高中物理机械能守恒定律教学设计学情分析教材分析课后反思Word格式文档下载.docx

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2.机械能守恒定律的推倒及表达式的理解

3.通过实验验证物体下落过程机械能守恒

教学难点

1．从功能关系出发理解机械能守恒的条件

2．能正确判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒

新课教学

一）创设情境，引入新课

1．通过“碰鼻”游戏提起学生的兴趣，并初步感受守恒的实例。

2．结合游戏中出现的物理量，给出机械能的定义。

3．用多媒体展示下述物理情景：

A、高台滑雪；

B、撑杆跳高；

C、单摆；

D、弹簧振子。

让学生分析在上述物理情景中动能、势能是如何转化的？

之后让同学们分析，“碰鼻”游戏中，为何摆锤返回后不会碰到参与游戏的同学。

此过程分成多个阶段，每个阶段动能、势能如何变化？

通过上述分析，我们得到动能和势能之间可以相互转化，那么在动能和势能的转化过程中，动能和势能的和是否真的保持不变？

二）理论探究

思考题：

如图所示，一个质量为m的物体自由下落，经过高度为h1的A点时速度为v1，下落到高度h2为的B点时速度为v2，试写出物体在A点时的机械能和在B点时的机械能，并找到这二个机械能之间的数量关系。

A点的机械能等于：

mv12/2＋mgh

B点的机械能等于：

mv22/2＋mgh2

由于物体只受重力作用，据动能定理得：

WG＝mv22/2－mv12/2

又据重力做功与重力势能的关系得到：

∴mv22/2－mv12/2＝mgh1－mgh2

∴mv22/2＋mgh2＝mgh1＋mv12/2

用多媒体展示评析中得到的表达

mv22/2－mv12/2＝mgh1－mgh2①

mv22/2＋mgh2＝mgh1＋mv12/2②

学生讨论：

上述两个表达式说明了什么？

讨论后学生回答。

（3）实验探究

实验步骤：

①按照图示放置打点计时器，限位孔要伸出桌面

②将纸带下端与重物相连，上端穿过计时器

③接通电源，待计时器工作稳定后释放纸带

④及时切断电源，取下纸带

⑤整理器材，使器材复位

数据处理：

①在纸带上取相距较远的两个点A、B

②测量AB间距∆h，计算A、B两点的速度,填入表格

③计算减少的重力势能mg∆h,及增加的动能mv2/2，填入表格

④得出结论

我们分别用EK1和EK2表示物体的初动能和末动能，用EP1和EP2分别表示物体在初位置的重力势能和末位置的重力势能，则得到：

EK1+EP1=EK2+EP2，也就是初位置的机械能等于末位置的机械能，即机械能是守恒的。

（三）机械能守恒的条件

1.上边我们通过推导得到了机械能是守恒的这一结论，下边同学们思考：

前面给出的情景中

B、单摆；

有什么相同和不同之处？

从上述运动中，你能猜想一下：

机械能在什么情况下守恒吗？

教师总结：

通过上述分析，我们得到：

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，但机械能的总量保持不变，这个结论叫机械能守恒定律。

板书：

机械能守恒定律

①条件：

只有重力做功。

②结论：

机械能的总量保持不变。

投影仪出示讨论题。

①所谓的只有重力做功与物体只受重力有什么不同。

学生：

所谓的只有重力做功，包括两种情况：

a.物体只受重力，不受其他的力。

b.物体除重力外还受其他的力，但其他力不做功。

而物体只受重力仅包括一种情形。

2、前面给出的情景中

A、弹簧振子；

得到结论：

如果有弹力做功，动能和弹性势能之和保持不变，即机械能守恒。

所谓只有弹力做功，包括哪几种情况？

包括以下两种情况：

第一种情况：

物体只受弹力作用，不受其他的力；

第二种情况：

物体除受弹力外还受其他的力，但其他的力不做功。

（4）机械能守恒定律的应用

例1在距离地面20m高处,以15m/s的初速度水平抛出一小球，不计空气阻力，取g=10m/s2，求小球落地速度大小.

总结：

应用机械能守恒定律解题的步骤

（1）根据题意选取研究对象（物体或系统）．

（2）明确研究对象的运动过程，分析研究对象在过程中的受力情况，弄清各力做功的情况，判断机械能是否守恒．

（3）恰当地选取零势能面，确定研究对象在过程中的始态和末态的机械能．

（4）根据机械能守恒定律列方程，并求解结果．

（五）巩固练习：

（六）小结：

本节课我们学习了机械能守恒定律

1．我们说机械能守恒的关键是：

只有重力或弹力做功；

2．在具体判断机械能是否守恒时，一般从以下两方面考虑：

①对于某个物体，若只有重力做功，而其他力不做功，则该物体的机械能守恒。

②对于由两个或两个以上物体（包括弹簧在内组成的系统，如果系统只有重力做功或弹力做功，物体间只有动能、重力势能和弹性势能之间的相互转化，系统与外界没有机械能的转移，系统内部没有机械能与其他形式能的转化系统的机械能守恒。

板书设计

1、动能和势能统称为机械能。

2、机械能守恒定律：

①在只有重力做功的条件下，物体的动能和重力势能相互转化，但机械能的总量保持不变。

②在只有弹力做功的条件下，物体的动能和弹性势能相互转化，但机械能的总量保持不变。

3、表达式：

3、机械能守恒的条件：

①系统内只有重力或只有弹力何做功；

②系统内的摩擦力不做功，一功外力都不做功。

学情分析

学生在初中学习过有关机械能的概念，在此基础上学习机械能守恒定律学生比较容易理解，但守恒的思想、概念、规律，抽象性强，学生真正掌握和灵活运用还是有一定的困难。

这就需要在授课过程中通过多种方式、多种途径，从身边的实例出发，抽丝剥茧，细致分析。

效果分析

本节课从典型事例定性分析到定量计算，再结合一般过程做出理论推导，再借助“落体法”做出实验的验证，最终总结出机械能守恒定律，并阐释机械能守恒的实质。

符合由特殊到一般、由定性到定量的探究规律。

在探究、推理过程中，有利于培养学生的分析推理能力、探索发现能力及实验动手能力。

本节课学生参与积极，思维活跃，认知、过程、体验等目标达成度高，知识掌握准确无误，练习及例题完成效果也非常好。

教材分析

一、在教材中的地位

本节课的内容是人教版高中物理必修二第七章第8节。

能量守恒定律是十九世纪自然科学三大发现之一，对辩证唯物主义思想的建立起了重要作用，是学生树立辩证唯物主义观点的重要基础之一。

能量转化和守恒思想贯穿整个高中教材，是认识自然、掌握自然规律的重要“工具”。

机械能守恒则是能量转化和守恒的启蒙，起着承前启后的作用。

同时机械能守恒定律在高考中也占有一定分值，因此本节课程学习就显得极为重要。

2、教材的处理

教材以自由落体为例通过理论推导很快得出机械能守恒定律，这对学生掌握知识和训练思维及发展能力有欠缺。

评测练习

1．如图所示装置中，木块与水平桌面间的接触面是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短，则从子弹开始射木块到弹簧压缩至最短的整个过程中（　　）

A．子弹与木块组成的系统机械能守恒

B．子弹与木块组成的系统机械能不守恒

C．子弹、木块和弹簧组成的系统机械能守恒

D．子弹、木块和弹簧组成的系统机械能不守恒

2、下列几种情况中，机械能一定守恒的是：

（）