6. 能源的开发与利用教案范文

4.5 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的第四章第五节新授课。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

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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

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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，条件和简单应用。

难点：机械能守恒定律的推导与建立。 五、教学过程

1．动能与势能的相互转化

视频演示：荡秋千的过程（势能与动能相互转化）； 视频演示：撑杆跳的过程（动能、重力势能与弹性势能的相互转化）；

通过观察演示实验，学生回答物体运动中动能、势能变化情况. 教师小结：物体运动过程中，随着动能的增大，物体的势能减小；反之，随着动能的减小，物体的势能增大. 教师提问：势能和动能在相互转化的过程中，他们的总和即机械能是否发生改变？

定性验证：（学生演示：单摆实验）

学生通过实例感受、实验演示，切实感受到机械能的两种形式（动能与势能）之间可以相互转化.而且，转化过程中有力做功. 重力做功：动能←→重力势能

弹力做功：动能←→弹性势能. 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=1212mv2-mv1= 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。

结论：在只有重力做功的物体系统内，动能和势能可以互相转化，而总的机械能保持不变

（2）引导学生进一步思考：如果只有弹力做功，机械能是否保持不变呢？

由同学讨论振动过程的能量转化和实验结论，结合前面已经探究过的弹力做功与弹性势能的关系，类比重力做功，进行分析。

WF= Ek2-Ek1

又 WF= Ep1-Ep2=Ek2-Ek1 则Ep1+Ek1=Ep2+Ek2

结论：在只有重力和弹力做功的物体系统内，动能和势能可以互相转化，而总的机械能保持不变

[教学设计说明] 机械能守恒定律的的得出由定性分析再到定量探究，符合由特殊到一般的认识规律。避免学生死背定律内容，有利于真正掌握机械能守恒定律的物理意义。在定律的推理分析过程中，培养学生的抽象思维能力和逻辑推理能力。

2. 判断下面实例是否满足机械能守恒的条件

（1）平抛运动；

（2）竖直弹簧振子；

（3）物体沿光滑斜面下滑；

（4）物体在沿斜面向上，大小等于滑动摩擦力的拉力下沿斜面上滑。

[教学设计说明] 通过具体问题的分析，总结出方法，提高学生的知识迁移能力、分析解决问题的能力。

3．判断机械能守恒的方法

（1）利用:机械能的定义

判断；

（2）利用:机械能守恒的条件

判断；

（3）利用:能量转化

判断；

4．机械能守恒的表达式

(1)守恒角度：E1 = E2

(2)转化角度：−

∆EP = ∆EK

5. 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→实例定性探究→发现结论→理论推证→总结规律→基本应用

[教学设计说明]把一节课完整的知识结构模式和思维过程模式总结一下，画龙点睛，有利于学生形成知识组块，教知识不是目的，“教是为了不教”。通过物理知识教学，使学生逐步掌握符合物理学科本质的探究发现学习方法。 6. 布置作业