2019-2020年高一物理机械能守恒定律 人教版.doc

2019-2020年高一物理机械能守恒定律 人教版一、教学目标（一）知识与技能1、知道什么是机械能，知道物体的动能和势能可以相互转化；2、理解机械能守恒定律的内容，知道它的含义和成立条件；3、能具体问题中的判定机械能是否守恒，并能列出机械能守恒的方程式。（二）过程与方法1、学会在具体的问题中判定物体的机械能是否守恒；2、初步掌握运用能量转化和守恒来解释物理现象，分析问题的方法。（三）情感、态度与价值观通过本节内容的教学，培养学生对物理现象进行探究的兴趣，养成运用自然规律对现实问题进行科学分析的正确态度，形成科学价值观。二、教学重点和难点（一）教学重点1、机械能守恒定律的推导与建立，以及机械能守恒定律含义的理解；2、机械能守恒定理的实际应用。（二）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、教学方法实验法、演绎推导法、分析归纳法、交流讨论法。四、教学工具多媒体系统、细线、小球、带标尺的铁架台、弹簧振子。五、教学过程（一）导入新课教师活动：关于机械能，我们已学习了重力势能、弹性势能、动能。现在我们请同学回答一下动能与势能的概念，并给出动能与重力势能的公式。学生活动：回答问题教师活动：（在黑板右侧记录下学生回答情况动能与重力势能的公式）这些不同形式的机械能是可以相互转化的，那么在相互转化的过程中，他们的总量是否发生变化？这节课我们就来探究这方面的问题。（二）进行新课1、动能与势能的相互转化AAC甲乙教师活动：演示实验1：如右图，用细线、小球、带有标尺的铁架台等做实验。把一个小球用细线悬挂起来，把小球拉到一定高度的A点，然后放开，小球在摆动过程中，重力势能和动能相互转化。我们看到，小球可以摆到跟A点等高的C点，如图甲。如果用尺子在某一点挡住细线，小球虽然不能摆到C点，但摆到另一侧时，也能达到跟A点相同的高度，如图乙。（实验过程中，请学生分析小球上升的高度不足原因并集体回答；）多媒体积件演示1：理想状态下的单摆振动实验问题：这个小实验中，小球的受力情况如何？各个力的做功情况如何？这个小实验说明了什么？学生活动：观察演示实验，思考问题，分小组进行讨论，选出代表发表见解。（教师根据学生回答情况进行评价）小球在摆动过程中受重力和绳的拉力作用。拉力和速度方向总垂直，对小球不做功；只有重力对小球能做功。实验证明，小球在摆动过程中重力势能和动能在不断转化。在摆动过程中，小球总能回到原来的高度。可见，重力势能和动能的总和，即机械能应该保持不变。（多媒体积件展示）教师活动：演示实验2：如图，水平方向的弹簧振子。用弹簧振子演示动能和弹性势能的相互转化。多媒体积件演示：理想状态下的水平方向弹簧振子实验问题：这个小实验中，小球的受力情况如何？各个力的做功情况如何？这个小实验说明了什么？学生活动：观察演示实验，思考问题，选出代表发表见解。（教师根据学生回答情况进行评价）小球在往复运动过程中，竖直方向上受重力和杆的支持力作用，水平方向上受弹力作用。重力、支持力和速度方向总垂直，对小球不做功；只有弹簧的弹力对小球能做功。实验证明，小球在往复运动过程中弹性势能和动能在不断转化。小球在往复运动过程中总能回到原来的高度，可见，弹性势能和动能的总和，即机械能应该保持不变。（多媒体积件展示）教师活动：总结、过渡：通过上述分析，我们得到动能和势能之间可以相互转化，而且机械能的总量似乎保持不变，那么在动能和势能的转化过程中，动能和势能的和是否真的保持不变？下面我们就来定量讨论这个问题。2、机械能守恒定律教师活动：多媒体积件演示：物体沿光滑斜面下滑物体沿光滑曲面滑下，只有重力对物体做功。用我们学过的动能定理以及重力的功和重力势能的关系，分别求出物体在A处的机械能和B处的机械能，并阐述它们之间的关系。点评：为学生创设问题情境，引导学生运用所学知识独立推导出机械能守恒定律。让学生亲历知识的获得过程。学生活动：独立推导机械能守恒定律。教师活动：巡视指导，及时解决学生可能遇到的困难。投影学生的推导过程，和其他学生一起进行评价（先请学生举手进行评价，教师做归纳性评价）。推导的结果为：即可见：在只有重力做功的物体系统内，动能和重力势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。同样可以证明：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。结论：在只有重力或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。这就是机械能守恒定律。（多媒体积件展示）投影展示练习一：1、下列各种情形中，哪些情形机械能守恒?A物体沿斜面匀速滑下；B跳伞运动员匀速下降；C物体做匀速直线运动；D物体做匀变速直线运动；E物体只在重力作用下发生运动。教师活动：投影展示例题：（教材79页）右图是翻滚过山车的示意图，车从离地面高度为h的处由静止释放后，冲入位于竖直平面内的圆形轨道，轨道半径8.1m。如果车在轨道最高点处的速度为9m/s，点距地面的高度h为多大？（不计空气阻力，取g=10m/s2）引导学生一起分析、讨论问题；（多媒体积件展示分析过程）教师活动：回顾使用动能定律解题的一般步骤想一想：归纳机械能守恒定律解题的一般步骤学生活动：学生思考后相互讨论，交流意见；请学生举手回答。教师活动：对学生的回答进行评价、修正，并进行规纳。使用机械能守恒定律解题的一般步骤（多媒体积件展示）：、受力分析，判断是否符合机械能守恒定律的条件只有重力或弹力做功；、列出初、末两个状态的机械能（EA、EB）；、根据机械能守恒定律列出等式（EAEB）。投影展示练习二：滑雪运动员的质量为50kg，从长100m、高50m的山坡上由静止开始向下滑，如果他的重力势能完全转化为动能，滑到坡底时的速度是多大？（忽略阻力对运动的影响）注：保留例题解题过程，请学生板演以20m/s的速度从地面竖直向上抛出一个小球，它能上升到多高？小球落回原地时的速度是多大？（空气阻力忽略不计）注：请学生回答h的计算式，落回原地时的速度点评：通过分析实例，培养学生进行情景分析，加深对规律的理解能力，加强物理与生活实践的联系。（三）课堂总结、点评学生活动：让学生认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。教师要让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。思考：用机械能守恒定律解题比用以前学过的动力学知识解题有什么优越性？六、课余作业书面完成P80“问题与练习”中4，5两题；请科代表课后发一下课后练习。附1：课后练习（请学生课后一起讨论解决，下节课请学生回答）1、从离地高为H的阳台上以速度v竖直向上抛出质量为的物体，它上升h后又返回下落，最后落在地面上，则下列说法中正确的是（不计空气阻力，以地面为参考面）（ ACD ） A物体在最高点时机械能为mg（Hh） B物体落地时的机械能为mg（Hh）mv2C物体落地时的机械能为mgHmv2D物体在落回过程中，经过阳台时的机械能为mgHmv2、质量均为的甲、乙、丙三个小球，在离地面高为h处以相同的动能在竖直平面内分别做平抛、竖直下抛、沿光滑斜面下滑，则（ ABC ） A三者到达地面时的速率相同 B三者到达地面时的动能相同 C三者到达地面时的机械能相同 D以上说法都不正确 、一个人把重物加速上举到某一高度，下列说法正确的是（ ACD ） A物体所受的合外力对它所做的功等于物体机械能的增量 B物体所受合外力对它所做的功等于物体的动能的增量 C人对物体所做的功和重力对物体所做的功的代数和等于物体机械能的增量 D克服重力所做的功等于物体的重力势能的增量 、下列实例（均不计空气阻力）中的运动物体，机械能守恒的应是（ BD ） A被起重机吊起的货物正在加速上升 B物体做平抛运动 C物体沿粗糙斜面匀速下滑 D一个轻质弹簧上端固定，下端系一重物，重物沿竖直方向做上下振动 、如图所示，下列四个选项的图中，木块均在固定的斜面上运动，其中图A、B、C中的斜面是光滑的，图D中的斜面是粗糙的，图A、B中的F为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，图A、B、D中的木块向下运动，图C中的木块向上运动。在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是（）附2：教材分析：机械能守恒定律是能量守恒定律的一个特例，要使学生对定律的得出、含义、适用条件有一个明确的认识，这是能够用该定律解决力学问题的基础。 本节知识点包括：机械能守恒定律的推导；机械能守恒定律的含义和适用条件。机械能守恒定律是本章教学的重点内容，本节教学的重点是使学生掌握物体系统机械能守恒的条件；能够正确分析物体系统所具有的机械能；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，是本节学习的难点之一。在教学中应让学生认识到，物体重力势能大小与所选取的参考平面（零势面）有关；而重力势能的变化量是与所选取的参考平面无关的。在讨论物体系统的机械能时，应先确定参考平面。附3：课程设计思路：基于物理课程的实践性特点，为培养学生探究物理现象的兴趣与实际解决问题的能力，对学生进行思维方法的训练是至关重要的。因此，本课程设计过程中，执教者大量地让学生对日常现象进行细致的观察与分析，并让学生通过亲自实践，参与知识的发现过程，使学生在探究问题的过程中感受到获得成功的愉悦，从而取得三维教学目标的实现。实例探究是为了检查学生对机械能守恒定律的课堂掌握情况，找出本节课堂教学的不足，以便对今后的教学进行调整，使教学做到有的放矢；课后练习一是为了对课堂知识进行适度的扩展，帮助学生在自己的知识体系中建立本节知识与相关知识的联系，二是为了检查学生在课堂以外的学习情况，培养学生的自学习惯与能力。