《機械能守恒定律》教案

第四章機械能和能源4.4機械能守恒定律（學(xué)案）廣東第二師范學(xué)院番禺附屬中學(xué)杜康1．知識與技能（1）了解動能與重力勢能之間的相互轉(zhuǎn)化，初步領(lǐng)會機械能守恒定律的內(nèi)容。（2）會正確推導(dǎo)自由落體過程中的機械能守恒定律。（3）正確理解機械能守恒定律的含義及適用條件，并能判斷物體機械能守恒的條件，會合理選擇零勢面。（4）分析實際生活中的事例，進一步理解機械能守恒定律的含義及適用條件。（5）掌握應(yīng)用機械能守恒定律的解題步驟，知道機械能守恒定律處理問題的優(yōu)點，提高運用所學(xué)知識綜合分析、解決問題的能力。2．過程與方法(1)通過討論與交流，使學(xué)生知道物體的動能和勢能之間是如何實現(xiàn)相互轉(zhuǎn)化的.(2)通過理論推導(dǎo)，掌握機械能守恒定律的推導(dǎo)方法與過程。(3)通過討論與交流，知道機械能守恒的條件——只有重力和彈力做功．加深對機械能守恒條件的理解。(4)通過例題的講解，掌握應(yīng)用機械能守恒定律解題的一般步驟，知道利用機械能守恒定律解題的優(yōu)點。3．情感、態(tài)度與價值觀(1)通過討論與交流，培養(yǎng)學(xué)生勤于思考的習(xí)慣、積極合作的態(tài)度、敢于提出問題的膽識、準確的表述能力。(2)通過理論推導(dǎo)機械能守恒定律，培養(yǎng)學(xué)生靈活應(yīng)用所學(xué)知識的能力，提高學(xué)生的推理論證能力。(3)通過對例題的分析，培養(yǎng)學(xué)生靈活處理實際問題的能力，如將實際問題抽象化，抓住主要因素而忽略次要因素等能力。4.重點1．正確理解機械能守恒定律的含義及適用條件。2.會用機械能守恒定律解決力學(xué)問題。5.難點：推導(dǎo)機械能守恒定律。三、教學(xué)過程：（一）引入新課：1、復(fù)習(xí)(為守恒定律的推導(dǎo)做準備)動能定理的內(nèi)容？2、提問：什么是機械能？解答：動能和勢能統(tǒng)稱為機械能，勢能包括重力勢能和彈性是能。機械能用E表示。（板書）E=EK+EP3、動能與勢能之間的相互轉(zhuǎn)化以下情境中，存在什么樣的機械能轉(zhuǎn)化，分別是什么力做功引起的？小球由最低點擺到最高點的過程中，能增大，能減少。力做功，引起能向能轉(zhuǎn)化；“飛流直下”過程中，能增大，能減少。力做功，引起能向能轉(zhuǎn)化；“放箭”的過程中，能增大，能減少。力做功，引起能向能轉(zhuǎn)化；總結(jié)：動能和勢能之間的相互轉(zhuǎn)化是由做功引起的。3、在只有重力或者彈力做功時，動能和勢能的內(nèi)部轉(zhuǎn)化遵循什么樣的定量關(guān)系呢？這就是我們這堂課要研究的機械能守恒定律的知識。板書課題：機械能守恒定律（二）進行新課：1．機械能守恒定律的推導(dǎo)：以自由落體運動的小球作為研究對象，設(shè)置物理情景，探究在只有重力做功時，動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化的定量關(guān)系，進而加以擴展。在圖1中，質(zhì)量為m的物體從O點自由下落，以地面作為零勢能面，下落過程中任意兩點A和B只有重力做功，A→B的過程，由動能定理得將上式展開移項即也可寫成由上面的分析可知，在只有重力做功的情況，存在著什么樣的機械能轉(zhuǎn)化規(guī)律？問題：（1）如果有摩擦力做功，或者其他外力對小球做功，上述規(guī)律是否依然成立？（2）上述規(guī)律成立的條件是什么？總結(jié)：在只有重力做功的中，動能和重力勢能之和即總機械能保持不變。歸納總結(jié)出：在只有重力做功的情況下，物體的動能和重力勢能相互轉(zhuǎn)化，物體的機械能總量保持不變。2．機械能守恒定律（1）．內(nèi)容：在只有重力做功的情況下，物體的動能和重力勢能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機械能的總量保持不變．板書1.適用條件：只有重力做功；板書2．在只有彈力做功的情形下，物體系（彈簧和物體）的機械能也守恒。通過以上學(xué)習(xí)，我們可以歸納出機械能守恒定律的適用條件：只有重力或彈力做功，沒有任何外力做功。練習(xí)：（學(xué)生對機械能守恒定律的適用條件應(yīng)該有明確的認識，并且會根據(jù)適用條件判斷具體過程中機械能是否守恒，這是應(yīng)用機械能守恒定律解決問題的前提。）【練習(xí)1】：下列物體的運動過程中，機械能守恒的有（）A沿斜面勻速下滑B豎直上拋運動C小球以一定的初速度沖上光滑的斜面D用細繩拉著物體豎直向上作勻加速直線運動E物體以5m/s2 的加速度向下作勻加速直線運動過程：學(xué)生先獨自判斷，老師在黑板上將各題的情景畫草圖在黑板上；學(xué)生進行受力分析。提醒：只有重力做功不等于只受重力！【練習(xí)4】（利用機械能守恒定律解題）總結(jié)：應(yīng)用機械能守恒定律的基本思路：選取研究對象----物體。根據(jù)研究對象所經(jīng)歷的物理過程，進行受力，做功分析，判斷機械能是否守恒。恰當?shù)剡x取參考平面，確定研究對象在過程的初、末態(tài)時的機械能。根據(jù)機械能守恒定律列方程，進行求解。完成學(xué)案練習(xí)：課堂小結(jié)：1．機械能守恒定律：在只有重力或彈力做功的情況下，物體的動能和重力勢能或彈性勢能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機械能的總量保持不變．2．應(yīng)用機械能守恒定律的基本思路：eq\o\ac(○,1)選取研究對象----物體系或物體。eq\o\ac(○,2)根據(jù)研究對象進行受力，做功分析，判斷機