《第04节 机械能守恒定律》教学设计2

机械能守恒定律教学设计【教材分析】.机械能守恒定律一节的内容与本章的各节内容有紧密的逻辑关系，是全章知识链中重要的一环，机械能守恒定律的探究建立在前面所学知识的基础上，而机械能守恒定律乂是普遍的能量守恒定律的一种特殊情况，教材通过“做一做”小实验展示了与探究守恒量的联系，通过多个具体实例，先猜测动能和势能的相互转化的关系，引出对机械能守恒定律及守恒条件的探究，联系重力势能和重力做功及弹性势能与弹力做功的关系的学习，由定性分析到定量计算，逐步深入，最后得出结论，并通过应用使学生领会定律在解决实际问题时的优越性在教学设计时，要根据教材内在的逻辑关系和学生认知的发展规律来设计教学活动的基本流程，力求达到最优化的组合本设计力图通过生活实例和物理实验，展示相关情景，激发学生的求知欲，引出对机械能守恒定律的探究,体现从“生活走向物理”的理念，通过建立物理模型，由浅入深进行探究,让学生领会科学的研究方法,并通过规律应用巩固知识,体会物理规律对生活实践的作用【教学目的】㈠知识与技能

1、知道什么是机械能，理解物体的动能和势能可以相互转化；

2、理解机械能守恒定律的内容和适用条件；

3、会判定具体问题中机械能是否守恒，能运用机械能守恒定律分析实际问题

（二）过程与方法

1、学习从物理现象分析、推导机械能守恒定律及适用条件的研究方法

2、初步掌握运用能量转化和守恒来解释物理现象及分析问题的方法㈢情感、态度与价值观体会科学探究中的守恒思想，养成探究自然规律的科学态度，领悟机械能守恒规律解决问题的优点，形成科学价值观【教学重点】

1、机械能守恒定律的推导与建立，以及机械能守恒定律含义的理解；

2、机械能守恒定律的条件和机械能守恒定律的实际应用【教学难点】

1、机械能守恒的条件及对机械能守恒定律的理解

2、能正确分析物体系统内所具有的机械能，判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒【教学器材】钢球、细线、小球、钉子，铁架台、弹簧振子，视频等【教学过程】

一、导入新课

1.出示思考题

①本章中我们学习了哪几种形式的能它们各是如何定义的沱们的大小各由什么决定

②动能定理的内容和表达式是什么？

③重力所做的功与物体重力势能的变化之间有什么关系？

2.学生回答

①本章我们学习了以下几种能动能、重力势能、弹性势能物体由于运动而具有的能叫动能，动能与物体的质量及运动的速度有关物体由于被举高而具有的能叫重力势能，重力势能与物体的质量及被举高的高度有关物体由于发生弹性形变而具有的能叫弹性势能，弹性势能与形变的程度有关

②动能定理的内容是合力对物体所做的功等于物体动能的变化，即卬=卬氏-EK八八21

③重力所做的功和物体重力势能之间变化的关系为W=E-E ur\r2G PP

3.教师总结

①同学们要注意动能定理中动能的变化量是末动能减去初动能，而重力做功与重力势能改变之间关系式中初位置的重力势能与末位置重力势能的差

②引入动能、重力势能、弹性势能属于力学范畴，统称为机械能机械能动能和势能（重力势能和弹性势能）统称为机械能

（一）

1、展示下述物理情景A、自由下落；B、弹簧振子C、单摆

2、学生分析上述物理情景中能量是如何转化的？学生答A、球在上升过程中，动能转化为重力势能；球在下落过程中，重力势能又转化为动能B、弹簧在和物块的往复运动过程中，动能和弹簧的弹性势能发生相互转化

3、教师讲分析的很全面，通过上述分析，我们得到动能和势能之间可以相互转化，那么在动能势能的转化过程中，动能和势能的和有什么变化呢？

二、新课教学下边我们来做一个实验

①介绍实验装置如图所示

②做法a、把球拉到A点，然后放开，观察小球摆动到右侧时的位置和位置A间的关系b、把球同样拉到A点，在0点用尺子挡一下观察小球摆动到右侧时的位置,并比较该位置和释放点A之间的关系

③通过观察到的现象，分析后你得到什么结论？

5、学生总结现象学生甲在做法a中，小球可以摆到跟释放点A高度相同的C点；在做法b中，小球仍可以到达跟释放点A高度相同的C点学生乙在做法a中，小球可以摆到跟释放点A高度几乎相同的C点，在做法b中，小球可以到达跟释放点A点高度几乎相同的C点

6、针对上述结论展开讨论后得到如果不考虑阻力作用，即物体只受到重力作用时，学生甲的结论正确；如果考虑空气阻力作用，学生乙的结论正确教师总结小球在摆动过程中重力势能和动能在不断转化在摆动过程中，小球总能回到原来的高度可见，重力势能和动能的总和，即机械能应该保持不变提出研究方法由简单到复杂，罗列情景，归纳出守恒的条件⑴只受重力作用分析引导学生自主探究，不失一般性，设下落过程中经过高度小的A点速度V],高度h的B点时速度为以，由同学用学习2过的知识（牛顿定律或动能定理），分析下落过程中A、B两位置的机械能之间的数量关系A点到B点，W=—mv22--mvi2=22G由重力做功和重力势能变化的关系有K KIE2-£WQ=mgh\-mgh2=Ep\~Ep2得至U E2~E1=Ep i-E2

①K KP移项后，得尸即E I=E EPI+EK EPZ+EKZ

②2引导学生讨论式

①的含义是什么？式

②的含义又是什么？在表达式

①中左边是物体动能的增加量，右边是物体重力势能减少量，该表达式说明物体在下落过程中，重力做了多少正功，物体的重力势能就减小多少，同时物体的动能就增加多少在表达式

②中，左边是物体在末位置时的机械能，右边是物体在初位置时的机械能，该式表示动能和势能之和即总的机械能保持不变⑵只有重力做功分析单摆（由同学推导，分析）小结摆球摆动过程受重力与细线拉力，两拉力方向始终与运动方向垂直，不做功，则上式推导过程及结论都相同⑶分析守恒条件引导学生弄清两个物理情景的共同点哪些力做功？哪些能间进行转化？通过实验和理论推导的证明只有重力做功时，物体系统内的机械能守恒（此处应说明重力势能是物体和地球组成的系统具有的）⑷只有弹力做功分析提出问题势能包括重力势能和弹性势能，只有弹力做功时，机械能与守恒吗？由同学讨论振动过程的能量转化和实验结论，结合前面已经探究过的弹力做功与弹性势能的关系，类比重力做功，进行分析结论只有弹力做功时，系统机械能守恒⑸系统内只有重力和弹力做功分析实验5竖直弹簧振子的振动，观察现象，作出分析共同分析，得出结论（板书）⑹分析守恒条件，归纳结论在只有重力和弹力做功的物体系统内，动能和势能可以互相转化，而总的机械能保持不变⑺引导学生分析结论，加深理解“在只有重力和弹力做功的物体系统内”是机械能守恒的条件“而总的机械能保持不变”是结论“动能和势能可以互相转化”是系统内重力或弹力做功的结果从能量转化角度看，机械能守恒定律是普遍的能量守恒定律的一种特殊情况条件系统内只有重力（或弹力）做功公式（E1=E2）（板书）EPI+EK1=EP2+EK2⑻共同分析书本中的思考与讨论一小球在真空中下落，有一质量相同的小球在粘滞性较大的液体中匀速下落，它们都因高度为⑶的地方下落到心的地方，在两种情况下，重力所做的功相等吗？重力势能各转化为什么形式的能？机械能守恒吗？

三、完成留白、机械能？

1、守恒条件？

2、守恒定律？3共同完成课后习题，学生讲，学生评。