1、第二章 能的转化与守恒第三节 能量守恒定律一、教学目标：1知识与技能：通过实验能验证机械能守恒定律。理解机械能守恒定律。会用机械能守恒定律分析生活和生产中的有关问题。 了解自然界中存在多种形式的能量。知道能量守恒定律是最基本，最普遍的自然规律之一。2过程与方法：让学生通过已有日常生活和实践中的能量转化的经历，提出如何验证能量转化和守恒定律。接着让学生设计验证性实验，体会验证性实验的探究过程。在探究过程中，渗透科学研究方法，知道影响实验的有关因素并加以控制，例如各种阻力。会纪录，分析和处理数据。讨论实验得出的结论以及如何减小实验误差。从理论上推导机械能守恒定律。学会用已掌握的规律推导新的规律，培
2、养推理论证的能力。会由重力势能与动能的转化和守恒推论出各种能量间的转化与守恒，即会从个性特征抽象出共性特征。3情感、态度、价值观：通过学生之间的讨论、交流与协作探究，培养团队合作精神。让学生在探究过程中体验科学研究问题的乐趣，增进学习物理的情感。让学生感悟能的转化与守恒定律在物理学中，在自然科学中的重要地位。感悟能的转化与守恒定律为不同学科的沟通与联系提供了桥梁。二、教学重点1.使学生掌握物体系统机械能守恒的条件2能够正确分析物体系统所具有的机械能3能够应用机械能守恒定律解决有关问题。三、教学难点正确选用机械能守恒定律解决问题四、教学方法 自主学习与合作探究五、案例设计（一）导入新课1.结合复
3、习引入新课。前面我们学习了动能、势能和机械能的知识。在初中学习时我们就了解到，在一定条件下，物体的动能与势能（包括重力势能和弹性势能）可以相互转化，下面我们观察演示实验中物体动能与势能转化的情况。2.演示实验。依次演示麦克斯韦滚摆、单摆和弹簧振子，提醒学生注意观察物体运动中动能、势能的变化情况。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，随动能增大，物体的势能减小；反之，随动能减小，物体的势能增大。多媒体课件：物体在不同的力学条件下的运动提出问题：上述运动过程中，物体的机械能是否变化呢？这是我们本节要探究的主要内容。（二）新课教学分组理论探究机械能守恒教师
4、提出以下几种情景：1只有重力对物体做功时物体的机械能情景1：质量为m的物体自由下落过程中，经过高度h1的A处速度为v1，下落至高度h2的B处速度为v2，不计空气阻力，分析由h1下落到h2过程中机械能的变化（引导学生思考分析）。情景2；从倾角为的光滑斜面上滑下的小车，经过A点时速度为Va，下滑位移S，到达B点速度为Vb。分析此过程机械能的变化.2弹簧和物体组成的系统的机械能.情景3.以弹簧振子为例（未讲振动，不必给出弹簧振子名称，只需讲清系统特点即可），简要分析系统势能与动能的转化。教师要求与启发：要求学习小组选择一个情景，用学过的动能定理，重力的功与重力势能变化的关系，对以上前两种情景，定量写
5、出物体经历的过程前后的机械能E1和E2，看机械能变化了没有，存在什么关系。第三种情景要求定性分析。学习小组理论探究结果展示与讨论。情景1小组理论探究结果展示的内容：根据动能定理，有 下落过程中重力对物体做功，重力做功在数值上等于物体重力 势能的变化量。取地面为参考平面，有WGmgh1-mgh2 由以上两式可以得到 情景2小组理论探究结果展示的内容：下滑过程中重力对物体做功，重力做功在数值上等于物体重力势能的变化量。取B点重力势能为零，有 根据动能定理，有 提出问题：上述结论是否具有普遍意义呢？（作为课后作业，请同学们课后进一步分析物体做平抛和竖直上抛运动时的情况。）学生讨论：上述两个表达式说明
6、了什么？讨论后、学习小组代表回答。代表甲：在表达式中等号左边是物体在A处的机械能，等号右边是物体在B处的机械能，该表达式说明：物体在下落过程中，物体的机械能总量不变。 代表乙：对于表达式，重力做的功等于动能的增量，也等于重力势能的减少量。该表达式说明：物体在下滑过程中，重力势能的减少量等于动能的增量。物体的机械能总量不变。教师总结：用EK1和EK2表示物体的初动能和末动能，用EP1和EP2分别表示物体在初位置的重力势能和末位置的重力势能，则得到：EK1+EP1=EK2+EP2，也就是初位置的机械能等于末位置的机械能，即机械能是守恒的。学习小组讨论机械能守恒的条件：教师引导学生思考：在推导中我们
7、以物体做自由落体和斜面小车为例进行的，上述二种运动有什么相同和不同之处？从上述两种运动中，你能猜想一下：机械能在什么情况下守恒？在引导学生会回答认识，不同之处是物体运动受力不同，自由落体运动是只受重力作用，而斜面小车还受支持力作用。相同点是在上述两种运动中物体只有重力做功，支持力不做功。教师再要求学生猜想并分析：机械能在什么情况下守恒？学生在猜想过程中教师提示：重力做功只会使动能与势能相互转化，机械能总量不变。除了重力之外其它力做功又会怎样呢？学生举例分析。例如，汽车加速上坡，子弹打进木块。前者合外力的功为正机械能增加，后者摩擦力做功机械能减少。最后教师总结：通过上述分析，我们得到：在只有重力
8、做功，其它外力不做功或其它外力做功的代数和为零的情况下，物体的动能和重力势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变，这个结论叫机械能守恒定律。为了回答情景3和完善机械能守恒的条件教师演示并讨论：放开被压缩的弹簧，可以把跟它接触的小球弹出去，在这个过程中，能量是如何转化的？类比地，你能得到在这个过程中机械能守恒的条件吗？引导学生认识在小球被弹簧弹出的过程中，弹簧的弹性势能转化为小球的动能。类比得到：如果有弹力做功，动能和弹性势能之和保持不变，即机械能守恒。这样就得到机械能守恒的条件：物体在只有重力和弹簧的弹力作用下，势能和动能相互转化，机械能保持不变。学生讨论得出能量转化和守恒定律教师指导学生阅读教材，得到能量转化和守恒定律联系实际生活中的例子，熟悉并应用能量转化和守恒定律（三）、课堂小结1.机械能的转化和守恒的实验探索2.机械能守恒定律： （1）推导 （2）内容 （3）条件3.能量转化和守恒定律（四）、布置作业：完成课后作业