2020-2021学年高中物理-第四章-机械能和能源-第5节-验证机械能守恒定律教案2-粤教版必修2.doc

2020-2021学年高中物理 第四章 机械能和能源 第5节 验证机械能守恒定律教案2 粤教版必修2

2020-2021学年高中物理 第四章 机械能和能源 第5节 验证机械能守恒定律教案2 粤教版必修2

年级：
姓名：

- 8 -

第5节 验证机械能守恒定律
教学目标
1.知识与技能
1、掌握机械能守恒定律的含义，知道机械能守恒的条件，会合理选择零势面；
2、掌握应用机械能守恒定律分析、解决力学问题的基本方法；
3、掌握应用机械能守恒定律的解题步骤，知道机械能守恒定律处理问题的优点，提高运用所学知识综合分析、解决问题的能力。
2.过程与方法
1、通过讨论与交流，使学生知道物体的动能和势能之间是如何转化的；
2、通过理论推导，掌握机械能守恒定律的推导过程；
3、通过讨论与交流，对机械能守恒定律的条件加以推广；
4、通过例题的讲解，掌握应用机械能守恒定律解题的一般步骤，知道利用机械能守恒定律解题的优点，
3.情感态度与价值观
1、通过讨论与交流，培养学生勤于思考的习惯、积极合作的态度、敢于提出问题的胆识、准确的表达能力；
2、通过理论推导机械能守恒定律，培养学生灵活应用所学知识的能力，提高学生的推理能力
考纲要求

重力做功与重力势能　机械能守恒定律及其应用　II

教学重点
1、机械能守恒定律
2、机械能守恒成立的条件
教学难点
机械能守恒定律的应用
器材媒体
实验器材有细绳，重物，铁架台等

课件、动画

教学方法

实验、讲解、归纳、推理，讨论
教学设计（配合课件使用，问题答案在课件上）
备注
一、课前复习：
1. 重力势能有什么特点？
2. 动能、重力势能的表达式？
3. 重力做功与重力势能变化的关系？
4. 动能定理的表达式？
二、课前自学
1.寻找守恒量
一个质量为1kg的物体从离地面20m高处自由下落，求下降0、5m、10m、20m时速度、动能、重力势能及重力势能和动能的总和（g=10m/s2），以地面为零势能面。

下降的高度（m）
速度（m/s）
动能（J）
重力势能（J）
势能和动能的总和（J）
0
0
0
200
200
5
10
50
150
200
10
10
100
100
200
20
20
200
0
200
三、新课学习
1. 引入新概念-------什么是机械能？
机械能定义：动能和势能(重力势能、弹性势能)的总和 统称机械能。
思考：动能与重力势能之间可以相互转化吗?(举例说明）

例子：蹦床运动——重力势能、弹性势能、动能之间的相互转化
瀑布————重力势能转化为动能
撑杆跳高——重力势能、弹性势能、动能之间的相互转化
结论：不同形式的能量之间是可以相互转化的，动能和势能亦如此。
过渡：动能和势能可以相互转化，转化是通过什么途径完成的呢？在转化的过程中有哪些规律可以遵循呢？
2.探究机械能守恒的条件（重力做功情况）
【思考1】如下图中，质量为m的物体均从高为h1的A点运动到高为h2的B点，接触面光滑，不计阻力，求这四个过程中重力对物体做的功？
提示：

【思考2】.若物体在A、B点的速度为v1、v2,不计阻力，求这四个过程中合力对物体做的功与物体动能变化的关系？
提示：

【思考3】上述四个过程中能量如何转化？
提示：动能与重力势能在相互转化

【思考4】物体在运动过程中机械能有变化吗？如何证明？
提示：

【思考5】 如何理解守恒
提示：“守恒”是一个动态概念，指在动能和势能相互转化的整个过程中的任何时刻、任何位置，机械能总量总保持不变．
【思考6】通过上面的例子，总结物体在什么情况下机械能保持不变？
提示：
1.只受重力做功，只有重力做功
2.受其它力作用但其它力不做功，只有重力做功
【思考7】物体除重力外也受其他力，其他力也做功，机械能还守恒吗？如何证明？
提示：3.除重力外也受其他力，其他力也做功，只要其他力做功的代数和为零，也等同“只有重力做功”
3.新规律---机械能守恒定律（重力做功情况）
（1）内容：在只有重力做功的情况下，物体的动能和重力势能发生相互转化，而总的机械能保持不变，这个结论叫做机械能守恒定律。
（2）守恒的条件： 只有重力做功
（3）机械能守恒定律研究对象是： 物体和地球组成的系统
（4）适用范围： 物体运动轨迹可以是直线也可以是曲线，可以是一个物体也可以是多个物体组成系统，只要满足机械能守恒条件，物体组成系统机械能就守恒。
4.巩固练习
【例题1】判断下列各题中物体的机械能是否守恒？如何判断？
（1）物体沿光滑的斜面下滑过程
提示：机械能守恒

（2）物体沿斜面匀速下滑过程
提示：机械能不守恒

题后方法总结：方法1： 从做功的角度判断 ，是否满足“只有重力做功”
方法2： 从能量角度判断 ，运动过程中物体只有动能和势能之间转化，机械能（动能和重力势能 之和）是否不变

【练习1】判断下列各题中物体的机械能是否守恒？如何判断？

提示：机械能不守恒 提示：机械能守恒
【练习2】判断下列各题中物体的机械能是否守恒？如何判断？

（1）将小球斜抛出去后(不计阻力) ，空中运动过程中 （2） 将细绳拉成水平位置从静止释放小球，在悬点下方O’处绳子碰到一钉子，小 球从左到右过程中。

提示：机械能守恒 提示：机械能守恒
5.学以致用
回顾引入实验：（学以致用）用细绳把铁锁吊在高处，并把铁锁拉到鼻子尖前释放，保持头的位置不动，铁锁摆回来时，会打到鼻子吗？试试看，并解释原因．

提示：不会打到鼻子．联想伽利略的理想斜面实验，若没有阻力，铁锁刚好能回到初位置，遵循机械能守恒定律
四、 本课小结（本节课）

这节课我们主要以自由落体运动为例，讨论了势能和动能相互转化的情况，并总结出了在只有重力做功的情况下，物体的机械能是守恒的结论，同学们课下要认真体会守恒定律的意义，并能够判断定律成立的条件并应用定律求解相关的问题。是不是只有重力做功情况下物体的机械能是守恒的呢？如果有弹力做功，有弹性势能转化的情况又如何呢?同学们回去思考一下，下节课我们一起来完善本规律的内容。
五、 课后作业
1. 思考题：是不是只有重力做功情况下物体的机械能是守恒的呢？如果有弹力做功，有弹性势能转化的情况又如何呢?
2. 完成《金版》本节配套练习A组题

要求学生提前复习和自学

课前完成（自己发现规律）

提问（贴近生活）

学生主要的活动(以问题的形式推动课程循序渐进)

师生一起总结规律

巩固练习加强对规律的理解（从易到难）

学以致用（让学生有成功感）

拓展思考
教学反思
本节课先通过课前学生自学提高学生的自主学习能力和为新课程学习做准备，教学设计中让学生通过对自由落体运动中主动寻找和发现规律(发现法），引出新概念，激发学生研究新规律的动力，在设计研究思考问题中逐步推进，循序渐进，并对书本例题进行拓展，比较容易让学生归纳出机械能守恒的条件（只有重力做功情况及等效情况），本节课可以改进第一个演示实验效果会更好(受课室条件限制）。