高一物理 机械能守恒

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1、“机械能守恒”教学设计义乌中学物理组王树民【教材分析】机械能守恒定律一节的内容与本章的各节内容有紧密的逻辑关系，是全章知识链中重要的一环，机械能守恒定律的探究建立在前面所学知识的基础上，而机械能守恒定律又是普遍的能量守恒定律的一种特殊情况，教材通过“做一做”小实验展示了与探究守恒量的联系，通过多个具体实例，先猜测动能和势能的相互转化的关系，引出对机械能守恒定律及守恒条件的探究，联系重力势能和重力做功及弹性势能与弹力做功的关系的学习，由定性分析到定量计算，逐步深入，最后得出结论，并通过应用使学生领会定律

2、在解决实际问题时的优越性。在教学设计时，要根据教材内在的逻辑关系和学生认知的发展规律来设计教学活动的基本流程，力求达到最优化的组合。本设计力图通过生活实例和物理实验,展示相关情景，激发学生的求知欲，引出对机械能守恒定律的探究,体现从“生活走向物理”的理念,通过建立物理模型,由浅入深进行探究,让学生领会科学的研究方法,并通过规律应用巩固知识,体会物理规律对生活实践的作用。【教学目的】㈠知识与技能1、知道什么是机械能，理解物体的动能和势能可以相互转化；2、理解机械能守恒定律的内容和适用条件；3、会判定具体

3、问题中机械能是否守恒，能运用机械能守恒定律分析实际问题㈡过程与方法1、学习从物理现象分析、推导机械能守恒定律及适用条件的研究方法2、初步掌握运用能量转化和守恒来解释物理现象及分析问题的方法。㈢情感、态度与价值观体会科学探究中的守恒思想，养成探究自然规律的科学态度，领悟机械能守恒规律解决问题的优点，形成科学价值观。【教学重点】1、机械能守恒定律的推导与建立，以及机械能守恒定律含义的理解；2、机械能守恒定律的条件和机械能守恒定律的实际应用。【教学难点】1、机械能守恒的条件及对机械能守恒定律的理解。2、能正

4、确分析物体系统内所具有的机械能，判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒。【教学器材】钢球、细线、小球、钉子，铁架台、弹簧振子,气垫导轨等。【教学过程】一、导入新课1、提出课题—机械能守恒定律。（板书）2、力做功的过程也是能量从一种形式转化为另一种形式的过程，物体的动能和势能总和称为机械能，例举：通过重力或弹力做功，动能与势能相互转化。（展示图片和视频）瀑布（自由落体）：重力势能动能荡秋千：动能重力势能过山车：动能重力势能动能撑杆跳高动能弹性势能、重力势能动能……分析上述各个过程中能量转换及重力、弹

5、力做功的情况。实验1：（激疑）钢球用细绳悬起，请一同学靠近，将钢球偏至同学鼻子处释放，摆回时，观察该同学反应。释放钢球后，学生联系到伽利略理想实验中的判断，认识到若无空气阻力，应该摆到等高处，不会碰到鼻子。乙甲ABCA二、新课教学1、探究守恒量实验2：将小钢球用细线悬挂一端固定在的小黑板上部，让小球摆动，通过实验发现，小球可以摆到跟释放点等高处，再用一钉子固定在小黑板上某点挡住细线，再观察，发现仍等高。引导学生讨论探究摆动中能量转换，分析实验现象所展示的能量转化特点，实验1和实验2中小球在摆动过程中通

6、过重力做功，势能与动能互相转换：重力做正功，重力势能减少，动能增加；重力做负功，重力势能增加，动能减少。小球摆动过程中总能回到原来高度，好像“记得”自己原来的高度，说明在摆动过程中有一个物理量是保持不变的，是什么呢？重力势能与动能的总和保持不变，也就是机械能保持不变。实验3：⑴将小黑板倾斜，让小钢球靠着黑板运动，观察现象。⑵小黑板不倾斜，将小钢球换成泡沫球再做，观察现象。小球有时能摆到原来的高度，有时不能摆到原来的高度。2、探究规律，并找出机械能不变的条件。h1h2ABv1v2提出研究方法：在探究物理

7、规律时，应该是由简单到复杂，逐步深入，先对简单的物理现象进行探究，然后加以推广深化。在动能与势能转化的情景中，自由落体（只受重力）应该是比较简单的。⑴只受重力作用分析引导学生自主探究，不失一般性，设下落过程中经过高度h1的A点速度v1，高度h2的B点时速度为v2，由同学用学习过的知识（牛顿定律或动能定理），分析下落过程中A、B两位置的机械能之间的数量关系。A点到B点，WG=mv22-mv12=EK2-EK1由重力做功和重力势能变化的关系有WG=mgh1-mgh2=EP1-EP2得到EK2-EK1=EP

8、1-EP2①移项后，得EP1+EK1=EP2+EK2②即E1=E2引导学生讨论式①的含义是什么？式②的含义又是什么？在表达式①中左边是物体动能的增加量，右边是物体重力势能减少量，该表达式说明：物体在下落过程中，重力做了多少正功，物体的重力势能就减小多少，同时物体的动能就增加多少。在表达式②中，左边是物体在末位置时的机械能，右边是物体在初位置时的机械能，该式表示：动能和势能之和即总的机械能保持不变。⑵只有重力做功分析上述结论是在运动过程只受重力作用的时候得