《機械能守恒定律》教學設計

1、.第八節(jié) 機械能守恒定律教學設計一、學習目標:1.知道什么是機械能，知道物體的動能和勢能可以相互轉化；2.掌握機械能守恒定律的內容及得出過程；3.會根據(jù)機械能守恒的條件判斷機械能是否守恒，能運用機械能守恒定律解決有關問題。二、學習重點：1.掌握機械能守恒定律的內容及其條件。2.能在具體問題中判斷機械能是否守恒，并能運用機械能守恒定律解決問題。三、學習難點： 1.在具體問題中判斷機械能是否守恒及機械能守恒定律的運用。四、學習方法： 討論法、歸納法、講授法5、 學法指導：課下認真閱讀教材，完成學案中設置的任務，課上小組探究交流發(fā)表自己的觀點完成本節(jié)內容。六、教學過程設計：（一） 引入新課1、小實驗

2、：單擺碰鼻尖實驗2、思考提問（1）、前幾節(jié)我們學習了哪幾種形式的能？各怎么表示？ （2）、機械能的概念及表達式？ 這些不同形式的能是可以相互轉化的，那么在相互轉化的過程中，他們的總量是否發(fā)生變化？這節(jié)課我們就來探究這方面的問題。（二） 新課教學任務一、探究動能與勢能的相互轉化列舉生活中的實例（多媒體放課件），讓學生試著分析在不考慮阻力的情況下，下面幾種情況動能和勢能是怎么轉化的？猜想動能和勢能的總和有何特點？ 【學生活動】 學生看完每一副圖片后，相互討論，然后由學生發(fā)言，闡述各自的觀點【教師點評】 上面幾種情況都是動能和勢能相互轉化，如果在不考慮阻力的情況下，動能和勢能的總和保持不變。任務二：

3、演示實驗實驗一：如圖，用細線、小球、鐵架臺等做實驗。把一個小球用細線懸掛起來，把小球拉到一定高度的A點，然后放開，小球在擺動過程中，記住它向右能夠達到的最大高度C點。如果用尺子在某一點P擋住細線，看一看這種情況下小球所能達到的最大高度B點。PABAAAC甲乙BPOA 觀察實驗現(xiàn)象，回答下面問題：、第一次小球向右能夠達到的最大高度C點與A點的高度有何關系？如果用尺子在P點擋住細線，這種情況下小球所能達到的最大高度B點和A點的高度又有何關系？在運動過程中都有哪些力做功？、分析小球從A點到最低點O以及從最低點O到C點（或B點）的運動過程動能和重力勢能怎樣轉化？這個小實驗說明了什么？【學生活動】 觀察

4、演示實驗，思考問題，并選出學生說說自己見解。、第一次小球向右能夠達到的最大高度C點與A點的高度相同，如果用尺子在P點擋住細線，達到的最大高度B點與A點的高度相同，只有重力做功。、小球從A點到最低點O的運動過程中，重力勢能減少，動能增加；從最低點O到B點的運動過程中，動能減少，重力勢能增加。這個實驗說明重力勢能和動能的總和應該保持不變。【教師點評】 實驗證明，小球在擺動過程中重力勢能和動能在不斷轉化。在擺動過程中，小球總能回到原來的高度?？梢姡谥挥兄亓ψ龉Φ南到y(tǒng)內，重力勢能和動能的總和保持不變，即機械能保持不變。實驗二：如圖，水平方向的彈簧振子，振子靜止時在o點，把振子拉到A點放手后，用彈簧振

5、子演示動能和彈性勢能的相互轉化。觀察實驗現(xiàn)象，回答下面問題：、每次小球是否都能回到A點？都有哪些力做功？、小球從A點到0點以及從0點到A點的運動過程中，動能和彈性勢能是怎樣轉化的？這個小實驗說明了什么？NAA0GF【學生活動】 觀察演示實驗，思考并回答問題。、小球在往復運動過程中，每次小球都能回到A點，只有彈力做功。、小球從A點到0點的運動過程中，彈性勢能減少，動能增加；從0點到A點的運動過程中，彈性勢能增加，動能減少。這個實驗說明彈性勢能和動能的總和應該保持不變?！窘處燑c評】 小球在往復運動過程中彈性勢能和動能在不斷轉化。小球在往復運動過程中總能回到原來的位置A點，可見，只有彈力做功的系統(tǒng)內

6、，彈性勢能和動能的總和保持不變，即機械能保持不變。通過上述分析，我們得到動能和勢能之間可以相互轉化，那么在彈力和重力做功的系統(tǒng)內，動能和勢能的轉化過程中，動能和勢能的總和是否真的保持不變？下面我們就來定量討論這個問題。任務三、探究機械能守恒定律的表達式1.如圖，一個質量為m的小球做自由落體運動運動，經過某高度為h的A點時速度為v，到某高度為h2的B點時速度為v2，試分析在運動過程中小球受什么力？哪些力做功？并寫出小球在A點時的機械能EA和在B點時的機械能EB，由動能定理、重力做功與重力勢能變化的關系探究EA和EB的關系。（為學生創(chuàng)設問題情境，引導學生運用所學知識獨立推導出機械能守恒定律。讓學生

7、親歷知識的獲得過程）【學生活動】 學生根據(jù)教師的引導，在練習本上進行推導，推完后相互交流意見。教師巡視指導，及時解決學生可能遇到的困難。教師讓兩名學生在黑板上一步一步寫出推導 過程，其余學生根據(jù)自己的推導過程進行對比交流，發(fā)表自己的見解，改正并指出錯誤。 分析推理 A點機械能： B點機械能： 由動能定理得： 由重力做功與重力勢能變化的關系得： 由以上兩式可以得到 即 即 【教師總結】 在只有重力做功的物體系統(tǒng)內，物體的動能和重力勢能可以相互轉化，而總的機械能保持不變。同樣在只有彈力做功的物體系統(tǒng)內，動能和彈性勢能也可以相互轉化，總的機械能也保持不變。【思考與討論】 上面例子小球僅受重力，假如物

8、體除了受重力外，還受其它力,而其它力不做功，機械能是否守恒?例如：質量為m的物體從光滑斜面上滑下的過程中，小球的機械能是否守恒？ 【討論與交流】 小組討論，討論后選取代表發(fā)表各自的意見，進行交流。【教師點評】 根據(jù)學生的意見，教師幫助學生總結機械能守恒定律的條件是不論物體受幾個力，只要只有重力（或彈力）做功，物體的機械能就守恒。2、機械能守恒定律（1） 內容: 在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內，動能與勢能可以相互轉化，而總的機械能保持不變。 （2） 表達式: 即 （4）條件：只有重力（或彈力）做功的物體系統(tǒng)內【教師點評】 對機械能守恒定律條件的理解： （1）、只受重力或彈力； （2）、除受重力

9、或彈力外，還受其它力，但其它力不做功或其它力所做功代數(shù)和為零任務四：機械能守恒定律解題的一般步驟：（師生共同總結） （1）、選對象，定過程 （2）、分析力，判守恒 （3）、明兩態(tài)，列方程 課堂練習 1.說一說:（放多媒體課件）下列實例中哪些情況機械能是守恒的 ？v (1)跳傘員用降落傘在空中勻速下落 （答案：不守恒）(2)拋出的籃球在空中運動（不計阻力） （答案：守恒）(3)光滑水平面上運動的小球，把彈簧壓縮后又被彈回來。 （答案：守恒）(4)用繩拉著一個物體沿著光滑的斜面勻速上升。 （答案：不守恒）【學生活動】 選幾個學生起來回答上面的問題，并說明為什么？【教師點評】 判斷機械能是否守恒，關鍵看系統(tǒng)是否只有重力（或彈力）做功。2如圖所示，一根不可伸長的柔軟輕繩跨過光滑定滑輪，繩兩端各系一小球a和b. a球質量為m，靜置于地面；b球質量為3m，用手托住，高度為h，此時輕繩剛好拉緊松手后b球落地之前，a、b組成的系統(tǒng)機械能守恒嗎？你是如何判斷的？小球a和小球b的機械能分別如何變化？請你計算出b球落地前瞬時的速度?！緦W生活動】 選幾個學生起來回答上面的問題，并說明為什么？ 守恒、系統(tǒng)只有重力做功機械能守恒、a球增加b球減少、 v=gh 【教師點評】 在應用機械能守恒定律時首先要判斷守恒，只有守恒時才能應用機械能守恒定律，確定兩態(tài)機械能時要先選零勢能參考