的功等于0时，机械能一定守恒D．物体若只有重力做功，机械能一定守恒4、从离地高为H的阳台上以速度v竖直向上抛出质量为ｍ的物体，它上升h后又返回下落，最后落在地面上，则下列说法中正确的是（不计空气阻力，以地面为参考面）（）A．物体在最高点时机械能为mg（H＋h）B．物体落地时的机械能为mg（H＋h）＋mv2C．物体落地时的机械能为mgH＋mv2D．物体在落回过程中，经过阳台时的机械能为mgH＋mv25.质量均为ｍ的甲、乙、丙三个小球，在离地面高为h处以相同的动能在竖直平面内分别做平抛、竖直下抛、沿光滑斜面下滑，则（）A．三者到达地面时的速率相同B．三者到达地面时的动能相同C．三者到达地面时的机械能相同D．以上说法都不正确6、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7.以10m/s的初速度从10m高的塔上水平抛出一颗石子，不计空气阻力,求石子落地时速度的大小．课后反思：通过本节课的学习，我的收获：本节课上，我难以理解的疑难问题：老师寄语：努力从心开始！学好物理并不难，只要你从心里喜欢它。从今天开始，试着爱上物理吧！祝同学们学习进步！通过前几节内容的学习，学生知道了重力做功会引起重力势能的变化，弹簧的弹力做功将使弹性势能发生变化，合外力的功将引起物体动能的变化。使学生看到曾在初中阶段学过的一些定性的东西逐渐找到了定量方面的联系，对功能关系的认识加深了，也萌发了继续探究的兴趣。那么，在动能，重力势能和弹性势能都参与转化的过程中，情况又将如何呢？这是学生急待解决的问题，机械能守恒定律的建立已经到了“水到渠成”的时候了。从知识发展的线索来看，本节内容，既是对前面几节内容的总结，也是对能量守恒定律的铺垫。通过本节内容的学习，学生对功是能量变化的量度会有更加深刻地理解，也为从不同角度处理力学问题提供了良好的途径。本节内容是本章的重点内容。通过学习，学生不难掌握机械能守恒的表达式和运用机械能守恒定律求解比较简单的问题，但对具体问题中机械能守恒条件是否满足的判断还有一定困难，因此，对机械能守恒定律条件的理解是本节内容的难点。首先对动能、势能和机械能等概念进行简单的复习，承上启下，为本节课做了必要的知识准备。紧接着演示钟摆的摆动，一方面提供了动能、势能相互转化的情景，另一方面提出了机械能总和如何变化这个紧扣本课主题的问题。对这个问题的讨论，先是从直线运动出发，应用动能定理进行详细、深入的推导，接着扩展到曲线运动，从实验上进行了验证，从而较为严密又完整地得出了机械能守恒定律。对机械能守恒定律的条件的认识，则从物体只受一个重力到除了重力以外还受多个力的情况，展开一层又一层的分析，还从实验上作了反证。如：为了说明有了空气阻力后机械能不再守恒，就用泡沫塑料球做成一个摆进行演示，效果明显。教学过程中为了突出“机械能守恒及其条件”这一重点，应用新授—应用—小结的程序。从后面让学生对几道判断机械能是否守恒的基本性题目中可以看出，这节课的教学效果是比较好的。机械能守恒定律一节的内容与本章的各节内容有紧密的逻辑关系，是全章知识链中重要的一环，机械能守恒定律的探究建立在前面所学知识的基础上，而机械能守恒定律又是普遍的能量守恒定律的一种特殊情况，守恒定律在物理学理论和应用方面十分重要，不同运动形式的转化和守恒的思想能指引我们揭露自然规律、取得丰硕成果．物质运动的转化是普遍的，守恒反映了运动转化间的关系，没有转化就不会有守恒．教学过程回顾已学知识，通过几个具体实例，先明确动能和势能的相互转化的关系，引出对机械能守恒定律及守恒条件的理论探究，联系重力势能和重力做功及弹性势能与弹力做功的关系的学习，由定性分析到定量计算，逐步深入，最后得出结论，并通过应用使学生领会定律在解决实际问题时的优越性。学生在此前已经历了探究守恒量，重力势能的概念和弹性势能的表达式的学习，知道机械能的概念，了解力做功过程也是能量从一种形式转化为另一种形式的过程，这些知识是本节内容学习的基础。课后巩固练习题：1、如图5．8—3所示，桌面高为A，质量为m的小球从离桌面高为H处自由落下，不计空气阻力，假设桌面处的重力势能为零，则小球落到地面前瞬间的机械能为：()A.mghB.mgHC.mg(H+h)D.mg(H—h)2、下列实例（均不计空气阻力）中的运动物体，机械能守恒的应是（）A．被起重机吊起的货物正在匀速上升B．物体做自由落体运动C．物体沿粗糙斜面匀速下滑D．物体做平抛运动3.关于物体的机械能是否守恒的叙述，下列说法中正确的是（）A．做匀速直线运动的物体，机械能一定守恒B．做匀变速直线运动的物体，机械能一定守恒C．外力对物体所做的功等于0时，机械能一定守恒D．物体若只有重力做功，机械能一定守恒4、从离地高为H的阳台上以速度v竖直向上抛出质量为ｍ的物体，它上升h后又返回下落，最后落在地面上，则下列说法中正确的是（不计空气阻力，以地面为参考面）（）A．物体在最高点时机械能为mg（H＋h）B．物体落地时的机械能为mg（H＋h）＋mv2C．物体落地时的机械能为mgH＋mv2D．物体在落回过程中，经过阳台时的机械能为mgH＋mv25.质量均为ｍ的甲、乙、丙三个小球，在离地面高为h处以相同的动能在竖直平面内分别做平抛、竖直下抛、沿光滑斜面下滑，则（）A．三者到达地面时的速率相同B．三者到达地面时的动能相同C．三者到达地面时的机械能相同D．以上说法都不正确6、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7.以10m/s的初速度从10m高的塔上水平抛出一颗石子，不计空气阻力,求石子落地时速度的大小．能够很好地引导学生举例说明动能与重力势能之间的转化和动能与弹性势能之间的转化，并分析在能的转化过程中什么力做功，什么力不做功。利用单摆做的鼻尖实验观察学生的生理反应的演示试验设计很成功，学生很快就能进入这节课的主题。  能较好地引导学生在只有重力做功以及只有重力做功的情况下，利用动能定理推导出机械能守恒定律的数学表达式，并初步理解机械能守恒的物理意义及定律成立的条件。在讲解只有弹簧弹力做功的系统内机械能守恒的数学表达式时，学生的理解相比较在只有重力做功的系统内机械能守恒的数学表达式困难。  在进行课堂练习时，学生回答问题积极，教学反馈及时，但学生齐答的时间较多，个别发言较少。本节教学内容的重点是通过机械能守恒定律的推导知道机械能守恒定律的含义