7.8《机械能守恒定律》教案

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时间:2018-03-07

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1、7.8机械能守恒定律教案一、教案背景1.面向学生:高中2.学科:物理3.课时:1课时4.学生课前准备:①复习动能和势能的相关知识;②预习新课二、教学课题通过能量守恒的教学,使学生树立科学观点,理解和运用自然规律,并用来解决实际问题。1、知道什么是机械能,知道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3、在具体问题中,能判定机械能是否守恒三、教材分析《机械能守恒定律》是人教版高中物理必修二第七章《机械能》第八节的教学内容,主要学习机械能守恒定律,掌握机械能守恒的条件,本节内容是本章的主要内容,占有重要地位。教学重点

2、:1、从能的转化和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过程中机械能是否守恒教学准备:1.教师的教学准备:多媒体课件制作课前预习学案课内探究学案课后延伸拓展学案2.教具准备:投影仪、细线、小球,带标尺的铁架台、弹簧振子3.学生的学习准备:预习并填写学案四、教学方法探究、讲授、交流讨论、练习7五、教学过程(一)预习检查、总结疑惑检查落实学生的预习情况并了解学生的疑惑,使教学具有针对性(二)导入新课教师利用事先准备好的演示器材,请同学配合,指导他们完成一个小游戏,让同学们认真观察并思考游戏里面的科学道理。器

3、材:细线、小钢球、铁架台实验:拉开用细线悬挂的小球,以“勇敢”学生的鼻尖为初始位置释放,观察该同学的反应,小球能否碰到该同学的鼻子呢?教师活动:前面我们学习了动能、势能和机械能的知识,并了解到在一定条件下,物体的动能与势能可以相互转化,动能与势能相互转化的例子在生活中很多,请同学们举出生活中的例子来说明动能与势能的相互转化。(三)、进行新课一.动能与势能的相互转化1.机械能1)概念:物体的动能、势能的总和,即E=EK+EP1)机械能是标量,具有相对性(需要设定势能参考平面)3)机械能之间可以相互转化2.观看视频资料:荡秋千、翻

4、滚过山车、撑杆跳高、瀑布等视频资料,让学生深刻感受各种多彩的动能与势能发生相互转化的过程。7教师:我们先来看自由落体运动的物体,自由落体运动是一种最简单的加速运动,在这个运动过程中能量是怎样转化的?学生:在自由落体运动中,物体在下落的过程中速度不断增大,动能是增加的;而随着高度的减小,物体的重力势能是减少的。教师:在竖直上抛过程中能量的转化情况是怎样的?学生:在竖直上抛过程中,先是物体的动能减少,重力势能增加,然后是重力势能减少,动能增加.教师:我们下面再看这样一个例子:(演示:如图,用细线、小球、带有标尺的铁架台等做实验。把

5、小球用细线悬挂起来,把小球拉到一定高度A点,然后放开,小球在摆动过程中,重力势能和动能相互转化。我们看到,小球可以摆到跟A点等高的C点,如图甲。如果用尺子在某一点挡住细线,小球不能摆到C点,但摆到另一侧时,也能达到跟A点相同的高度,如图乙)教师:在这个小实验中,小球的受力情况如何?各个力的做功情况如何?这个小实验说明了什么问题?学生:小球在摆动过程中受重力和绳的拉力作用。拉力和速度方向总垂直,对小球不做功,只有重力对小球能做功。7实验证明,小球在摆动过程中重力势能和动能不断转化。在摆动过程中,小球总能回到原来的高度。可见,二者

6、的总和不变。二、机械能守恒定律现在我们以做自由落体运动的小球为例,从理论上探究势能与动能之间发生转化,机械能的总量遵循什么规律?如图所示,一个质量为m的物体从A点自由下落,经过离地面高度为h1的B点时速度为v1,下落到高度为h2的C点时速度为v2,试写出物体在B点时的机械能和在C点时的机械能,并找到这二个机械能之间的数量关系。理论推导过程物体只有重力做功根据动能定理得:     (1) 又据重力做功与重力势能的关系得到: (2)由(1)(2)两式可得(3)移项得:(4)引导学生分析讨论上面表达式的物理意义:等号的左侧表示末态的

7、机械能,等号的右侧表示初态的机械能,表达式表明初态跟末态的机械能相等。即在小球下落的过程中,重力势能减小,动能增加,减小的重力势能转化为动能。提问:此表达式具有普遍意义吗?还是仅在只受重力的自由落体运动中成立?引导学生自己推导竖直上抛、平抛的过程是否成立。引导学生分析在上述过程中物体的受力情况。7可以证明,在只有重力做功的情况下,物体动能和势能可以相互转化,而机械能总量保持不变。拓展:在只有弹力做功的牨体系统内呢?课件展示:展示弹簧振子的运动情况,分析物理过程.对弹簧与小球的运动过程简要分析,得到动能与势能的转化关系,并明确:

8、在只有弹力对物体做功时物体的机械能守恒。通过上面只有重力做功与只有弹力做功两个部分的推导,师生总结机械能守恒定律的内容:在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能与势能可以相互转化,而总的机械能保持不变。表达式:Ek2+Ep2=Ep1+Ek1三、机械能守恒定律的条件根据机械能守恒

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