高中物理《機(jī)械能守恒定律》教案19 新人教版必修2

1、八、機(jī)械能守恒定律 一、教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)與技能1 知道什么是機(jī)械能，知道物體的動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化。2會(huì)正確推導(dǎo)物體在光滑曲面上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的機(jī)械能守恒，理解機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容，知道它的含義和適用條件。3在具體問(wèn)題中，能判定機(jī)械能是否守恒，并能列出機(jī)械能守恒的方程式。2、過(guò)程與方法1 學(xué)會(huì)在具體的問(wèn)題中判定物體的機(jī)械能是否守恒。2 初步學(xué)會(huì)從能量轉(zhuǎn)化和守恒的觀點(diǎn)來(lái)解釋物理現(xiàn)象，分析問(wèn)題。3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀通過(guò)機(jī)械能守恒的教學(xué)，使學(xué)生樹(shù)立科學(xué)觀點(diǎn)，理解和運(yùn)用自然規(guī)律，并用來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題。二、教學(xué)重點(diǎn)1 掌握機(jī)械能守恒定律的推導(dǎo)、建立過(guò)程，理解機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容。2在具體的問(wèn)題中能判定機(jī)械

2、能是否守恒，并能列出定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式。三、教學(xué)難點(diǎn) 1從能的轉(zhuǎn)化和功能關(guān)系出發(fā)理解機(jī)械能守恒的條件。2能正確判斷研究對(duì)象在所經(jīng)歷的過(guò)程中機(jī)械能是否守恒，能正確分析物體系統(tǒng)所具有的機(jī)械能，尤其是分析、判斷物體所具有的重力勢(shì)能。3應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解決具體問(wèn)題。四、課時(shí)安排1課時(shí)五、教學(xué)過(guò)程新課導(dǎo)入：前面我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能、動(dòng)能。在初中時(shí)我們就了解到，在一定條件下，物體的動(dòng)能與勢(shì)能（包括重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能）可以相互轉(zhuǎn)化，下面我們一起來(lái)探究物體動(dòng)能與勢(shì)能轉(zhuǎn)化的情況。一 動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化1情景展示（1）物體做自由落體運(yùn)動(dòng)：下落過(guò)程中高度不斷減小，重力勢(shì)能減小，速度增加，動(dòng)能增大，是一

3、個(gè)重力勢(shì)能向動(dòng)能轉(zhuǎn)化的過(guò)程；（2）物體做豎直上拋運(yùn)動(dòng)：物體在上升過(guò)程中高度不斷增大，重力勢(shì)能增加，速度減小，動(dòng)能減小，是一個(gè)動(dòng)能向重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化的過(guò)程；下落過(guò)程和自由落體運(yùn)動(dòng)過(guò)程一樣。（3）見(jiàn)課本第22頁(yè)“做一做”，如圖5.8-1所示，用細(xì)線、小球、帶有標(biāo)尺的鐵架臺(tái)等做實(shí)驗(yàn)。把一個(gè)小球用細(xì)線懸掛起來(lái)，把小球拉到一定高度的A點(diǎn)，然后放開(kāi)，小球在擺動(dòng)的過(guò)程中，重力勢(shì)能和動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化。我們看到，小球可以擺到跟A點(diǎn)等高的C點(diǎn)；如果用尺子在某一點(diǎn)擋住細(xì)線，小球雖然不能擺到C點(diǎn)，但擺到另一側(cè)時(shí)，也能達(dá)到跟A點(diǎn)相同的高度。在這個(gè)過(guò)程中小球受到重力和繩的拉力的作用。拉力和速度方向總垂直，對(duì)小球不做功；只有重力對(duì)

4、小球做功。實(shí)驗(yàn)證明重力勢(shì)能和動(dòng)能之間相互轉(zhuǎn)化，由于小球總能回到原來(lái)的高度，說(shuō)明重力勢(shì)能和動(dòng)能的總和不變。關(guān)于用彈簧振子演示動(dòng)能和彈性勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化的情況，由學(xué)生演示后分析。動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能的總和叫做機(jī)械能，那么在動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，總的機(jī)械能的變化情況又是怎樣的呢？二機(jī)械能守恒定律ABA圖1在觀察演示實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，我們從理論上分析物理動(dòng)能與勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化的情況。先考慮只有重力對(duì)物體做功的理想情況。 1只有重力對(duì)物體做功時(shí)物體的機(jī)械能問(wèn)題：如圖1（課本第23頁(yè)圖5.8-3），物體在某一時(shí)刻在位置A，這時(shí)它的動(dòng)能是Ek1，重力勢(shì)能是Ep1，總的機(jī)械能是E1=Ek1+E

5、p1。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，物體運(yùn)動(dòng)到另一位置B，這時(shí)它的動(dòng)能是Ek2，重力勢(shì)能是Ep2，總的機(jī)械能是E2=Ek2+Ep2。分析：以W表示這一過(guò)程中重力做的功。根據(jù)動(dòng)能定理，有：下落過(guò)程中重力對(duì)物體做功，重力做功在數(shù)值上等于物體重力勢(shì)能的變化量。即：由以上兩式可以得到：移項(xiàng)得：Ek2+Ep2=Ek1+Ep1即：E2= E1 引導(dǎo)學(xué)生分析上面式子所反映的物理意義，并小結(jié)：下落過(guò)程中，物體重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，此過(guò)程中物體的機(jī)械能總量不變。 指出問(wèn)題：上述結(jié)論是否具有普遍意義呢？作為課后作業(yè)，請(qǐng)同學(xué)們課后進(jìn)一步分析物體做平拋和豎直上拋運(yùn)動(dòng)時(shí)的情況。 明確：可以證明，在只有重力做功的情況下，物體動(dòng)能和重力勢(shì)

6、能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變。 提出問(wèn)題：在只有彈簧彈力做功時(shí)，物體的機(jī)械能是否變化呢？ 2彈簧和物體組成的系統(tǒng)的機(jī)械能 以彈簧振子為例（未講振動(dòng)，不必給出彈簧振子名稱，只需講清系統(tǒng)特點(diǎn)即可），簡(jiǎn)要分析系統(tǒng)勢(shì)能與動(dòng)能的轉(zhuǎn)化。 明確：進(jìn)一步定量研究可以證明，在只有彈簧彈力做功條件下，物體的動(dòng)能與彈性勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變。 綜上所述，可以得到如下結(jié)論： 3機(jī)械能守恒定律 在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能與勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變。這個(gè)結(jié)論叫做機(jī)械能守恒定律。幾點(diǎn)說(shuō)明： （1）機(jī)械能守恒定律的前提條件 物體只受重力或者只受彈力物體除受重力或者只受彈力外，

7、還受其他力的作用，但其他力不做功。（2）定律涉及的始末狀態(tài)的動(dòng)能、勢(shì)能應(yīng)取同一參考系和同一參考平面。提出問(wèn)題：學(xué)習(xí)機(jī)械能守恒定律，要能應(yīng)用它分析、解決問(wèn)題。下面我們通過(guò)具體問(wèn)題的分析來(lái)學(xué)習(xí)機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用。在具體問(wèn)題分析過(guò)程中，一方面要學(xué)習(xí)應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解決問(wèn)題的方法，另一方面通過(guò)問(wèn)題分析加深對(duì)機(jī)械能守恒定律的理解與認(rèn)識(shí)。例題1：（詳細(xì)分析、解答課本第23頁(yè)例題）4應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題步驟： 明確研究對(duì)象和運(yùn)動(dòng)過(guò)程； 分析受力情況，看是否滿足守恒條件； 確定初狀態(tài)和末狀態(tài)，選定零勢(shì)能面，確定初、末狀態(tài)的機(jī)械能； 列方程，求解。三課堂練習(xí)：課本P25“問(wèn)題與練習(xí)”第1題、第2題、第3題、第5題 課本P24“思考與討論”四布置作業(yè)：課本P25“問(wèn)題與練習(xí)”第4題五板書(shū)設(shè)計(jì) 八.機(jī)械能守恒定律1.動(dòng)能和勢(shì)能統(tǒng)稱為機(jī)械能2.機(jī)械能守恒定律