人教新課標(biāo)高中物理必修二教案4.機(jī)械能守恒定律第1課時(shí)

1、4機(jī)械能守恒定律教學(xué)目標(biāo)知道動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，知道機(jī)械能的概念。理解機(jī)械能守恒的條件，掌握機(jī)械能守恒定律。能用機(jī)械能守恒定律解決相關(guān)問題，能用機(jī)械能守恒定律解釋生活中的相關(guān)現(xiàn)象。嘗試從力與運(yùn)動(dòng)、功與能的不同視角來解釋生活中的相關(guān)現(xiàn)象。教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)機(jī)械能守恒定律的條件、機(jī)械能守恒定律教學(xué)難點(diǎn)機(jī)械能守恒定律的條件、機(jī)械能守恒定律教學(xué)準(zhǔn)備多媒體課件教學(xué)過程新課引入教師活動(dòng)：播放視頻【情境素材】機(jī)械能守恒定律。教師活動(dòng)：根據(jù)視頻內(nèi)容切入機(jī)械能守恒話題。講授新課一、追尋守恒量教師活動(dòng)：講解守恒的思想在物理學(xué)中的應(yīng)用。教師活動(dòng)：結(jié)合圖片，創(chuàng)設(shè)學(xué)生初中所學(xué)的測(cè)量不規(guī)則小石塊的體積的情況。學(xué)生設(shè)問

2、：請(qǐng)同學(xué)們思考守恒的思想在測(cè)量不規(guī)則小石塊的體積中的應(yīng)用。學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生之間討論老師所提問題，然后舉手回答。教師活動(dòng)：展示伽利略斜面實(shí)驗(yàn)的圖片，描述在忽略摩擦力的情況下重力勢(shì)能與動(dòng)能的轉(zhuǎn)換。教師活動(dòng)：根據(jù)剛才的描述引入機(jī)械能守恒話題。二、機(jī)械能守恒定律教師活動(dòng)：播放蹦極的視頻，描述能量的轉(zhuǎn)化。教師活動(dòng)：播放撐竿跳高的視頻，描述能量的變化。教師活動(dòng)：講解機(jī)械能的概念。運(yùn)動(dòng)的物體往往既有動(dòng)能又有勢(shì)能，物體的動(dòng)能與重力勢(shì)能（彈性勢(shì)能）之和稱為機(jī)械能。若用符號(hào)E表示機(jī)械能，則物體的機(jī)械能為E=Ep+Ek教師設(shè)問：動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化是否存在某種定量的關(guān)系？教師活動(dòng)：以動(dòng)能與重力勢(shì)能的轉(zhuǎn)換為例，推導(dǎo)機(jī)械

3、能守恒定律。設(shè)想物體沿光滑曲面下滑。物體在某一時(shí)刻處在高度為hi的位置A,這時(shí)它的速度是VI。經(jīng)過一段時(shí)間后，物體下落到高度為h2的另一位置B,這時(shí)它的速度是V2。支持力的方向與運(yùn)動(dòng)的方向垂直，故支持力不做功。從動(dòng)能定理知道，重力對(duì)物體做的功等于物體動(dòng)能的增加，即 TOC o 1-5 h z 212W=-mv2mv1 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 2另一方面，重力對(duì)物體做的功等于物體重力勢(shì)能的減少，即Wmgh1mgh2從以上兩式可得mghlmgh2 = 1mv21 2 mv12這就是說，重力做了多少功，就有多少重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。把上式移項(xiàng)后

4、得到1mv2+mgh,=1mv12+mgEk2 Ep2Eki Ep1等式左邊為物體末狀態(tài)動(dòng)能與勢(shì)能之和，等式右邊為物體初狀態(tài)動(dòng)能與勢(shì)能之和?？梢?，在只有重力做功的系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能與重力勢(shì)能互相轉(zhuǎn)化時(shí)總的機(jī)械能保持不變。同樣可以證明，在只有彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能和彈性勢(shì)能可相互轉(zhuǎn)化，總的機(jī)械能保持不變。教師活動(dòng)：講解機(jī)械能守恒定律。在只有重力或彈力做功的情況下，物體系統(tǒng)的動(dòng)能與勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能的總量保持不變。這個(gè)結(jié)論稱為機(jī)械能守恒定律。教師活動(dòng)：強(qiáng)調(diào)機(jī)械能守恒的條件。教師活動(dòng)：講解機(jī)械能守恒定律與動(dòng)能定理的區(qū)別與聯(lián)系。丁、規(guī)律康、工機(jī)械能守恒定律動(dòng)能定理表送式Ei=E2,AEk=AEpAEa

5、=一AEbW=AEk使用范圍只有重力或彈力做功無條件限制研究對(duì)象物體與地球組成的系統(tǒng)質(zhì)點(diǎn)物理意義重力或彈力做功的過程是動(dòng)能與勢(shì)能合外力對(duì)物體做的功是動(dòng)能變化相互轉(zhuǎn)化的過程的量度應(yīng)用角度守恒條件及初末狀態(tài)機(jī)械能的形式和大小動(dòng)能的變化及合外力做功情況選用原則(1)無論直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng)，條件合適時(shí)，兩規(guī)律都可以應(yīng)用，都要考慮初、末狀態(tài)，都不需要考慮所經(jīng)歷過程的細(xì)節(jié)。(2)能用機(jī)械能守恒定律解決的問題一般都能用動(dòng)能定理解決；能用動(dòng)能定理解決的問題不一定都能用機(jī)械能守恒定律解決。(3)動(dòng)能定理比機(jī)械能守恒定律應(yīng)用更廣泛、更晉遍。思想方法機(jī)械能守恒定律和動(dòng)能定理都是從做功和能量轉(zhuǎn)化的角度，來研究物體在

6、力的作用下狀態(tài)的變化，中間過程都有力做功，列式時(shí)都要找兩個(gè)狀態(tài)，所列方程都用標(biāo)量的形式表達(dá)。典題剖析例1如圖所示，下列關(guān)于機(jī)械能是否守恒的判斷正確的是()A.甲圖中，物體A將彈簧壓縮的過程中，物體A的機(jī)械能守恒B.乙圖中，物體B在大小等于摩擦力的拉力作用下沿斜面下滑時(shí)，機(jī)械能守恒C.丙圖中，不計(jì)任何阻力時(shí)A加速下落、B加速上升的過程中，A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒D.丁圖中，小球由水平位置A處?kù)o止釋放，運(yùn)動(dòng)到B處的過程中，機(jī)械能守恒答案：BCD解析：題圖甲中重力和彈力做功，物體A和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，但A機(jī)械能不守恒，故A錯(cuò)誤；題圖乙中物體B除受重力外，還受支持力、拉力、摩擦力，但當(dāng)拉力與

7、摩擦力相等時(shí)，除重力之外的三個(gè)力做功的代數(shù)和為零，故B機(jī)械能守恒，故B正確；題圖丙中繩子的張力對(duì)A做負(fù)功，對(duì)B做正功，兩者代數(shù)和為零，又不計(jì)任何阻力，故A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，故C正確；題圖丁中只有小球的重力做功，故機(jī)械能守恒，故D正確。例2如圖所示，小球從高處下落到豎直放置的輕彈簧上，在彈簧壓縮到最短的整個(gè)過程中，下列關(guān)于能量的敘述正確的應(yīng)是()A.重力勢(shì)能和動(dòng)能之和總保持不變B.重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能之和總保持不變C.動(dòng)能和彈性勢(shì)能之和總保持不變D.重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能和動(dòng)能之和總保持不變答案：D解析：球下落過程中受到的重力做正功，彈力做負(fù)功，重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能及動(dòng)能都要發(fā)生變化，任意兩種能量之和都不會(huì)保持