7.8《機(jī)械能守恒定律》教案

1、7.8 機(jī)械能守恒定律教案一、教案背景 1面向?qū)W生：高中2學(xué)科：物理3課時(shí)： 1課時(shí)4學(xué)生課前準(zhǔn)備：復(fù)習(xí)動(dòng)能和勢(shì)能的相關(guān)知識(shí)；預(yù)習(xí)新課二、教學(xué)課題 通過(guò)能量守恒的教學(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。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、理解機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容3、在具體問(wèn)題中，能判定機(jī)械能是否守恒三、教材分析機(jī)械能守恒定律 是人教版高中物理必修二第七章機(jī)械能第八節(jié)的 教學(xué)內(nèi)容，主要學(xué)習(xí)機(jī)械能守恒定律，掌握機(jī)械能守恒的條件，本節(jié)內(nèi)容 是本章的主要內(nèi)容，占有重要地位。教學(xué)重點(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)

2、象在所經(jīng)歷過(guò)程中機(jī)械能是否守恒 教學(xué)準(zhǔn)備：1教師的教學(xué)準(zhǔn)備：多媒體課件制作 課前預(yù)習(xí)學(xué)案 課內(nèi)探究學(xué)案 課后延伸拓展學(xué)案2教具準(zhǔn)備：投影儀、細(xì)線、小球，帶標(biāo)尺的鐵架臺(tái)、彈簧振子 3學(xué)生的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備：預(yù)習(xí)并填寫學(xué)案四、教學(xué)方法 探究、講授、交流討論、練習(xí)五、教學(xué)過(guò)程（一）預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑檢查落實(shí)學(xué)生的預(yù)習(xí)情況并了解學(xué)生的疑惑，使教學(xué)具有針對(duì)性（二）導(dǎo)入新課教師利用事先準(zhǔn)備好的演示器材，請(qǐng)同學(xué)配合，指導(dǎo)他們完成一個(gè)小游戲,讓同學(xué)們認(rèn)真觀察并思考游戲里面的科學(xué)道理。器材：細(xì)線、小鋼球、鐵架臺(tái)實(shí)驗(yàn)：拉開(kāi)用細(xì)線懸掛的小球，以“勇敢”學(xué)生的鼻尖為初始位置釋放，觀察該同學(xué)的反應(yīng)，小球能否碰到該同學(xué)的鼻子呢？

3、教師活動(dòng)：前面我們學(xué)習(xí)了動(dòng)能、勢(shì)能和機(jī)械能的知識(shí)，并了解到在一定 條件下，物體的動(dòng)能與勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，動(dòng)能與勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化的例子在 生活中很多，請(qǐng)同學(xué)們舉出生活中的例子來(lái)說(shuō)明動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化。（三）、進(jìn)行新課一. 動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化1.機(jī)械能1）概念：物體的動(dòng)能、勢(shì)能的總和，即 E=丘+ &1）機(jī)械能是標(biāo)量，具有相對(duì)性（需要設(shè)定勢(shì)能參考平面）3）機(jī)械能之間可以相互轉(zhuǎn)化2觀看視頻資料：蕩秋千、翻滾過(guò)山車、撐桿跳高、瀑布等視頻資料， 讓學(xué)生深刻感受各種多彩的動(dòng)能與勢(shì)能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程。教師：我們先來(lái)看自由落體運(yùn)動(dòng)的物體，自由落體運(yùn)動(dòng)是一種最簡(jiǎn)單的加速運(yùn)動(dòng)，在這個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中能量是怎樣

4、轉(zhuǎn)化的 ？學(xué)生：在自由落體運(yùn)動(dòng)中，物體在下落的過(guò)程中速度不斷增大，動(dòng)能是增加的；而隨著高度的減小，物體的重力勢(shì)能是減少的。教師：在豎直上拋過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)化情況是怎樣的 ？學(xué)生：在豎直上拋過(guò)程中，先是物體的動(dòng)能減少，重力勢(shì)能增加，然后是重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增加.教師：我們下面再看這樣一個(gè)例子：（演示：如圖，用細(xì)線、小球、帶有標(biāo)尺的鐵架臺(tái)等做實(shí)驗(yàn)。把小球 用細(xì)線懸掛起來(lái)，把小球拉到一定高度 A點(diǎn)，然后放開(kāi)，小球在擺動(dòng)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)，如圖甲。如果用尺子在某一點(diǎn)擋住細(xì)線，小球不能擺到 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，如圖乙）教

5、師：在這個(gè)小實(shí)驗(yàn)中，小球的受力情況如何 ？各個(gè)力的做功情況如 何？這個(gè)小實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了什么問(wèn)題？學(xué)生：小球在擺動(dòng)過(guò)程中受重力和繩的拉力作用。 拉力和速度方向總 垂直，對(duì)小球不做功，只有重力對(duì)小球能做功。實(shí)驗(yàn)證明，小球在擺動(dòng)過(guò)程中重力勢(shì)能和動(dòng)能不斷轉(zhuǎn)化。在擺動(dòng)過(guò)程 中，小球總能回到原來(lái)的高度?？梢?jiàn)，二者的總和不變。二、機(jī)械能守恒定律現(xiàn)在我們以做自由落體運(yùn)動(dòng)的小球?yàn)槔?從理論上探究勢(shì)能與動(dòng)能之間發(fā) 生轉(zhuǎn)化，機(jī)械能的總量遵循什么規(guī)律？如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m的物體從A點(diǎn)自由下落，經(jīng)過(guò)離地面高度為h1的B點(diǎn)時(shí)速度為V1,下落到高度為h2的C點(diǎn)時(shí)速度為V2,試寫出-hi777777T物體在B點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能和在

6、C點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能，并找到這二個(gè)機(jī)械能之間的數(shù)量關(guān)系。理論推導(dǎo)過(guò)程物體只有重力做功 根據(jù)動(dòng)能定理得:(1)1 2 1 2mv 2mv 12 2又據(jù)重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系得到： WG = mgg - mgh2 （ 2） 由（1） （ 2）兩式可得mv； -mv； = mgh1 - mgh2（ 3）2 2移項(xiàng)得：11(4)mv； mgh2mv： mgh222引導(dǎo)學(xué)生分析討論上面表達(dá)式的物理意義：等號(hào)的左側(cè)表示末態(tài)的機(jī)械 能，等號(hào)的右側(cè)表示初態(tài)的機(jī)械能，表達(dá)式表明初態(tài)跟末態(tài)的機(jī)械能相等。 即在小球下落的過(guò)程中，重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增加，減小的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化 為動(dòng)能。提問(wèn)：此表達(dá)式具有普遍意義嗎？還是僅在只

7、受重力的自由落體運(yùn)動(dòng)中成 立？引導(dǎo)學(xué)生自己推導(dǎo)豎直上拋、平拋的過(guò)程是否成立。引導(dǎo)學(xué)生分析在上述過(guò)程中物體的受力情況。可以證明，在只有重力做功的情況下，物體動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，而機(jī)械能總量保持不變拓展：在只有彈力做功的牨體系統(tǒng)內(nèi)呢？課件展示：展示彈簧振子的運(yùn)動(dòng)情況，分析物理過(guò)程 1<I|<jj.MH對(duì)彈簧與小球的運(yùn)動(dòng)過(guò)程簡(jiǎn)要分析，得到動(dòng)能 與勢(shì)能的轉(zhuǎn)化關(guān)系，并明確：在只有彈力對(duì)物 體做功時(shí)物體的機(jī)械能守恒。通過(guò)上面只有重力 做功與只有彈力做功兩個(gè)部分的推導(dǎo)，師生總結(jié) 機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容：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 表達(dá)式：E

8、k2+Ep2=Epi+Eki 三、機(jī)械能守恒定律的條件根據(jù)機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容，突出強(qiáng)調(diào)守恒的受力前提。引導(dǎo)學(xué)生自己總結(jié)守恒的條件。守恒條件是否是只受重力或彈力還是只有重力或彈力做功？ 教師提出問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生思考的積極性：這兩種說(shuō)法有什么不同嗎？ 學(xué)生討論：只有重力或彈力做功，還包含這樣的意思：可能還受其他力, 但其他力不做功。教師：機(jī)械能守恒定律的條件應(yīng)該怎樣表述呢？舉例說(shuō)明學(xué)生總結(jié)：機(jī)械能守恒定律的條件可以表述為：1. 只受重力（彈力），不受其他力。2. 除重力（彈力）以外還有其他力，但其他力都不做功例題把一個(gè)小球用細(xì)繩懸掛起來(lái)，就成為一個(gè)擺。擺長(zhǎng)為I,最大偏角AOC為9.小球運(yùn)動(dòng)到最底位

9、置時(shí)的速度是多大？引導(dǎo)學(xué)生思考分析，提出問(wèn)題：小球擺動(dòng)過(guò)程中，是否滿 足機(jī)械能守恒的條件？如何應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解決問(wèn) 題？解：（略）（對(duì)學(xué)生的回答進(jìn)行評(píng)價(jià)、修正，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到，物體重力勢(shì)能大小與所 選取的參考平面（零勢(shì)面）有關(guān)；而重力勢(shì)能的變化量是與所選取的參考 平面無(wú)關(guān)的。在討論物體系統(tǒng)的機(jī)械能時(shí)，應(yīng)先確定參考平面。） 教師：通過(guò)這個(gè)題目的解答，你能夠得到什么啟發(fā)呢 ？學(xué)生：機(jī)械能守恒定律不涉及運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度和時(shí)間，用它來(lái)處理問(wèn)題要比牛頓定律方便。學(xué)生：用機(jī)械能守恒定律解題，必須明確初末狀態(tài)機(jī)械能，要分析機(jī)械能 守恒的條件。教師：下面大家總結(jié)一下用機(jī)械能守恒定律解決問(wèn)題的一般步驟1.

10、根據(jù)題意選取研究對(duì)象（物體或系統(tǒng)）2. 明確研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，分析對(duì)象在過(guò)程中的受力情況，弄清各 力做功的情況，判斷機(jī)械能是否守恒。3. 恰當(dāng)?shù)剡x取零勢(shì)能面，確定研究對(duì)象在過(guò)程中的初末狀態(tài)的機(jī)械能。4. 根據(jù)機(jī)械能守恒定律的不同表達(dá)式列方程，并求解。四、作業(yè)：P78 1、2五、板書設(shè)計(jì)：7. 8機(jī)械能守恒定律、動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化、機(jī)械能守恒定律1.內(nèi)容:P76表達(dá)式：12 12mv2 mgh2mw mgh22 22、條件:只有重力做功（或彈力做功）3.應(yīng)用：應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題六、教學(xué)反思繼動(dòng)能定理以后，我們又學(xué)習(xí)用能量方法解決問(wèn)題的另外一個(gè)重要的知識(shí) 點(diǎn)，在這一節(jié)的教學(xué)中， 首先讓學(xué)生能夠從各種不同的例子中體會(huì)能量之 間可以相互轉(zhuǎn)化， 而機(jī)械能內(nèi)部的動(dòng)能和重力勢(shì)能以及彈性勢(shì)能之間當(dāng)然 可以相互轉(zhuǎn)化，