高中物理人教版第七章機(jī)械能守恒定律機(jī)械能守恒定律 機(jī)械能守恒定律 省賽獲獎

“機(jī)械能守恒定律”教學(xué)設(shè)計山東省安丘市第一中學(xué)物理組：劉全文【教學(xué)目標(biāo)】一、知識與技能1．知道什么是機(jī)械能，知道物體的動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化；2．會正確推導(dǎo)物體在光滑曲面上運動過程中的機(jī)械能守恒，理解機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容，知道它的含義和適用條件；3．在具體問題中，能判定機(jī)械能是否守恒，并能列出機(jī)械能守恒的方程式。二、過程與方法1．學(xué)會在具體的問題中判定物體的機(jī)械能是否守恒；2．初步學(xué)會從能量轉(zhuǎn)化和守恒的觀點來解釋物理現(xiàn)象，分析問題。三、情感、態(tài)度與價值觀通過能量守恒的教學(xué)，使學(xué)生樹立科學(xué)觀點，理解和運用自然規(guī)律，并用來解決實際問題?！窘虒W(xué)重點】1．掌握機(jī)械能守恒定律的推導(dǎo)、建立過程，理解機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容；2．在具體的問題中能判定機(jī)械能是否守恒，并能列出定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式?！窘虒W(xué)難點】1．從能的轉(zhuǎn)化和功能關(guān)系出發(fā)理解機(jī)械能守恒的條件；2．能正確判斷研究對象在所經(jīng)歷的過程中機(jī)械能是否守恒，能正確分析物體系統(tǒng)所具有的機(jī)械能，尤其是分析、判斷物體所具有的重力勢能?！窘虒W(xué)方法】演繹推導(dǎo)法、分析歸納法、交流討論法?！窘虒W(xué)過程】課前延伸【教材助讀】一、動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化1、機(jī)械能定義：_______能、______勢能、______勢能的統(tǒng)稱。2、機(jī)械能是______量、______量。3、機(jī)械能的不同形式之間可以相互__________。二、機(jī)械能守恒定律：1、定律內(nèi)容：2、表達(dá)式為：（1）________+________＝________+________表示物體在初始狀態(tài)的機(jī)械能和在末狀態(tài)的機(jī)械能相等.（2）______＝______表示物體動能的增加等于勢能的減少或者物體勢能的增加等于動能的減少.3、機(jī)械能守恒的條件①只有________力對物體________。說明：只有重力做功與物體只受重力不同。所謂只有重力做功，包括兩種情況：a．物體只受重力，不受其他的力；b．物體除重力外還受其他的力，但其他力不做功。②只有________力做功條件下，彈簧和物體組成的系統(tǒng)的機(jī)械能守恒綜上所述，機(jī)械能守恒的條件是：。4、附加說明：若除了重力和彈簧彈力以外的其它力對物體①做正功，物體的機(jī)械能________；②做負(fù)功，物體的機(jī)械能________。【預(yù)習(xí)自測】1、在下列情況中，物體的機(jī)械能守恒的是(不計空氣阻力)()A．推出的鉛球在空中運動的過程中B．沿著光滑斜面勻加速下滑的物體C．被起重機(jī)勻速吊起的物體D．細(xì)繩的一端系一小球，繩的另一端固定，使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動2、下列關(guān)于物體機(jī)械能守恒的說法中，正確的是()A．運動的物體，若受合外力為零，則其機(jī)械能一定守恒B．運動的物體，若受合外力不為零，則其機(jī)械能一定不守恒C．合外力對物體不做功，物體的機(jī)械能一定守恒D．運動的物體，若受合外力不為零，其機(jī)械能有可能守恒3、當(dāng)物體克服重力做功時，物體的()A．重力勢能一定減少，機(jī)械能可能不變B．重力勢能一定增加，機(jī)械能一定增加C．重力勢能一定增加，動能可能不變D．重力勢能一定減少，動能可能減少4、如圖所示，某人以拉力F將物體沿斜面拉下，拉力大小等于摩擦力，則下列說法中正確的是()A．物體做勻速運動B．合外力對物體做功等于零C．物體的機(jī)械能保持不變D．物體機(jī)械能減小課內(nèi)探究一、引入新課（課件展示）教師活動：我們已學(xué)習(xí)了重力勢能、彈性勢能、動能。這些不同形式的能是可以相互轉(zhuǎn)化的，那么在相互轉(zhuǎn)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、進(jìn)行新課1．動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化課件展示一：物體的自由落體運動問題：物體在下落過程中有哪些能量進(jìn)行了轉(zhuǎn)化學(xué)生討論實驗演示：小球在半圓形光滑軌道上運動讓小球從光滑半圓形軌道的A點由靜止釋放，小球在擺動過程中，重力勢能和動能相互轉(zhuǎn)化。我們看到，小球可以擺到跟點等高的點，如圖。問題：這個小實驗中，小球的受力情況如何？各個力的做功情況如何？這個小實驗說明了什么？學(xué)生：觀察演示實驗，思考問題，選出代表發(fā)表見解。小球在擺動過程中受重力和軌道的支持力作用。支持力和速度方向總垂直，對小球不做功；只有重力對小球能做功。實驗結(jié)論：小球在擺動過程中重力勢能和動能在不斷轉(zhuǎn)化。在擺動過程中，小球總能回到原來的高度。可見，重力勢能和動能的總和，即機(jī)械能應(yīng)該保持不變。教師：通過上述分析，我們得到動能和勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化，那么在動能和勢能的轉(zhuǎn)化過程中，動能和勢能的和是否真的保持不變？下面我們就來定量討論這個問題。2．機(jī)械能守恒定律課件展示：物體沿光滑曲面滑下，只有重力對物體做功。用我們學(xué)過的動能定理以及重力的功和重力勢能的關(guān)系，推導(dǎo)出物體在處的機(jī)械能和處的機(jī)械能相等。教師：為學(xué)生創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生運用所學(xué)知識獨立推導(dǎo)出機(jī)械能守恒定律。讓學(xué)生親歷知識的獲得過程。學(xué)生：獨立推導(dǎo)。教師：巡視指導(dǎo)，及時解決學(xué)生可能遇到的困難。推導(dǎo)的結(jié)果為：，即?？梢姡涸谥挥兄亓ψ龉Φ奈矬w系統(tǒng)內(nèi)，動能和重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機(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)，動能和彈性勢能可以相互轉(zhuǎn)化，總的機(jī)械能也保持不變。結(jié)論：在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能和彈性勢能可以相互轉(zhuǎn)化，總的機(jī)械能也保持不變。這就是機(jī)械能守恒定律。3．典型例題分析探究一、機(jī)械能守恒判斷例1、關(guān)于機(jī)械能是否守恒的敘述，正確的是()A.做勻速直線運動的物體機(jī)械能一定守恒B.做變速運動的物體機(jī)械能不可能守恒C.外力對物體做功為零時，機(jī)械能一定守恒D.若只有重力對物體做功，物體的機(jī)械能一定守恒探究二、機(jī)械能守恒的應(yīng)用例2、把一個小球用細(xì)線懸掛起來，就成為一個擺，如圖，擺長為，最大擺角為，小球運動到最低位置時的速度是多大？探究三、除了重力以外的其他力做功與機(jī)械能變化的關(guān)系例3、如圖所示，一個小孩從粗糙的滑梯上加速滑下，對于其機(jī)械能的變化情況，下列判斷正確的是（）A.重力勢能減小，動能不變，機(jī)械能減小B.重力勢能減小，動能增加，機(jī)械能減小C.重力勢能減小，動能增加，機(jī)械能增加D.重力勢能減小，動能增加，機(jī)械能不變教學(xué)反思機(jī)械能守恒定律是能量守恒定律的一個特例，要使學(xué)生對定律的得出、含義、適用條件有一個明確的認(rèn)識，這是能夠用該定律解決力學(xué)問題的基礎(chǔ)。本節(jié)知識點包括：機(jī)械能守恒定律的推導(dǎo)；機(jī)械能守恒定律的含義和適用條件。機(jī)械能守恒定律是本章教學(xué)的重點內(nèi)容，本節(jié)教學(xué)的重點是使學(xué)生掌握物體系統(tǒng)機(jī)械能守恒的條件；能夠正確分析物體系統(tǒng)所具有的機(jī)械能；分析物體系統(tǒng)所具有的機(jī)械能，尤其是分析、判斷物體所具有的重力勢能，是本節(jié)學(xué)習(xí)的難點之一。在教學(xué)中應(yīng)讓學(xué)生認(rèn)識到，物體重力勢能大小與所選取的參考平面（零勢面）有關(guān)；而重力勢能的變化量是與所選取的參考平面無關(guān)的。在討論物體系統(tǒng)的機(jī)械能時，應(yīng)先確定參考平面?！稒C(jī)械能守恒定律》教學(xué)流程圖