湖南省桑植县贺龙中学高中物理必修二：78机械能守恒定律教案

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1、第课时课题：机械能守恒定律知识与技能教学目标1•理解动能与势能的相互转化.2.掌握机械能守恒定律的表达式.过程与方法经过机械能守恒定律的实际应用，进一步理解机械能守恒的条件.情感态度与价值观培养理论联系实际的思想，通过规律、理论的学习，培'养学以致用的思想.1.机械能守恒的条件.重点、难点2.在具体的问题屮能判定机械能是否守恒，并能列出数学表达式.教学方法、手段2.麦克斯韦滚摆、单摆、弹簧振子.教学过程（教学设计人步骤、内容、教学活动二次备课影片导入课件展示翻滚过山车的精彩片断，激发学生学习的兴趣，引出本节课的学习内容.在学生观看过山车的同时，教师提醒学生

2、分析过山车在运行过程屮动能和势能的变化情况.游戏导入教师利用事先准备好的演示器材，请两个同学配合，指导他们完成一个小游戏，让同学们认真观察并思考游戏里面的科学道理.器材：细线、小钢球、铁架台.演示过程：将小钢球机固定在细线的一端，细线的另一端系在铁架台上，使小球与细线形成一个摆.让一个同学靠近铁架台，头稍低，另一同学把小球由该同学的鼻子处释放，小球摆动过程中能否碰到该同学的鼻子，提醒注意安全，并思考里面的科学道理.如左下图.实验导入如右上图所示，悬挂单摆的铁架台上增加一个横杆P和一把水平放置的尺子AB,实验时①调整横杆P的高度，观察小球摆动的情况；②调整水

3、平尺子的高度使小球从不同位置摆动，观察小球摆动的情况.将各次实验现象进行概括，思考这些现象说明什么问题.也可以将单摆悬挂在小黑板上，然后在小黑板上画上若干条水平横线，手持短尺替代横杆.推进新课一、动能与势能的相互转化前面我们学习了动能、势能和机械能的知识.在初中学习时我们就了解到，在一•定条件下，物体的动能与势能（包括重力势能和弹性势能）可以相，互转化，动能与势能相互转化的例子在生活中非常多，请同学们举出生活中的例子来说明动能与势能的相互转化.参考:1.从树上掉下的苹果（势能向动能转化）；2.自行车猛蹬儿下自由冲上斜坡（动能向势能转化）；3.拉弓射箭（势能

4、向动能转化）4.运动会上撑竿跳高运动员在涯的过程中（人的动能转化为杆的弹性势能,后杆的弹性势能转化为人的重力势能）.实验演示：依次演示麦克斯芾滚摆、单摆和弹簧振子，提醒学生注意观察物体运动中动能、势能的变化情况，即转化过程中物理量的具体变化.通过观察演示实验，学生回答物体运动中动能、势能变化情况.教师小结：物体运动过程中，随着动能的增大，物体的势能减小；反Z,随着动能的减小，物体的势能增大.学生通过实例感受、实验演示，切实感受到机械能的两种形式（动能与势能）之间可以相互转化.而R,转化过程中有力做功.重力做功：动能一-＞重•力势能弹力做功：动能一-弹性势能

5、.二、机械能守恒定律问题：动能和势能的相互转化是否存在某种定量「的关系呢？上述各运动过程中，物体的机械能是否变化呢？川oil——AVI——引导学生通过具体的实例进行理论推导分析.先考虑只有重力对物体做功的理想情况.卜277777777情境设置：质量为m的物体自由下•落过程中，经过高度山处速度为V】，下落至高度h2处速度为V2,不计空气阻力，分析由hi下落到h2过程中机械能的变化（引导学生思考分析）.分析：根据动能定理，有:丄加；-丄处I二Wg2~2下落过程中重力对物体做功，重力做功在数值上等于物体重力势能的变化量.取地面为参考平面，有WG=mghrmgh2

6、1,1.由以上两式可以得到㊁mv；——/nv「=mgh1-mgh?移项得㊁加V：+mgh2=—WV]2g+mgh

7、引导学生分析讨论上面表达式的物理意义：等号的左侧表示末态的机械能,等号的右侧表示初态的机械能，表达式表明初态跟末态的机械能相等•即在小球下落的过程中，重力势能减小，动能增加，减小的重力势能转化为动能.问题：此表达式具有普遍意义吗？还是仅在只受重力的自由落体运动中成立？引导学生自己推导竖直上抛、平抛的过程是否成立.引导学生关注在上述过程中物体的受力情况.可以证明，在只有重力做功的情况下，物体动能和势能可以相互转化，而机械能总量保持不变.思维拓展在

8、只冇弹力做功的杭体系统内呢？课件展示：展示弹簧振子（由于弹簧振子概念学牛还没有接触，教师可以不提弹簧振子的概念）的运动情况，分析物理过程.教师设疑：在只有重力做功的情况下，机械能是守恒的；同样作为机械能组成部分的势能，是否在只有弹力做功的情况下，机械能也能守恒呢？学生在推导过程屮可能会存在一定的困难，教师适当加以辅助推导•对弹簧与小球的运动过程简要分析，得到动能与势能的转化关系，并明确：在只有弹力对物体做功时物体的机械能守恒.通过上面只有重力做功与只有弹力做功两个部分的推导，师生总结机械能守恒定律的内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互

9、转化，而总的机械能保持不变.表达式：Ek2+Ep2二Epi+Eki