2019-2020年高中物理 机械能守恒定律教案4 新人教版必修1

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1、2019-2020年高中物理机械能守恒定律教案4新人教版必修1教学目标：教学重点：1．理解机械能守恒定律的内容。2．在具体的问题中能判定机械能是否守恒，并能列出定律的数学表达式。教学难点：1．从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件。2．能正确判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒。教学方法：复习、讨论、推导、总结。教学过程一、导入新课1．用投影片出示思考题①本章中我们学习了哪几种形式的能?它们各是如何定义的?它们的大小各由什么决定?②动能定理的内容和表达式是什么?③重力所做的功与物体重力势能的变化之间有什么关

2、系?2．学生回答：①本章我们学习了以下几种能：动能、重力势能、弹性势能。物体由于运动而具有的能叫动能，动能与物体的质量及运动的速度有关。物体由于被举高而具有的能叫重力势能，重力势能与物体的质量及被举高的高度有关。物体由于发生弹性形变而具有的能叫弹性势能，弹性势能与形变的程度有关。②动能定理的内容是：合力对物体所做的功等于物体动能的变化，即③重力所做的功和物体重力势能之间变化的关系为：3．教师总结①同学们要注意动能定理中动能的变化量是末动能减去初动能，而重力做功与重力势能改变之间关系式中初位置的重力势能与末位置重力势能的

3、差。②引入：动能、重力势能、弹性势能属于力学范畴，统称为机械能。机械能：动能和势能（重力势能和弹性势能）统称为机械能。本节课我们就来研究有关机械能的问题。二、新课教学(一)动能和势能可以相互转化。1．举例：①竖直上抛的小球。②弹簧的一端接在气垫导轨的一端，另一端和滑块相连，让滑块在水平的转道上做往复运动。2．学生分析上述物理情景中能量是如何转化的?学生答：小球在上升过程中，动能转化为重力势能；小球在下落过程中，重力势能又转化为动能。弹簧在和物块的往复过程中，动能和弹性势能发生相互转化。3．过渡：通过上述分析，我们得到动

4、能和势能之间可以相互转化，那么在动能和势能的转化过程中，动能和势能的和有什么变化呢?(1)(二)机械能守恒定律的推导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，下落到高度为h2的B点时速度为ｖ2，试写出物体在A点(2)时的机械能和在B点时的机械能，并找到这二个机械能之间的数量关系。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，写出物体在位置A、B时的机械能的表达式并找出这

5、二个机械能之间的关系。2．把学生分为二小组，一组做思考题一，另一组做思考题二，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。4．用投影仪对推导过程进行评析。解：∵机械能等于物体的动能和势能之和∴A点的机械能等于B点的机械能等于在自由落体运动中，物体只受重力的作用，据动能定理得：∵WG=mgh1－mgh2∴5．学生讨论：上述表达式说明了什么问题？讨论后：学生代表回答等号左边是物体在初位置时的机械能，等号右边是物体在末位置时的机械能，该式表示：动能和势能之和即总的机械能保持不变。6

6、．师总结：同学们对上述两个表达式的含义理解得很好，我们分别用表示物体的初动能和末动能，用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：，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。(三)机械能守恒的条件1．讨论：上边我们通过推导得到了机械能是守恒的这一结论，下边同学们思考：①在推导中，我们是以物体做自由落体和做平抛运动为例进行的，请问：上述二种运动有什么相同和不同之处?学生答：相同点是在上述两种运动中物体只受到重力作用；不同之处是物体运动的路线不同，自由落体运动是直线运动，而平抛运动是曲线运动

7、。②从上述两种运动中，你能猜想一下：机械能在什么情况下守恒吗?学生答：物体只受重力作用.学生还可能答：物体在运动中，只有重力做功。针对上述两种答案，师生评析后师总结。2．教师总结通过上述分析，我们得到：在只有重力做功的情况下，物体的动能和重力势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变，这个结论叫做机械能守恒定律。板书：机械能守恒定律①条件：只有重力做功。②结论：机械能的总量保持不变。3．用投影仪出示讨论题①只有重力做功与物体只受重力有什么不同？学生：所谓只有重力做功，包括两种情况：a.物体只受重力，不受其他的力。b.物体

8、除重力外还受其他的力，但其他力不做功。而物体只受重力仅包括一种情形。②放开被压缩的弹簧，可以把跟它接触的小球弹出去，在这个过程中，能量是如何转化的?类比地，你能得到在这个过程中机械能守恒的条件吗?学生答：在小球被弹簧弹出的过程中，弹簧的弹性势能转化为小球的动能。类比得到：如果有弹力做功，动能和弹性势能之和保持不变，即机械能守恒。③