机械能守恒定律教案

机械能守恒定律教案

一、教学目标

知识与技能

1、掌握什么是机械能，理解物体的动能和势能之间可以相互转化

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。

过程与方法

学习从物理现象分析、推导机械能守恒定律及其适用条件的研究方法；

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。

情感、态度与价值观

通过对机械能守恒定律的学习，我们要逐步培养起善于观察、分析、探究并运用自然规律的科学态度，形成科学的价值观。

二、重点、难点分析

教学重点

1、掌握机械能守恒定律的推导、建立过程，理解机械能守恒定律的内容；

2、在具体的问题中能判定机械能是否守恒，并能列出定律的数学表达式。

教学难点

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的过程中机械能是否守恒，能正确分析物体系统所具有的机械能，尤其是分析、判断物体所具有的重力势能。

三、教具

多媒体演示物体在运动中动能与势能相互转化。器材包括：滚摆；单摆；弹簧振子。

四、教学过程 （一）引入新课

［演示实验〕依次演示麦克斯韦滚摆、单摆和弹簧振子，提醒学生注意观察物体运动中动能、势能的变化情况。 通过观察演示实验，学生回答物体运动中能量的转化情况， 教师小结：

物体运动过程中，随动能增大，物体的势能减小；反之，随动能减小，物体的势能增大。

提出问题：上述运动过程中，物体动能、势能的变化是否有一定的规律呢这是我们本节要学习的主要内容。 （二）讲授新课

1．只有重力对物体做功时

问题：（如图所示）质量为m 的物体自由下落过程中，经过高度h 1处速度为v 1，下落至高度h 2。处速度为v 2，不计空气阻力，分析由h 1下落到h 2过程中机械能的变化（引导学生思考分析并推导）。

分析：根据动能定理，有

2

1222121mv mv W G -=

下落过程中重力对物体做功，重力做功在数值上等于物体重力势能的变化量。取地面为参考平面，有

2

1mgh mgh W G -=

由以上两式可以得到

12

12222121mgh mv mgh mv +=+

引导学生分析上面式子所反映的物理意义，并小结：

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。

2. 教师总结：弹簧和物体组成的系统的机械能也守恒

以弹簧振子为例，在只有弹簧弹力做功条件下，物体的动能与势能可以相互转化，物体的机械能总量不变。 3．机械能守恒定律的内容和表达式

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。

机械能守恒定律的数学表达式： 第一种：1

k E +

1

p E =

2

k E +

2

p E 从守恒的角度：物体运动过程中，初状态和末状态机械

能相等

第二种：△E k =-△E P 从转化的角度动能的增加量等于势能减小量 4．除重力外还有阻力对物体做功时

问题：（如图所示）质量为m 的物体自由下落过程中，经过高度h 1处速度为v 1，下落至高度h 2。处速度为v 2，考虑空气阻力，分析由h 1下落到h 2过程中机械能的变化（引导学生思考分析并推导）。 分析：根据动能定理，有

2

2

211122G f W W mv mv +=-

下落过程中重力对物体做功，重力做功在数值上等于物体重力势能的变化量。取地面为参考平面，有

2

1mgh mgh W G -=

由以上两式可以得到

22

21212

121mgh mv W mgh mv f +=++ 引导学生分析上面式子所反映的物理意义，并总结出机械能守的条件： 除重力之外的其它力做功为0时，机械能守恒。（引导学生思考分析出机械能守

恒的条件）

教师总结：机械能守恒定律成立的条件：只有重力或弹力做功. 理解： （1）只受重力或弹力

（2）除重力或弹力外还受其它力，但其它力不做功。或其它力的功和为0。 （3）弹力指内力中的弹力

例题1.下列关于机械能守恒的说法正确的是（ ） A.甲图中小球下落压缩弹簧的过程中，小球的机械能守恒 B.乙图中木块以速度v 匀速直线运动，则该木块机械能守恒

C.丙图中忽略一切阻力的情况下，m1、m2机械能守恒

F

f

V

丁

D.丁图中单摆的机械能守恒

例题2.一滑块以2m/s 的速度在光滑水平面上滑动，运动到A 点时沿光滑曲面下滑到曲面最低点（比水平面低1m ），滑块接着沿曲面右侧上滑，求滑块能上升的最大高度比曲面最低点高多少(g=10m/s)

解法一：选取最低点为零势能点，根据机械能守恒

h 2=1.2m

解法二：根据机械能守恒 得h 2= h=h 1+h 2= 五、作业：

思考与讨论：一小球在真空中自由下落，另一个小球在粘滞性较大的液体中匀速下落，它们都由高度为h1的地方下落到h2 的地方，在这两种情况下，重力所做的功相等吗重力势能各转化成什么形式的能量。 六、板书设计

机械能守恒定律

一、定义：动能、势能之和为机械能 二、只有重力做功时机械能守恒 第一种：1

k E +

1

p E =

2

k E +

2

p E 从守恒的角度：物体运动过程中，初状态和末状态机械

能相等

第二种：△E k =-△E P 从转化的角度动能的增加量等于势能减小量 三、除重力外还有阻力对物体做功时 四、机械能守恒的条件

只有重力或弹力做功

七、教学反思：

2

2

11221122m m g gh v m v h m +=+22

112211

22

m m g gh v m v h m +

=+

这节课最深的感受就是我自己和孩子们一起被激发出了强烈的爱国情感，产生了师生共鸣，这是我没有想到的，实现了人文教育。而且基本知识和基本方法也落实到位，实现了“情知交融”。课程设计着眼点很高，但落脚点很低，建构了向“学困生”倾斜的支持性教学。