2019-2020年高中物理 机械能守恒定律教案3 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3新人教版必修1一、教学目标二、重点、难点分析1．机械能守恒定律是本章教学的重点内容，本节教学的重点是使学生掌握物体系统机械能守恒的条件；能够正确分析物体系统所具有的机械能；能够应用机械能守恒定律解决有关问题。2．分析物体系统所具有的机械能，尤其是分析、判断物体所具有的重力势能，是本节学习的难点之一。在教学中应让学生认识到，物体重力势能大小与所选取的参考平面（零势面）有关；而重力势能的变化量是与所选取的参考平面无关的。在讨论物体系统的机械能时，应先确定参考平面。3．能否正确选用机械能守恒定律解决问题是本节学习的另一难点。通过本节学习应让学生认识

2、到，从功和能的角度分析、解决问题是物理学的重要方法之一；同时进一步明确，在对问题作具体分析的条件下，要能够正确选用适当的物理规律分析、处理问题。三、教具演示物体在运动中动能与势能相互转化。器材包括：麦克斯韦滚摆；单摆；弹簧振子。四、主要教学过程（一）引入新课结合复习引入新课。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，下面我们观察演示实验中物体动能与势能转化的情况。［演示实验〕依次演示麦克斯韦滚摆、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。通过观察演示实验，学生回答物体运动中动

3、能、势能变化情况，教师小结：物体运动过程中，随动能增大，物体的势能减小；反之，随动能减小，物体的势能增大。提出问题：上述运动过程中，物体的机械能是否变化呢？这是我们本节要学习的主要内容。（二）教学过程设计在观察演示实验的基础上，我们从理论上分析物理动能与势能相互转化的情况。先考虑只有重力对物体做功的理想情况。1．只有重力对物体做功时物体的机械能问题：质量为m的物体自由下落过程中，经过高度几处速度为此，下落至高度h2。处速度为v2，不计空气阻力，分析由h1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

4、。取地面为参考平面，有由以上两式可以得到引导学生分析上面式子所反映的物理意义，井小结：下落过程中，物体重力势能转化为动能，此过程中物体的机械能总量不变。指出问题：上述结论是否具有普遍意义呢？作为课后作业，请同学们课后进一步分析物体做平抛和竖直上抛运动时的情况。明确：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。提出问题：在只有弹簧弹力做功时，物体的机械能是否变化呢？2．弹簧和物体组成的系统的机械能以弹簧振子为例（未讲振动，不必给出弹簧振子名称，只需讲清系统特点即可），简要分析系统势能与动能的转化。明确：进一步定量研究可以证明，在只有弹簧弹力做功条件下，

5、物体的动能与势能可以相互转化，物体的机械能总量不变。综上所述，可以得到如下结论：3．机械能守恒定律在只有重力和弹簧弹力对物体做功的情况下，物体的动能和势能可以相互转化，物体机械能总量保持不变。这个结论叫做机械能守恒定律。提出问题：学习机械能守恒定律，要能应用它分析、解决问题。下面我们通过具体问题的分析来学习机械能守恒定律的应用。在具体问题分析过程中，一方面要学习应用机械能守恒定律解决问题的方法，另一方面通过问题分析加深对机械能守恒定律的理解与认识。4．机械能守恒定律的应用例1．在z巨离地面20m高处以15m/s的初速度水平抛出一小球，不计空气阻力，取g=10m/s2，求小球落地速度大小。引

6、导学生思考分析，提出问题：（1）前面学习过应用运动合成与分解的方法处理平她运动，现在能否应用机械能守恒定律解决这类问题？（2）小球抛出后至落地之前的运动过程中，是否满足机械能守恒的条件？如何应用机械能守恒定律解决问题？归纳学生分析的结果，明确：（1）小球下落过程中，只有重力对小球做功，满足机械能守恒条件，可以用机械能守恒定律求解；（2）应用机械能守恒定律时，应明确所选取的运动过程，明确初、末状态小球所具有的机械能。例题求解过程：取地面为参考平面，抛出时小球具有的重力势能，动能为落地时，小球的重力势能，动能为。根据机械能守恒定律，有E1=E2，即落地时小球的速度大小为提出问题：请考虑用机械能

7、守恒定律解决问题与用运动合成解决问题的差异是什么？例2．小球沿光滑的斜轨道由静止开始滑下，并进入在竖直平面内的离心轨道运动，如图所示，为保持小球能够通过离心轨道最高点而不落下来，求小球至少应从多高处开始滑下？已知离心圆轨道半径为R，不计各处摩擦。提出问题，引导学生思考分析：（1）小球能够在离心轨道内完成完整的圆周运动，对小球通过圆轨道最高点的速度有何要求？（2）从小球沿斜轨道滑下，到小球在离心轨道内运动的过程中，小球的机