河北省安平中學(xué)高中物理人教版必修二教案78機(jī)械能守恒定律1

課題：機(jī)械能守恒定律教學(xué)目標(biāo)

1．在已經(jīng)學(xué)習(xí)有關(guān)機(jī)械能概念的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)機(jī)械能守恒定律，掌握機(jī)械能守恒的條件，掌握應(yīng)用機(jī)械能守恒定律分析、解決問(wèn)題的基本方法。

2．學(xué)習(xí)從功和能的角度分析、處理問(wèn)題的方法，提高運(yùn)用所學(xué)知識(shí)綜合分析、解決問(wèn)題的能力。

二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析

1．機(jī)械能守恒定律是本章教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容，本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)是使學(xué)生掌握物體系統(tǒng)機(jī)械能守恒的條件；能夠正確分析物體系統(tǒng)所具有的機(jī)械能；能夠應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解決有關(guān)問(wèn)題。

2．分析物體系統(tǒng)所具有的機(jī)械能，尤其是分析、判斷物體所具有的重力勢(shì)能，是本節(jié)學(xué)習(xí)的難點(diǎn)之一。在教學(xué)中應(yīng)讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到，物體重力勢(shì)能大小與所選取的參考平面(零勢(shì)面)有關(guān)；而重力勢(shì)能的變化量是與所選取的參考平面無(wú)關(guān)的。在討論物體系統(tǒng)的機(jī)械能時(shí)，應(yīng)先確定參考平面。

3．能否正確選用機(jī)械能守恒定律解決問(wèn)題是本節(jié)學(xué)習(xí)的另一難點(diǎn)。通過(guò)本節(jié)學(xué)習(xí)應(yīng)讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到，從功和能的角度分析、解決問(wèn)題是物理學(xué)的重要方法之一；同時(shí)進(jìn)一步明確，在對(duì)問(wèn)題作具體分析的條件下，要能夠正確選用適當(dāng)?shù)奈锢硪?guī)律分析、處理問(wèn)題。

三、教具

演示物體在運(yùn)動(dòng)中動(dòng)能與勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化。

器材包括：麥克斯韋滾擺；單擺；彈簧振子。

四、主要教學(xué)過(guò)程

(一)引入新課

結(jié)合復(fù)習(xí)引入新課。

前面我們學(xué)習(xí)了動(dòng)能、勢(shì)能和機(jī)械能的知識(shí)。在初中學(xué)習(xí)時(shí)我們就了解到，在一定條件下，物體的動(dòng)能與勢(shì)能(包括重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能)可以相互轉(zhuǎn)化，下面我們觀察演示實(shí)驗(yàn)中物體動(dòng)能與勢(shì)能轉(zhuǎn)化的情況。

[演示實(shí)驗(yàn)]依次演示麥克斯韋滾擺、單擺和彈簧振子，提醒學(xué)生注意觀察物體運(yùn)動(dòng)中動(dòng)能、勢(shì)能的變化情況。

通過(guò)觀察演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生回答物體運(yùn)動(dòng)中動(dòng)能、勢(shì)能變化情況，教師小結(jié)：

物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，隨動(dòng)能增大，物體的勢(shì)能減??；反之，隨動(dòng)能減小，物體的勢(shì)能增大。

提出問(wèn)題：上述運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，物體的機(jī)械能是否變化呢？這是我們本節(jié)要學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容。

(二)教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)

在觀察演示實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，我們從理論上分析物理動(dòng)能與勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化的情況。先考慮只有重力對(duì)物體做功的理想情況。

1．只有重力對(duì)物體做功時(shí)物體的機(jī)械能

問(wèn)題：質(zhì)量為m的物體自由下落過(guò)程中，經(jīng)過(guò)高度h1處速度為v1，下落至高度h2處速度為v2，不計(jì)空氣阻力，分析由h1下落到h2過(guò)程中機(jī)械能的變化(引導(dǎo)學(xué)生思考分析)。

分析：根據(jù)動(dòng)能定理，有下落過(guò)程中重力對(duì)物體做功，重力做功在數(shù)值上等于物體重力勢(shì)能的變化量。取地面為參考平面，有

WG＝mgh1mgh2

由以上兩式可以得到

Ek1+Ep1=Ek2+Ep2

引導(dǎo)學(xué)生分析上面式子所反映的物理意義，并小結(jié)：下落過(guò)程中，物體重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，此過(guò)程中物體的機(jī)械能總量不變。

指出問(wèn)題：上述結(jié)論是否具有普遍意義呢？作為課后作業(yè)，請(qǐng)同學(xué)們課后進(jìn)一步分析物體做平拋和豎直上拋運(yùn)動(dòng)時(shí)的情況。

明確：可以證明，在只有重力做功的情況下，物體動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，而機(jī)械能總量保持不變。

提出問(wèn)題：在只有彈簧彈力做功時(shí)，物體的機(jī)械能是否變化呢？

2．彈簧和物體組成的系統(tǒng)的機(jī)械能

以彈簧振子為例(未講振動(dòng)，不必給出彈簧振子名稱，只需講清系統(tǒng)特點(diǎn)即可)，簡(jiǎn)要分析系統(tǒng)勢(shì)能與動(dòng)能的轉(zhuǎn)化。

明確：進(jìn)一步定量研究可以證明，在只有彈簧彈力做功條件下，物體的動(dòng)能與勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，物體的機(jī)械能總量不變。

綜上所述，可以得到如下結(jié)論：

3．機(jī)械能守恒定律

在只有重力和彈簧彈力對(duì)物體做功的情況下，物體的動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，物體機(jī)械能總量保持不變。這個(gè)結(jié)論叫做機(jī)械能守恒定律。

提出問(wèn)題：學(xué)習(xí)機(jī)械能守恒定律，要能應(yīng)用它分析、解決問(wèn)題。下面我們通過(guò)具體問(wèn)題的分析來(lái)學(xué)習(xí)機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用。在具體問(wèn)題分析過(guò)程中，一方面要學(xué)習(xí)應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解決問(wèn)題的方法，另一方面通過(guò)問(wèn)題分析加深對(duì)機(jī)械能守恒定律的理解與認(rèn)識(shí)。五、小結(jié)

1．在只有重力做功的過(guò)程中，物體的機(jī)械能總量不變。通過(guò)例題分析要加深對(duì)機(jī)械能守恒定律的理解。

2．應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解決問(wèn)題時(shí)，應(yīng)首先分析物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中是否滿足機(jī)械能守恒條件，其次要正確選擇所研究的物理過(guò)程，正確寫出初、末狀態(tài)物體的機(jī)械能表達(dá)式。

3．從功和能的角度分析、解決問(wèn)題，是物理學(xué)研究的重要方法和途徑。通過(guò)本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，逐步培養(yǎng)用功和能的觀點(diǎn)分析解決物理問(wèn)題的能力。

4．應(yīng)用功和能的觀點(diǎn)分析處理的問(wèn)題往往具有一定的綜合性，例如與圓周運(yùn)動(dòng)或動(dòng)量知識(shí)相結(jié)合，要注意將所學(xué)知識(shí)融匯貫通，綜合應(yīng)用，提高綜合運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力。

六、說(shuō)明

勢(shì)能是相互作用的物體系統(tǒng)所共有的，同樣，機(jī)械能也應(yīng)是物體系統(tǒng)所共有的