廣東東莞虎門中學高中物理 4.4《機械能守恒定律》教案 粵教版必修2.docVIP

4.4 機械能守恒定律1知識與技能（1）了解動能與重力勢能之間的相互轉化，初步領會機械能守恒定律的內容。（2）會正確推導自由落體過程中的機械能守恒定律。（3）正確理解機械能守恒定律的含義及適用條件，并能判斷物體機械能守恒的條件，會合理選擇零勢面。（4）分析實際生活中的事例，進一步理解機械能守恒定律的含義及適用條件。（5）掌握應用機械能守恒定律的解題步驟，知道機械能守恒定律處理問題的優(yōu)點，提高運用所學知識綜合分析、解決問題的能力。2過程與方法 (1) 通過討論與交流，使學生知道物體的動能和勢能之間是如何實現相互轉化的. (2) 通過理論推導，掌握機械能守恒定律的推導方法與過程。 (3) 通過討論與交流，知道機械能守恒的條件只有重力和彈力做功加深對機械能守恒條件的理解。 (4) 通過例題的講解，掌握應用機械能守恒定律解題的一般步驟，知道利用機械能守恒定律解題的優(yōu)點。3情感、態(tài)度與價值觀 (1) 通過討論與交流，培養(yǎng)學生勤于思考的習慣、積極合作的態(tài)度、敢于提出問題的膽識、準確的表述能力。 (2) 通過理論推導機械能守恒定律，培養(yǎng)學生靈活應用所學知識的能力，提高學生的推理論證能力。 (3) 通過對例題的分析，培養(yǎng)學生靈活處理實際問題的能力，如將實際問題抽象化，抓住主要因素而忽略次要因素等能力。4.重點難點：1推導機械能守恒定律。2正確理解機械能守恒定律的含義及適用條件。3. 會用機械能守恒定律解決力學問題。 三、教學過程：（一）引入新課：1.復習動能定律的內容和適合條件。2.在初中我們已經學過，重力勢能和動能之間可以發(fā)生相互轉化，如物體自由下落或豎直上拋時，前者下落過程中高度不斷減小，重力勢能減小，速度增加，動能增大，是一個重力勢能向動能轉化的過程；后者在上升過程中高度不斷增大，重力勢能增加，速度減小，動能減小，是一個動能向重力勢能轉化的過程。既然重力勢能和動能之間可以相互轉化，那么“轉化”過程中的動能和勢能之和即機械能變不變呢？這就是我們這堂課要研究的機械能守恒定律的知識。板書課題：機械能守恒定律（二）進行新課：1機械能：物體的動能和勢能之和稱為物體的機械能。用e表示，即e=ek+ep。2重力勢能與動能之間的相互轉化。觀察圖，分析出哪個過程是動能向重力勢能轉化，哪個過程是重力勢能向動能轉化。自由落體運動是重力勢能向動能的轉化過程，我們應用學過的動能定理和重力做功與重力勢能的關系等知識，可推導證明在這個過程中機械能守恒。3證明機械能守恒定律如圖4所示，設一個質量為m的物體自由下落，經過高為h1 的b點（初位置）時速度為v1。下落到高度為h2的c點（末位置）時速度為v2，在自由落體運動中，物體只受重力g=mg的作用，重力做正功，設重力所做的功為wg，則由動能定理可得： (1)（1）式表示，重力所做的功等于動能的增加。另一方面，由重力做功與重力勢能的關系知道：wg=mgh1-mgh2 (2)（2）式表示，重力所做的功等于重力勢能的減少。由（1）式和（2）式可得： （3）由（3）式可知，在自由落體運動中，重力做了多少功，就有多少重力勢能轉化為等量的動能。通過對（3）式移項后可得：或寫成ek2+ep2= ek1+ep1 （4）（4）式表明，在自由落體運動中，動能和重力勢能之和即總機械能保持不變。同樣，我們還可以分析物體做豎直上拋運動及平拋運動幾種情況下的受力情況、做功情況及能量轉化情況，歸納總結出：在只有重力做功的情況下，不論物體做直線運動還是曲線運動（如豎直上拋運動、平拋等），物體的機械能總量保持不變。4機械能守恒定律 （1）內容：在只有重力做功的情況下，物體的動能和重力勢能發(fā)生相互轉化，但機械能的總量保持不變 板書（2）適用條件：1.只有重力做功。 以上學習了機械能守恒定律的基本內容，下面進一步理解機械能守恒定律及其適用條件 5 進一步認識機械能守恒定律 下面我們對機械能守恒的適用條件進行擴展我們可想像到，在光滑的水平面上，放開一根被壓縮的彈簧，它可以把跟它接觸的小球彈出去，這時彈簧的彈力做功，彈簧的彈性勢能轉化為小球的動能以后可以證明：在彈性勢能和動能的相互轉化中，如果只有彈力做功，動能和彈性勢能之和保持不變，即機械能守恒，所以機械能守恒的適用條件還有：板書2在只有彈力做功的情形下，物體系（彈簧和物體）的機械能也守恒。通過以上學習，我們可以歸納出機械能守恒定律的適用條件：只有重力或彈力做功，沒有任何外力做功。做課本練習2（學生對機械能守恒定律的適用條件應該有明確的認識，并且會根據適用條件判斷具體過程中機械能是否守恒，這是應用機械能守恒定律解決問題的前提。）歸納：在判定物體機械能是否守恒時，常從兩方面來考慮：對于物體來說，要看除重力外，還有沒有其它外力做功。如果沒有，機械能守恒.6應用機械能守恒定律的基本思路：應用機械能守恒定律時，相互作用的物體間的力可以是變力，也可以是恒力，只要符合守恒條件，機械能就守恒。而且機械能守恒，只涉及物體系的初、末狀態(tài)的物理量，而不須分析中間過程的復雜變化，使處理問題得到簡化。應用的基本思路如下；1 選取研究對象-物體系或物體。2 根據研究對象所經歷的物理過程，進行受力，做功分析，判斷機械能是否守恒。圖33 恰當地選取參考平面，確定研究對象在過程的初、末態(tài)時的機械能。4 根據機械能守恒定律列方程，進行求解。【例題1】課本例題【例題2】一物體從光滑斜面頂端由靜止開始滑下，如圖3所示，斜面高1m，長2m 。不計空氣阻力，物體滑到斜面底端的速度是多大？解析：斜面是光滑的，不計摩擦，又不計空氣阻力，物體所受的力有重力和斜面的支持力。支持力與物體的運動方向垂直，不做功。物體在下滑過程中只有重力做功，所以可用機械能守恒定律求解。設物體質量為m，地面為零勢點。物體在開始下滑時，ep1=mgh,ek1=0;設物體到達斜面底端時的速度為v，則有ep2=0，ek2=。根據機械能守恒定律有：ek2+ep2=ek1+ep2，即課堂小結：1機械能守恒定律：在只有重力或彈力做功的情況下，物體的動能和重力勢能或彈性勢能發(fā)生相互轉化，但機械能的總量保持不變2應用機械能守恒定律的基本思路：選取研究對象-物體系或物體。根據研究對象所經歷的物理過程，進行受力，做功分析，判斷機械能是否守恒。恰當地選取參考平面，確定研究對象在過程的初、末態(tài)時的機械能。根據機械能守恒定律列方程，進行求解。（三）作業(yè)：1 做課本中本節(jié)課后練習第（4）、（5）題。說明：1機械能守恒定律是本意的重點，學生對定律的得出、含義、適用條件應該有明確的認識。這是能夠用這個定律解決力學問題的基礎。教學中首先要著重這些內容，而不要一開始就著重解題。2課本是就自由落體的情形推導機械能守恒定律的，教師可以補充就豎直上拋運動的上升階段進行推導。課后可建議學生就自由落體運動的情形獨立推導這個定律，以加深對這個定律的認識，提高推導論證的能力。3學生對機械能守恒定律的適用條件應該有明