课外读物优质课教学设计

7.8 机械能守恒定律

一、教材分析

《机械能守恒定律》是人教版高中物理必修2的第七章第八节新授课。机械能守恒是学生认识自然、掌握自然规律的重要“工具”。因此是需要牢固掌握的一个物理定律。

二、教学目的

1.知识与技能



理解机械能守恒定律内容。



掌握机械能守恒条件并会判断。

2.过程与方法



培养探索发现能力和分析归纳能力。



学会用机械能守恒的观点来解释物理现象。

3.情感、态度与价值观



树立变中有恒、能量守恒、物质不灭等辨证唯物主义观点

。

三、学法教法

1. 学情分析：学生通过初中机械能定性知识的学习，以及对功和动能定理的理解和掌握在物理知识结构、思维的深度等方面均有了一定的基础。但高一学生思维具有单一性、定势性，难以对旧有知识进行逻辑系统的归纳和联系，从而发现新知识。

2. 教学方法：教师指导与学生探究相结合。

四、重点难点

重点：机械能守恒定律的内容，条件和初步应用。

难点：机械能守恒定律的推导与建立。

五、教学过程

1.

导入新课

碰鼻实验：如图所示，把悬挂重球拉至鼻尖由静止释放，实验者立于原位不动，小球来回摆动，学生表演者怕重球碰坏了鼻子，可事实重球碰不到鼻尖。

为什么？解释这种现象要用到新的物理知识——机械能守恒，用多媒体展示出课题。

2. 新课教学

实例探究1：

播放运动员做撑杆跳高的视频，让学生根据已有知识分析运动员上升过程和下降过程中动能和重力势能的变化情况。

那么动能和重力势能的总量会满足什么规律？引出第二个实例探究

实例探究2：

质量为1千克的物体从离地面20米高处自由落下，求下落5米，10米，15米，20米时的速度，重力势能，动能以及动能和重力势能的总和。( g=10 m/s2

,以地面为重力势能零势能面

) 将学生分为四组，分别计算5米，10米，15米，20米处的各量。然后由教师汇总各组结果，通过表格显示结果，引导学生探究出其中的规律。

学生初得结论：物体在运动过程中，如果只有重力做功，机械能的总量保持不变。

理论推证：

（1）引导学生自主探究，如图所示设下落过程中经过高度h1的A点速度v1，高度h2的B点时速度为v2，由同学用学习过的知识（动能定理和重力的功与重力势能的关系），分析下落过程中A、B两位置的机械能之间的数量关系。

回顾旧有知识：

A点到B点，

由动能定理得

WG=11mv22-mv12= Ek2-Ek1

22由重力做功和重力势能变化的关系有

WG=mgh1-mgh2=Ep1-Ep2

得到Ek2-Ek1=Ep1-Ep2

①

进一步引导：

移项后，得Ep1+Ek1=Ep2+Ek2

②

即E1=E2

引导学生讨论式①的含义是什么？式②的含义又是什么？

在表达式①中左边是物体动能的增加量，右边是物体重力势能减少量，该表达式说明：物体在下落过程中，重力做了多少正功，物体的重力势能就减小多少，同时物体的动能就增加多少。

在表达式②中，左边是物体在末位置时的机械能，右边是物体在初位置时的机械能，该式表示：动能和势能之和即总的机械能保持不变。得出机械能守恒定律的表达式。

（2）引导学生进一步思考：如果只有弹力做功，机械能会守恒吗？演示理想弹簧振子的动画，展示动能、弹性势能与总的机械能的数值变化关系。同理可知，在只有弹力做功的物体系统内，动能和弹性势能可以相互转化，总的机械能也保持不变。

假如物体还受其它力做功，机械能是否还守恒?给出物体受摩擦力从斜面滑下的物理情景，让感兴趣的同学自己课下证明，这里只给出结论：可以证明，在除了重力、弹力还有其他力做功的情形下，机械能是不守恒的。

所以机械能守恒的条件是：只有重力或弹力做功。

总结规律：

机械能守恒定律内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和势能可以相互转化，而总的机械能保持不变——机械能守恒定律的一般表述。

3. 学以致用

（1）判断以下物理场景中机械能是否守恒？

一是跳伞员利用降落伞在空中匀速下落；

二是不计阻力的情况下，抛出的篮球在空中运动。

（2）磁悬浮列车站台设计：明珠号磁悬浮列车为什么在站台上要设置一个小小的坡度? （3）引导学生探究过山车原理：一辆滑车在下滑过程中，为什么每次总能如此准确的完成一连串有惊无险的动作呢? 4. 课堂小结

本节课主要推导出了机械能守恒定律的表达式，讨论了定律成立的条件，最后完整得出机械能守恒定律的内容。整体思路就是：

提出问题→实例探究→发现结论→理论推证→总结规律→初步应用

5. 布置作业

思考：一个小球在真空中自由下落，另一个同样的小球在黏性较大的液体中由静止开始下落，它们都由高度为h1的地方下落到高度为h2的地方，在这两种情况下，重力所做的功相等吗？重力势能的变化相等吗？动能的变化相等吗？重力势能各转化成什么形式的能？

阅读材料：什么是潮汐能，潮汐能是怎样用来发电的？国内外潮汐能的利用现状及其前景如何？

教学反思：体现本节课的教学重点，巩固学生对机械能守恒适用条件的理解和掌握，培养学生对物理学习的能动性，潜移默化中使学生关心身边物理，关注科技发展。