《第04节机械能守恒定律》教学设计(广西县级优课)-物理教案

《机械能守恒定律》教学设计南宁十五中王辛教材分析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既建立在前面所学知识的基础上，又是普遍的能量守恒定律的一种特殊情况，教材联系第一节中追寻守恒量．通过多个具体实例，先猜测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机械能守恒定律在解决实际问题时的优越性。教学目标知识与技能1、知道什么是机械能，理解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和适用条件；3、会判定具体问题中机械能是否守恒，能运用机械能守恒定律分析实际问题。过程与方法1、学习从物理现象分析、推导机械能守恒定律及适用条件的研究方法；2、初步掌握运用能量转化和守恒来解释物理现象及分析问题的方法。情感、态度与价值观体会科学探究中的守恒思想，养成探究自然规律的科学态度，领悟机械能守恒规律解决问题的优点，形成科学的价值观。教学重点1、机械能守恒定律的推导与建立，以及机械能守恒定律含义的理解；2、机械能守恒定律的条件和机械能守恒定律的实际应用。教学难点1、机械能守恒的条件及对机械能守恒定律的理解。2、正确分析物体系统内所具有的机械能，判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒。教学器材：多媒体教学过程引入我们已学习了重力势能、弹性势能、动能。我们把这三种形式的能量统称为机械能。（1）定义：物体的动能和势能之和称为物体的机械能。机械能包括动能、重力势能、弹性势能。（2）表达式：Ｅ＝ＥＫ＋ＥＰ练一练：质量为2Kg的小球在距离地面10m高处瞬时速度是10m/s，求出此刻小球的机械能?(g=10m/s2)（以地面为参考面为参考面）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动能弹性势能拉弓射箭：动能弹性势能拉弓射箭：过山车（视频）：动能重力势能过山车（视频）：动能重力势能蹦床（视频）：重力势能弹性势能动能蹦床（视频）：重力势能弹性势能动能分析上述各个过程中能量转换及重力、弹力做功的情况。总结：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。机械能守恒定律质量为m的物体自由下落过程中，经过高度h1的A点时速度为v1，下落至高度h2的B点处速度为v2，不计空气阻力，取地面为参考平面，试写出物体在A点时的机械能和B点时的机械能，并找到这两个机械能之间的数量关系。A点B点根据动能定理，有重力做功在数值上等于物体重力势能的减少量。由以上两式可以得到即即可见：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。（1）内容：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，而总的机械能保持不变。这就是机械能守恒定律。（2）表达式：或（3）机械能守恒条件的理解1.从能量转化的角度看，只有系统内动能和势能相互转化，无其它形式能量之间（如内能）转化；2.从系统做功的角度看，只有重力或弹力做功。（4）只有重力或弹力做功与只受重力或弹力作用的含义不同。1.只受重力或弹力；2.除重力或弹力外，还受其它力，但其它力不做功或其它力所做功代数和为零（如摆球的摆动）。例1：下列几种情况中，机械能一定守恒的是：（BC）A.做匀速（F合=0）直线运动的物体B.水平抛出的物体（不计空气阻力）C.固定光滑曲面上运动的物体D.物体以0.8g的加速度竖直向上做匀减速运动例2：在离地面高h的地方，以v0的速度水平抛出一石块，若空气阻力不计，求石块刚落至地面时速度的大小？（5）应用机械能守恒定律解题的一般步骤：（1）确定研究对象(物体或系统)及研究的过程（2）对研究对象进行受力分析，弄清各力在研究过程中的做功情况，判断是否符合机械能守恒的条件。（3）选取参考平面，确定研究对象在过程中的初始状态和末状态的机械能(包括动能和势能)。AlAlCO例3:把一个小球用细绳悬挂起来，就成为一个摆，摆长为l，最大偏角为θ。小球运动到最低位置时的速度是多大？练习：1.如图，一子弹以水平速度射入木块并留在其中，再与木块一起共同摆到最大高度的过程中，下列说法正确的是（D）A、子弹的机械能守恒。B、木块的机械能守恒。C、子弹和木块的总机械能守恒。D、以上说法都不对2、以10m/s的速度将质量为m的物体竖直上抛出，则：⑴物体上升的最大高度是多少？

⑵上升时在何处重力势能和动能相等？（阻力忽略）(四)课堂小结这节课我们主要通过实验探究和理论探究，总结出机械能守恒定律的条件，得出了机械能守恒定律的内容，其后，我们应用机械能守恒定律解决了一些实际问题，得出了用机械能守恒定律解题的一般步骤。（五）板书设计一、机械能：物体的动能和势能之和称为物体的机械能。二、物体的动能和势能可以相互转化。三、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，动能和弹性势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。2.表达式：或或（动能的增加等于势能的减少）3、守恒条件：a、只有重力或系统内弹簧弹力做功，其它力不做功（或其它力合力所做功为零）b、只发生动能和势能间的相互转化。教学反思：从学生的学习情况来看，这部分内容的处理基本达到了教学设计的要求，学生能够判断一些简单情景中机械