高中物理人教版第七章機(jī)械能守恒定律機(jī)械能守恒定律 機(jī)械能守恒定律 省賽獲獎(jiǎng)

“機(jī)械能守恒定律”教學(xué)設(shè)計(jì)山東省安丘市第一中學(xué)物理組：劉全文【教學(xué)目標(biāo)】一、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。二、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。三、情感、態(tài)度與價(jià)值觀通過(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?！窘虒W(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)械能是否守恒，并能列出定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式?！窘虒W(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?！窘虒W(xué)方法】演繹推導(dǎo)法、分析歸納法、交流討論法?！窘虒W(xué)過(guò)程】課前延伸【教材助讀】一、動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化1、機(jī)械能定義：_______能、______勢(shì)能、______勢(shì)能的統(tǒng)稱。2、機(jī)械能是______量、______量。3、機(jī)械能的不同形式之間可以相互__________。二、機(jī)械能守恒定律：1、定律內(nèi)容：2、表達(dá)式為：（1）________+________＝________+________表示物體在初始狀態(tài)的機(jī)械能和在末狀態(tài)的機(jī)械能相等.（2）______＝______表示物體動(dòng)能的增加等于勢(shì)能的減少或者物體勢(shì)能的增加等于動(dòng)能的減少.3、機(jī)械能守恒的條件①只有________力對(duì)物體________。說(shuō)明：只有重力做功與物體只受重力不同。所謂只有重力做功，包括兩種情況：a．物體只受重力，不受其他的力；b．物體除重力外還受其他的力，但其他力不做功。②只有________力做功條件下，彈簧和物體組成的系統(tǒng)的機(jī)械能守恒綜上所述，機(jī)械能守恒的條件是：。4、附加說(shuō)明：若除了重力和彈簧彈力以外的其它力對(duì)物體①做正功，物體的機(jī)械能________；②做負(fù)功，物體的機(jī)械能________?！绢A(yù)習(xí)自測(cè)】1、在下列情況中，物體的機(jī)械能守恒的是(不計(jì)空氣阻力)()A．推出的鉛球在空中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中B．沿著光滑斜面勻加速下滑的物體C．被起重機(jī)勻速吊起的物體D．細(xì)繩的一端系一小球，繩的另一端固定，使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)2、下列關(guān)于物體機(jī)械能守恒的說(shuō)法中，正確的是()A．運(yùn)動(dòng)的物體，若受合外力為零，則其機(jī)械能一定守恒B．運(yùn)動(dòng)的物體，若受合外力不為零，則其機(jī)械能一定不守恒C．合外力對(duì)物體不做功，物體的機(jī)械能一定守恒D．運(yùn)動(dòng)的物體，若受合外力不為零，其機(jī)械能有可能守恒3、當(dāng)物體克服重力做功時(shí)，物體的()A．重力勢(shì)能一定減少，機(jī)械能可能不變B．重力勢(shì)能一定增加，機(jī)械能一定增加C．重力勢(shì)能一定增加，動(dòng)能可能不變D．重力勢(shì)能一定減少，動(dòng)能可能減少4、如圖所示，某人以拉力F將物體沿斜面拉下，拉力大小等于摩擦力，則下列說(shuō)法中正確的是()A．物體做勻速運(yùn)動(dòng)B．合外力對(duì)物體做功等于零C．物體的機(jī)械能保持不變D．物體機(jī)械能減小課內(nèi)探究一、引入新課（課件展示）教師活動(dòng)：我們已學(xué)習(xí)了重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能、動(dòng)能。這些不同形式的能是可以相互轉(zhuǎn)化的，那么在相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，他們的總量是否發(fā)生變化？這節(jié)課我們就來(lái)探究這方面的問(wèn)題。二、進(jìn)行新課1．動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化課件展示一：物體的自由落體運(yùn)動(dòng)問(wèn)題：物體在下落過(guò)程中有哪些能量進(jìn)行了轉(zhuǎn)化學(xué)生討論實(shí)驗(yàn)演示：小球在半圓形光滑軌道上運(yùn)動(dòng)讓小球從光滑半圓形軌道的A點(diǎn)由靜止釋放，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，小球可以擺到跟點(diǎn)等高的點(diǎn)，如圖。問(wèn)題：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？學(xué)生：觀察演示實(shí)驗(yàn)，思考問(wèn)題，選出代表發(fā)表見(jiàn)解。小球在擺動(dòng)過(guò)程中受重力和軌道的支持力作用。支持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)結(jié)論：小球在擺動(dòng)過(guò)程中重力勢(shì)能和動(dòng)能在不斷轉(zhuǎn)化。在擺動(dòng)過(guò)程中，小球總能回到原來(lái)的高度?？梢?jiàn)，重力勢(shì)能和動(dòng)能的總和，即機(jī)械能應(yīng)該保持不變。教師：通過(guò)上述分析，我們得到動(dòng)能和勢(shì)能之間可以相互轉(zhuǎn)化，那么在動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化過(guò)程中，動(dòng)能和勢(shì)能的和是否真的保持不變？下面我們就來(lái)定量討論這個(gè)問(wèn)題。2．機(jī)械能守恒定律課件展示：物體沿光滑曲面滑下，只有重力對(duì)物體做功。用我們學(xué)過(guò)的動(dòng)能定理以及重力的功和重力勢(shì)能的關(guān)系，推導(dǎo)出物體在處的機(jī)械能和處的機(jī)械能相等。教師：為學(xué)生創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)獨(dú)立推導(dǎo)出機(jī)械能守恒定律。讓學(xué)生親歷知識(shí)的獲得過(guò)程。學(xué)生：獨(dú)立推導(dǎo)。教師：巡視指導(dǎo)，及時(shí)解決學(xué)生可能遇到的困難。推導(dǎo)的結(jié)果為：，即。可見(jiàn)：在只有重力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能和重力勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變。同樣可以證明：在只有彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能和彈性勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，總的機(jī)械能也保持不變。結(jié)論：在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能和彈性勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，總的機(jī)械能也保持不變。這就是機(jī)械能守恒定律。3．典型例題分析探究一、機(jī)械能守恒判斷例1、關(guān)于機(jī)械能是否守恒的敘述，正確的是()A.做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體機(jī)械能一定守恒B.做變速運(yùn)動(dòng)的物體機(jī)械能不可能守恒C.外力對(duì)物體做功為零時(shí)，機(jī)械能一定守恒D.若只有重力對(duì)物體做功，物體的機(jī)械能一定守恒探究二、機(jī)械能守恒的應(yīng)用例2、把一個(gè)小球用細(xì)線懸掛起來(lái)，就成為一個(gè)擺，如圖，擺長(zhǎng)為，最大擺角為，小球運(yùn)動(dòng)到最低位置時(shí)的速度是多大？探究三、除了重力以外的其他力做功與機(jī)械能變化的關(guān)系例3、如圖所示，一個(gè)小孩從粗糙的滑梯上加速滑下，對(duì)于其機(jī)械能的變化情況，下列判斷正確的是（）A.重力勢(shì)能減小，動(dòng)能不變，機(jī)械能減小B.重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增加，機(jī)械能減小C.重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增加，機(jī)械能增加D.重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增加，機(jī)械能不變教學(xué)反思機(jī)械能守恒定律是能量守恒定律的一個(gè)特例，要使學(xué)生對(duì)定律的得出、含義、適用條件有一個(gè)明確的認(rèn)識(shí)，這是能夠用該定律解決力學(xué)問(wèn)題的基礎(chǔ)。本節(jié)知識(shí)點(diǎn)包括：機(jī)械能守恒定律的推導(dǎo)；機(jī)械能守恒定律的含義和適用條件。機(jī)械能守恒定律是本章教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容，本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)是使學(xué)生掌握物體系統(tǒng)機(jī)械能守恒的條件；能夠正確分析物體系統(tǒng)所具有的機(jī)械能；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，是本節(jié)學(xué)習(xí)的難點(diǎn)之一。在教學(xué)中應(yīng)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。《機(jī)械能守恒定律》教學(xué)流程圖