高中物理必修二教案-7.8机械能守恒定律2-人教版

《机械能守恒定律》
《机械能守恒定律》教学设计
教学设计说明
1.教材分析
　　（1）教材所处的地位和作用
　　本节课是本章的重点内容，要求学生能初步掌握机械能守恒定律的内容并能用来解决一些简单问题。机械能守恒条件的判定、机械能守恒定律的应用，是教学的重点。运用机械能守恒定律解答相关的问题，这一内容在整个高中力学中又起着承前启后的作用，在物理学理论和应用方面十分重要，不同运动形式的转化和守恒的思想能指引我们揭露自然规律、取得丰硕成果。但这种思想和有关的概念、规律，由于其抽象性强，学生不易理解、掌握。学生要真正的掌握和灵活运用还是很困难。机械能守恒定律的探究建立在前面所学知识的基础上，教材上通过多个具体实例，先猜测动能和势能的相互转化的关系，引出对机械能守恒定律及守恒条件的探究，联系重力势能和重力做功及弹性势能与弹力做功的关系的学习，由定性分析到定量计算，逐步深入，最后得出结论，并通过应用使学生领会定律在解决实际问题时的优越性。在教学设计时，力图通过生活实例和物理实验，展示相关情景，激发学生的求知欲，引出对机械能守恒定律的探究，体现从“生活走向物理”的理念，通过建立物理模型，由浅入深进行探究，让学生领会科学的研究方法，并通过规律应用巩固知识，体会物理规律对生活实践的作用。
　　（2）教学目标的确定依据
　　根据教材特点（注重思想性、探究性、逻辑性、方法性和哲理性）和学生的特点以及高中新课程的总目标（进一步提高科学素养，满足全体学生终身发展需求）和理念（探究性、主体性、发展性、和谐性）和三维教学目标（知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观）的要求特制定教学目标。
2.学情分析
　　学生已经在初中学习过有关机械能的基本概念，对“机械能”并不算陌生，接受起来相对轻松。通过前几节内容的学习，同学们对“机械能”这一概念较初中有了更深认识，在此基础上学习机械能守恒定律学生比较容易理解。
二、教案
课题
机械能守恒定律
授课时间
40分钟
学生
普通中学高一年级学生
教
学
目
标
知识与
技能
1．知道什么是机械能，理解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解决实际问题；
过程与
方法
4．学会在具体的问题中判定物体的机械能是否守恒；
5．初步学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象，分析问题；
情感态度与价值观
6.通过能量守恒的教学，使学生树立科学观点，理解和运用自然规律，并用来解决实际问题。
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。
教学方法
演绎推导法、分析归纳法、交流讨论法
教学资源
1．教师教学准备：PPT课件、教学设计。
2．教具准备：单摆
3．学生学习准备：教材、笔记本、草稿本。
教
学
过
程
教
学
过
程
媒体
学生活动
教师活动
设计意图
课堂教学
一、创设情境 导入新课
单摆“碰鼻游戏”
碰鼻游戏：拉开用细线悬挂的小球，让它摆动几个周期后停下，再次拉开用细线悬挂的小球，以学生的鼻尖为初始位置释放，摆动，观察小球是否会碰到学生的鼻尖？
引导学生完成游戏（发现小球不会碰到学生的鼻尖）并强调要注意安全，让学生思考在小球摆动过程中小球的动能和势能如何变化；
并引导学生思考摆球从一端摆下好像“记得”自己初始高度一样回到另一端同高度处，在动能和势能变化的过程中时候有什么是恒定不变的？
通过实验激发学生的学习兴趣和对知识探究的欲望。
二、学习任务1：理解动能和势能的相互转化
课件、单摆
理论推导：动能与重力势能、动能与弹性势能之间如何通过做功实现转化
分析单摆过程中小球的动能、重力势能如何通过做功转化；
分析弹簧振子在振动过程中弹簧与小球构成的系统动能和弹性势能如何通过做功转化。
引导学生推导分析动能和势能的相互转化。
通过对实验的观察，利用所学功和能的知识对能量转化进行合理的分析。
三、学习任务2：了解机械能的性质
课件
思考：机械能的性质
回忆动能和势能与机械能的关系；
思考机械能的性质和能量的性质的异同。
引导学生说出机械能是标量、机械能具有相对性、机械能是状态量。
通过对前面动能和势能的学习和认识，让学生自主推理得出机械能的三个主要性质。
四、学习任务3：动能和势能转化的定量推导
课件
汽车模型
【自主探究】完成下列两道例题
【例1】如图，一个质量为m的小球自由下落,经过某高度为h１的A点时速度为v１，下落到某高度为h2的B点时速度为v2，
（1）试写出小球在A点时的机械能E1和在B点时的机械能E2，并找出小球在A、B时所具有的机械能E1、E2之间的数量关系。
（2）若考虑空气阻力小球在A、B两点的机械能还守恒吗？
【例2】O点为轻弹簧自然伸长的末端位置，将质量为m的小球与弹簧末端相连并压缩至A点，小球在光滑平面上从A向O运动过程中依次经过C点和D点，经过C点时速度为v１，弹性势能为EP1;经过D点时速度为v2 ,弹性势能为EP2 。
（1）试写出小球和轻弹簧构成的系统在C点时的机械能E1和在D点时的机械能E2，并找出小球在C、D 时所具有的机械能E1、E2之间的数量关系。
（2）可以说小球的机械能不变吗？

引导学生分别按照求：
A点机械能、B点机械能、A-B过程重力做的功、A-B过程动能定理，四个步骤求解，完成例一，并分析得到A、B两点的机械能相等；若考虑空气阻力则机械能不相等；
再由学生自主探究、讨论，小组合作完成例二，得到在只有弹力做功的情况下机械能不变，且小球机械能不守恒，小球和弹簧构成的系统机械能守恒；
通过例题推导得出在系统内只有重力或弹力做功下，机械能不变。
通过引导学生推理，让学生感知逻辑的魅力，同时通过学生间的自主探究，将解决问题的办法进行迁移，增强学生的自主学习能力，
五、学习任务4：理解机械能守恒定律的内容和条件并应用
课件
根据习题总结机械能守恒定律的内容和条件。
引导学生根据习题总结机械能守恒定律的内容和条件，引出机械能守恒定律表达式。
【练习1】判断下列哪些运动过程机械能守恒？
(一)第一组
1. 跳伞员利用降落伞在空中匀速下落
2. 向上抛出的篮球在空中运动（不计阻力）
3.平抛运动、斜抛运动（不计阻力）
(二)第二组
1.
沿固定的粗糙斜面下滑的物体
2.
沿固定的光滑斜面下滑的物体
3.
沿底面与斜面均光滑的斜面下滑的物体
【练习2】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。小球在A点初速度vo为运动到最低位置O时的速度是多大？（忽略空气阻力）
O
B
A
θ
l
引导学生根据机械能守恒定律的定义及条件，分析得出第一组中2、3、4机械能守恒；第二组中的2机械能守恒；
提问：若问第二组中的3物块与斜坡构成的系统是否机械能守恒？（答案：不守恒）
让学生通过练习进一步理解机械能守恒的条件，并能判断出研究对象在运动过程中是否机械能守恒；
让学生能够利用机械能守恒定律进行定量计算。
五、课堂小结
首先分析物理受力情况，看是否只有重力或弹力做功，然后判断系统是否机械能守恒。
学生小结，教师适时的引导补充，强化了学生所学的知识，培养了学生归纳和概括的能力。
板书设计
板书设计
228607124707.8机械能守恒定律
教学反思