2024-2025學(xué)年高中物理第四章機(jī)械能和能源5機(jī)械能守恒定律教案2教科版必修2

PAGE3-機(jī)械能守恒定律教學(xué)目標(biāo):學(xué)問(wèn)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）駕馭機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容及得出過(guò)程；（3）會(huì)依據(jù)機(jī)械能守恒的條件推斷機(jī)械能是否守恒，能運(yùn)用機(jī)械能守恒定律解決有關(guān)問(wèn)題，并領(lǐng)悟運(yùn)用機(jī)械能守恒定律解決問(wèn)題的優(yōu)越性。過(guò)程與方法（1）學(xué)會(huì)在詳細(xì)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)說(shuō)明物理現(xiàn)象，分析物理問(wèn)題。3、情感、看法與價(jià)值觀通過(guò)機(jī)械能守恒定律的教學(xué)，使學(xué)生樹(shù)立科學(xué)的觀點(diǎn)，理解和運(yùn)用自然界客觀存在的規(guī)律，來(lái)解決生活中的實(shí)際問(wèn)題。教學(xué)重點(diǎn)：（1）駕馭機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容及其條件。（2）能在詳細(xì)問(wèn)題中推斷機(jī)械能是否守恒，并能運(yùn)用機(jī)械能守恒定律解決問(wèn)題。教學(xué)難點(diǎn)：從能的轉(zhuǎn)化和功能關(guān)系動(dòng)身理解機(jī)械能守恒的條件；能正確推斷探討對(duì)象在所經(jīng)驗(yàn)的過(guò)程中機(jī)械能是否守恒。教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)：引入新課碰鼻嬉戲：請(qǐng)一名學(xué)生上臺(tái)，老師將懸掛在鐵架臺(tái)上的小球拉至學(xué)生的鼻尖處由靜止釋放，學(xué)生在原位保持靜止不動(dòng)，請(qǐng)視察小球會(huì)撞到該學(xué)生的鼻子嗎？（不會(huì)）這個(gè)嬉戲背后什么樣的物理規(guī)律么？請(qǐng)同學(xué)們跟我一起進(jìn)入今日的課程學(xué)習(xí)，機(jī)械能守恒定律。復(fù)習(xí)導(dǎo)入前幾節(jié)我們學(xué)習(xí)了哪些形式的能？分別如何表示？（動(dòng)能和勢(shì)能，其中勢(shì)能包括重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能）請(qǐng)同學(xué)們視察下面的圖片，并分析這些過(guò)程中動(dòng)能和勢(shì)能的變更狀況?！臼幥锴А浚簭淖罡唿c(diǎn)往下走的過(guò)程中，重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增大，即重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為了動(dòng)能；從最低點(diǎn)又回到最高點(diǎn)的過(guò)程中，動(dòng)能減小，重力勢(shì)能增大，即動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能；這些過(guò)程說(shuō)明，動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化。那動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化是否存在某種定量的關(guān)系？試驗(yàn)探究分組試驗(yàn)（一）水平軌道上小車和重物的運(yùn)動(dòng)【數(shù)據(jù)處理】連續(xù)打兩點(diǎn)的時(shí)間間隔T＝ｓ小車質(zhì)量M=0.2kg重物質(zhì)量m=0.2kg序號(hào)重錘下落高度h(m)速度ｖ（ｍ/s）勢(shì)能變更量（）動(dòng)能變更量（）1

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分組試驗(yàn)（二）重物的自由落體運(yùn)動(dòng)【數(shù)據(jù)處理】連續(xù)打兩點(diǎn)的時(shí)間間隔T＝ｓ重物質(zhì)量m=0.2kg序號(hào)重錘下落高度h(m)速度ｖ（ｍ/s）勢(shì)能變更量（）動(dòng)能變更量（）1

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分別請(qǐng)兩組的同學(xué)展示小組試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)比分析兩組試驗(yàn)的數(shù)據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生得出機(jī)械能守恒的條件。先展示自由落體運(yùn)動(dòng)，發(fā)覺(jué)勢(shì)能的變更量與動(dòng)能的變更量大致相同，重力勢(shì)能幾乎全部轉(zhuǎn)化為了重物的動(dòng)能，而機(jī)械能的總量是保持不變的；再展示水平軌道上小車與重物的運(yùn)動(dòng)，發(fā)覺(jué)勢(shì)能和動(dòng)能的變更量有較大的差異，問(wèn)：造成兩組試驗(yàn)結(jié)果差異的緣由是什么？（小車與軌道間有摩擦力）也就是說(shuō)機(jī)械能的總量要保持不變須要滿意肯定的條件，請(qǐng)同學(xué)們總結(jié)機(jī)械能守恒的條件。為什么自由落體運(yùn)動(dòng)中勢(shì)能變更量和動(dòng)能變更量還是有差異呢？（有空氣阻力）若是在沒(méi)有摩擦力的志向狀況下，機(jī)械能是否完全守恒呢?我們可以回憶一下伽利略的志向斜面試驗(yàn)，以前我們是從力和運(yùn)動(dòng)的角度來(lái)看待志向斜面試驗(yàn)，現(xiàn)在我們可以從能量的角度來(lái)重新理解志向斜面試驗(yàn)。將小球從斜面上的A點(diǎn)無(wú)初速度釋放，小球總能到達(dá)另一斜面的同一高度，初態(tài)和末態(tài)的機(jī)械能是守恒的。小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，受哪些力的作用？（重力和支持力）其中支持力不做功，所以機(jī)械能守恒的條件是只有重力做功，而不是物體只受重力。（四）機(jī)械能守恒條件的應(yīng)用：推斷下列狀況中機(jī)械能是否守恒。請(qǐng)同學(xué)們用剛學(xué)習(xí)的機(jī)械能守恒定律，說(shuō)明課前的碰鼻嬉戲，為什么小球肯定不會(huì)撞到試驗(yàn)者的鼻子？為什么在試驗(yàn)時(shí)老師要強(qiáng)調(diào)小球要無(wú)初速度靜止釋放以及試驗(yàn)者必需保持在原位靜止不動(dòng)？從志向的狀況來(lái)說(shuō)，當(dāng)小球從鼻尖處?kù)o止釋放，初位置的機(jī)械能就等于該高度處物體具有的重力勢(shì)能，而在小球搖擺過(guò)程中，由于只有重力做功（拉力方向始終與速度方向垂直）機(jī)械能始終守恒，于是小球擺回到原來(lái)高度時(shí)速度已