机械能守恒定律教学设计 2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

课时教学设计课题第八章第四节机械能守恒定律授课时间：2024年6月27日课型：新课（观察探究课）课时：一课时教教学目标物理观念：建立能量的观念，会用能量观念分析具体事例中动能与势能(包括弹性势能)之同的相互转化问题，体会守恒思想。科学思维：明确机械能守恒的条件，会推导机械能守恒定律。科学探究：能准确判断机械能是否守恒，能应用机械能守恒定律解决有关问题，体会运用机械能守但定律解决问题的便利性科学态度与责任：通过对动能和动能定理的演绎推理，使学生从中领略到物理等自然科学中所蕴含的严谨的逻辑关系，有较强的学习和研究物理的兴趣。重点难点重点：1.会判断系统机械能是否守恒（重点）难点：2.能运用机械能守恒定律解决有关问题（重点难点）教学准备动能演示器演示器教学PPT课件教学思路学生已经在初中学习过有关机械能的概念，在此基础学习机械能守恒定律学生比较容易理解，但守恒思想的概念，规律，抽象性强，学生真正掌握和灵活运用还是有一定的困难。所以通过实验和总结法来讲解本节课。教学过程活动设计课前引导提问3.研究机械能变化的规律观察各种能量变化演示器4.课堂练习环节一：课前引导提问教师活动：提问什么叫动能？动能的变化条件是什么？能量和功之间有什么关系？什么叫机械能？动能和势能的公式能量的单位是什么？学生活动：让学生回答物体受到重力的原因而得到的能量物体的质量和高度的变化做功是能量变化的过程物体运动而得到的能量Ek=0.5mV2Eh=mghJKJ环节二：让学生观察圆周运动环节三：讨论圆周运动的规律一、情境引入伽利略曾研究过小球在斜面上的运动。他发现：无论斜面B比斜面A陡些或缓些，小球的速度最后总会在斜面上的某点变为0，这点距斜面底端的竖直高度与它出发时的高度基本相同。在小球的运动过程中，有哪些物理量是变化的？哪些是不变的？你能找出不变的量吗？二、新课教学讨论与计算：若A、B斜面光滑，通过计算证明h和h’是否相等？实验表明：斜面上的小球在运动过程中好像“记得”自己起始的高度（或与高度相关的某个量）。后来的物理学家把这一事实说成是“某个量是守恒的”,并且把这个量叫做能量或能。一、动能和势能的相互转化思考与讨论：(1)在以下体育比赛中，哪些能量之间发生了转化?(2)由A到B过程中，能量如何转化?机械能的定义及分类：动能势能物体由于运动而具有的能叫做动能：Ek=mv2/2相互作用的物体凭借其位置而具有的能叫做势能重力势能：EP＝mgh弹性势能：Ep=kx2/2物体的动能和势能之和称为物体的机械能，用E表示。E=Ek+EP注意:势能具有相对性，所以机械能也具有相对性，求机械能时应先规定零势能面.思考与讨论：一个小球在真空中做自由落体运动，另一个同样的小球在黏性较大的液体中由静止开始下落。它们都由高度为h1的地方下落到高度为h2的地方。在这两种情况下，重力做的功相等吗？重力势能的变化相等吗？动能的变化相等吗？重力势能各转化成什么形式的能？

三、机械能守恒定律思考与讨论：(1)机械能的转化是通过做功来实现，试分析以下过程中什么力做了功？(2)动能与势能的相互转化是否存在某种定量的关系呢？情况一：一个物体沿着光滑的曲面滑下，在A点时动能为Ek1，重力势能为Ep1；在B点时动能为Ek2，重力势能为Ep2。试判断物体在A点的机械能E1和在B点的机械能E2的关系。结论：只有重力做功时，只发生动能和重力势能的相互转化，总的机械能守恒。思考与讨论：在图中，如果物体从位置B沿光滑曲面上升到位置A，重力做负功，这种情况下上述的关系是否成立？情况二：如图，光滑小球套在水平杆上运动，C为原长处，从A到B过程中分析能量的变化，判定弹簧和小球系统机械能是否守恒。结论：只有系统内弹力做功时，只发生动能和弹性势能的相互转化，总的机械能守恒。机械能守恒定律：1.内容：在只有重力和弹力做功的物体系统内，动能和势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。2.条件：（1）系统内只有重力（或弹力）做功；（2）只发生动能和势能间的相互转化。3.表达式：①EP2+EK2=EP1+EK1（E2=E1）②△EK增＝△EP减或△EK减＝△EP增4.守恒的判断方法(1)做功分析法(常用于单个物体)(2)能量分析法(常用于多个物体组成的系统)环节四：课堂做练习教室活动：【1】商场里，母女正乘自动扶梯上楼，如图所示，自动扶梯把她们从楼下匀速送到楼上的过程中，她们的（）

A．动能增大，势能增大，机械能增大B．动能减小，势能增大，机械能不变C．动能不变，势能增大，机械能增大 D．动能不变，势能减小，机械能减小【2】（多选）羽毛球运动是一项深受大众喜爱的体育运动。某同学为研究羽毛球飞行规律，找到了如图所示的羽毛球飞行轨迹图，图中A、B为同一轨迹上等高的两点，P为该轨迹的最高点，空气阻力与运动方向相反，则该羽毛球（）A．在A、B两点的速度大小相等B．在A点的机械能大于B点的机械能C．AP段的飞行时间大于PB段的飞行时间D．AP段的飞行时间小于PB段的飞行时间【3】2021年5月15日，我国自主研发的天问一号成功着陆火星表面。如图，当它接近火星表面时，可打开反冲发动机减速下降。探测器减速下降过程中，它在火星表面的重力势能、动能和机械能的变化情况是（）

A．动能增加、重力势能减小B．动能减小、重力势能增加C．动能减小、机械能减小D．重力势能增加、机械能增加【4】（多选）图示是奥运会比赛项目撑竿跳高，运动员在竿的作用下加速上升的过程中，下列说法正确的是（不计空气阻力）（）A．竿对运动员可能不做功 B．竿对运动员做正功C．运动员的机械能一直增大 D．运动员的机械能先增大后减小作业设计在作业本上记知识点和练习第题板书设计第四节机械能守恒定律一、机械能1.定义：重力势能、弹性势能和动能都是机械运动中的能量形式，统称为机械能。2.机械能的改变：通过重力或弹力做功，机械能从