8.4机械能守恒定律（第一课时）教学设计 -2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

8.4机械能守恒定律第一课时教学设计
【教学目标】
1.知道机械能的各种形式,能够分析动能和势能(包括弹性势能)之间的转化问题,理解机械能守恒定律的内容和守恒条件,会判断且会根据机械能守恒定律进行简单计算。
2.自主学习、合作探究、体会从能量转化角度理解机械能守恒的条件,以及运用机械能守恒定律解决问题的方法。
3.激情投入,全力以赴,通过机械能守恒定律的学习,树立科学的观点,理解自然规律并用来解决实际问题
【教学重点、难点】
重点:根据机械能守恒定律的条件判断机械能是否守恒,以及对机械能守恒定律的理解和应用。
难点:理解机械能守恒定律的条件,机械能守恒定律的应用。
【教学方法】
视频演示法、推导法、分析归纳法、交流讨论法。
【教学过程】
一、复习导入：
活动一：复习伽利略理想斜面实验
伽利略理想斜面实验的现象是什么？伽利略通过这个实验得出了什么结论？
生：
（1）如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度。
（2）减小第二个斜面的倾角，小球仍然要达到原来的高度。
（3）继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球要沿水平面做持续的匀速直线运动。
总结：如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略，小球必将准确地终止于它开始运动时的高度，不会更高一点，也不会更低一点。这说明某种“东西”在小球运动的过程中是不变的。
（因为能量这个物理量非常抽象，通过这一分析，让学生去感知这个运动过程中某些量是不变的，进而产生对守恒量的思考）
2.在小球的运动过程中，有哪些物理量是变化的？哪些是不变的？你能找出不变的量吗？
例：
物体沿光滑斜面滑下时，重力对物体做正功，物体的重力势能减少。减少的重力势能到哪里去了？
物体沿光滑斜面上升时，重力对物体做负功，物体的重力势能增加。增加的重力势从何而来？
3.同学们能不能举例说明不同形式能量之间的相互转化的例子呢？
生：....
活动二：视频引入 08年奥运蹦床冠军何雯娜比赛视频
引导学生通过对视频的观察,思考:上升和下落过程中力的做功情况;能量的变化情况。通过以上分析:动能、重力势能、弹性势能有着密切的联系。归纳总结机械能的概念、表达式。
新课教学
活动三：新课教学（机械能的讲授）
一、机械能
1.定义：动能、重力势能、弹性势能统称为机械能， 用符号 E 表示
2.
3.单位：焦耳
4.机械能是标量，具有相对性
课堂练习：质量为2Kg的小球在距离地面10m高处瞬时速度是10m/s，求出此刻小球的机械能 (g=10m/s2) （分别以地面为参考面和以10m高处为参考平面）
让学生通过计算巩固动能的公式并体验机械能的相对性。
活动四：探究机械能守恒定律
探究一:机械能守恒定律
问题1:小球自由下落的过程中,只有重力对物体做功,分析小球运动到A位置和B位置的机械能的关系
问题2: 多媒体展示气垫导轨上的水平弹簧振子，让学生观察振动过程。
学生分析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，进行定性分析。
引导学生分析守恒的条件，归纳结论：物体只受重力或弹力，不受其它力；除重力和弹力外，物体还受其它力，但其它力不做功；除重力和弹力外，物体还受其它力，其它力做功，但其它力做的总功为零。
用课件展示出总结：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，这就叫机械能守恒定律。
探究二:机械能守恒定律的表达式
探究三:探究机械能守恒定律的条件
从做功角度判断:
(1)系统不受其他外力
(2)系统受其他外力,但这些力 ____
(3)系统受其他外力,这些力做功,但这些力做功的代数和 ____.
2、从能量转化的角度判断:
活动五：机械能守恒定律的简单应用
例1:把一个小球用细绳悬挂起来,就成为一个摆。摆长为L,最大偏角为θ。小球运动到最底位置时的速度是多大
课堂练习：
如图所示，把一块质量是0.5kg的石头，从10m高处的山崖上以30°角，v0=5 m/s的速度朝斜上方抛出。（空气阻力不计） 求石头落地时速度的大小。
活动六：课堂小结
【板书设计】
一、追寻守恒量
二、动能与势能的相互转化
重力势能与动能相互转化；弹性势能与动能相互转化
三、机械能守恒定律
1.内容：
2. 表达式: EK1 + EP1 = EK2 + EP2 或E1＝E2
3.守恒条件:物体系统内只有重力或弹力做功（其他力不做功）。
【布置作业】
课后练习与应用 2、4、5
【教学反思】
通过对机械能守恒定律的探究，学生能够掌握本节课的重点内容，但本节课的难点是对于机械能守恒定律的应用，因此要有意识培养学生独立解决问题的能力，实现对难点的突破