《机械能守恒定律》教学设计:机械能守恒物理教案

时间：2019-05-24 03:25:38　来源：柠檬阅读网本文已影响人

　　【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2012)02-0064-01 　　　　教学目的　　本课教学从动能和势能的复习入手，引导学生观察生活现象，思考动能和势能的变化之间的关系。机械能守恒定律是本章教学的重点内容，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，进而利用动能定理推导出机械能守恒定律的表达式。
　　教学重点
　　1.机械能守恒的条件。
　　2.在具体的问题中能判定机械能是否守恒,并能列出数学表达式。
　　教学难点
　　1.判断机械能是否守恒。
　　2.灵活运用机械能守恒定律解决问题。
　　课时安排
　　1课时。
　　三维目标
　　知识与技能：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。
　　课前准备
　　1.自制课件、学案。
　　2.机械能守恒定律传感器。
　　教学过程
　　回顾本章内容的学习思路，沿着功能关系一路走来。
　　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。
　　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,教师提醒学生分析过山车在运行过程中动能和势能的变化情况。
　　推进新课
　　通过视频观看滚摆和滑雪，学生指出视频中能量的转化关系。
　　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；反之，随着动能的减小，物体的势能增大。
　　1.动能和重力势能的相互转化
　　问题1：一个物体沿着光滑的曲面滑下，在A点时动能为Ek1，重力势能为Ep1；在B点时动能为Ek2，重力势能为Ep2。请找出各物理量的关系。（物体在A点的机械能E1和在B点的机械能E2的关系如何？）
　　分析：根据动能定理，有:mv22-mv12=WG
　　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=mgh1-mgh2
　　由以上两式可以得到mv22-mv12=mgh1-mgh2
　　移项得mv22+mgh2=mv12g+mgh1
　　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。
　　2.动能和弹性势能的相互转化
　　课件展示：展示弹簧振子（由于弹簧振子概念学生还没有接触，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？
　　问题2：一个小球固定在弹簧的一端，沿着光滑的水平面运动，从A到B的过程中，在A点时动能为Ek1，弹性势能为Ep1′；在B点时动能为Ek2，弹性势能为Ep2′。请找出各物理量的关系。
　　教师引导、总结：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转化，而总的机械能保持不变。
　　表达式：Ek2+Ep2=Ep1+Ek1
　　教师引导学生理解表达式中各量的物理意义，并回顾机械能守恒定律的推导过程，加深认识。
　　3.机械能守恒定律的条件。
　　思维拓展
　　通过以上内容的学习，我们理解了机械能守恒定律的表达式，但真正应用到解题过程还是有限制的。
　　大屏幕投影机械能守恒定律的内容，并用不同颜色展示“在只有重力或弹力做功的物体系统内”，突出强调守恒的受力前提。引导学生自己总结守恒的条件。
　　学生总结：机械能守恒定律的条件可以表述为：
　　1.只受重力（弹力），不受其他力，如自由落体的物体。
　　2.除重力（弹力）以外还有其他力，但其他力都不做功，如做单摆运动的物体。
　　课堂训练
　　1.在下面各实例中，哪些过程机械能是守恒的，哪些过程机械能不守恒？为什么？
　　（1）跳伞运动员张开伞后，在空中匀速下降。
　　（2）铅球在空中做平抛运动。
　　2.关于物体的机械能是否守恒的叙述，下列说法正确的是（）
　　A.做匀速直线运动的物体，机械能一定守恒
　　B.做匀变速直线运动的物体，机械能一定守恒
　　C.外力对物体所做的功等于0时，机械能一定守恒
　　D.物体若只有重力做功，机械能一定守恒
　　布置作业
　　1.教材“问题与练习”第1、3、4题。
　　2.观察记录生活中其他的物理情景，判断其是否符合机械能守恒定律。
　　板书设计（略）
　　

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