高一物理机械能守恒定律教学案

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1、机械能守恒定律寿阳县第一中学任瑞芬一、教学目标1．通过实验演示，了解动能与势能之间的相互转化，初步领会机械能守恒定律的内容。2．会推导机械能守恒定律。3．掌握机械能守恒的条件4．掌握应用机械能守恒定律分析、解决问题的基本方法。二、重点、难点重点：理解机械能守恒定律。难点：机械能守恒的条件及对机械能守恒定律的理解。三、教具单摆；弹簧振子；多媒体课件四、主要教学过程（一）引入新课（利用二个实验情景导入课题）请同学们根据题目提供的情景，描述它们的动能、势能是如何变化和转化的？以及力对物体做功的情况？（分别找二

2、位同学，并注意给学生留出思考的时间）（1）弹性小球自由下落，接触地面后又向上弹起。（2）一被拉伸轻弹簧一端固定，另一端系一小球在光滑水平面上由静止释放，在弹簧恢复原长的过程中。　　　　根据实验情景分析完成下表：实验1运动情况下落上升动能变化情况势能变化情况能量转化情况力做功情况实验2能量转化情况力做功情况师：从以上几个问题的分析可以看出，在只有重力做功或弹力做功时，动能和势能相互转化，在变化中有什么规律？猜想一下两者之间存在着什么样的数量关系？如果我们定义（板书）运动中任一时刻，动能和重力势能之和叫物体

3、具有的机械能，那么物体各个时刻的6机械能总量又会是什么关系？（说明：建立具体情景，学生有了思维的依托，在此基础上，进行知识的正向迁移，并为学生的猜想提供了依据，激励起学生的学习兴趣和强烈求知欲．教师总结猜想情况）（二）讲授新课1、机械能：物体在机械运动中具有的动能和势能统称为机械能．弹性势能重力势能Ep=mgh动能：Ek=mv2；势能：机械能：在初中我们也学过重力势能和动能之间可以相互转化。请学生再举几例说明并过渡提问：在动能和势能的相互转化中，机械能的总量是否发生变化？下面我们通过实验来回答这个问题。

4、2、机械能守恒定律（1）、用多媒体出示两道思考题：思考题　一：如图1所示，一个质量为m的物体自由下落，经过高度为h1的A点时速度为v1，下落到高度h2为的B点时速度为v2，试写出物体在A点时的机械能和在B点时的机械能，并对这二点机械能之间的数量关系进行探究。思考题二：如图2所示，一个质量为m的物体做平抛运动，经过高度为h1的A点时速度为v1，经过高度为h2的B点时速度为v2，试写出物体在A点时的机械能和在B点时的机械能，并对这二点机械能之间的数量关系进行探究。2、把学生分为二小组，一组做思考题一，另一组

5、做思考题二，并进行小组赛。　　　　3、教师对首先做完的小组进行激励评价，并抽有代表性的解答方案进行现场评点。机械能守恒定律的推导过程：解：A点的机械能等于B点的机械能等于由于物体做自由落体运动和平抛运动，都是只受重力作用，且重力做正功，据动能定理得：又据重力做功与重力势能的关系得到：6∴　　　　　　①∴　　　　　　②（可以设计成表格给基础较差的同学适当的提示）始、未状态机械能（以地面作为零势能参考面）A处机械能表达式B处机械能表达式EA＝EB＝据动能定理得A到B过程重力做功：WG＝　　　　　　　　　　　

6、　　　　　　　　　　由重力做功与重力势能改变的关系得：WG＝　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　由上述两式得到：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　①A、B两处机械能的关系：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　②结　　　论学生讨论：上述两个表达式①②说明了什么？讨论后学生回答。学生甲：在表达式①中等号左边是物体动能的增加量，等号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。学生乙：对于表达式②

7、，等号左边是物体在末位置时的机械能，等号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。师总结：同学们对上述两个表达式的含义理解得很好，我们分别用EK1和EK2表示物体的初动能和末动能，用EP1和EP2分别表示物体在初位置的重力势能和末位置的重力势能，则得到：EK1+EP1=EK2+EP2，也就是初位置的机械能等于末位置的机械能，即机械能是守恒的。指出问题：上述结论是否具有普遍意义呢？明确：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。可以证明，

8、在只有重力做功的情形下，不论物体做直线运动还是曲线运动，上述结论都成立。进一步对比上述两种情况发现：物体只受重力，且只有重力在做功。引导学生进一步创设情境:小球沿光滑斜面自由下滑,（让学生自己推导）从而明确物体除了受到重力外还受别的力，但别的力不做功。在此基础上进一步让学生分析小球沿粗糙斜面滑下时机械能是否守恒？（让学生自己推导）结果发现机械能不守恒。引导提问：若要机械能守恒需要怎么办？（学生会发现：还需其他力做功，但其他力做功的总功为0）