1、机械能守恒定律教学设计机械能守恒定律（第1课时）一、学习目标: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.掌握机械能守恒定律的内容及得出过程；3.会根据机械能守恒的条件判断机械能是否守恒，能运用机械能守恒定律解决有关问题。二、学习重点：1.掌握机械能守恒定律的内容及其条件。2.能在具体问题中判断机械能是否守恒，并能运用机械能守恒定律解决问题。三、学习难点： 1.在具体问题中判断机械能是否守恒及机械能守恒定律的运用。四、学习方法： 讨论法、归纳法、讲授法五、 学法指导：课下认真阅读教材，完成学案中设置的任务，课上小组探究交流发表自己的观点完成本节内容。六、教学过程设计：教学环节内
2、容教师活动学生活动设计意图一、导入新课视频引入新课摆球碰鼻尖的科学实验提出问题：视频中实验者能安全完成挑战的条件是什么？ 为什么摆锤最多只能回到原来的高度？其中隐含了什么物理规律？ 观看、好奇、思考回答：因为能量不能增加，遵循机械能守恒。通过充满刺激的活动视频把学生引入到本节课堂，提出要解决的问题，激发学生学习兴趣。二、机械能定义1、实例了解动能势能之间的转化，让学生知道转化是通过重力或弹力做功实现的。物理模型：单摆 物理模型：弹射系统2、提出机械能的概念1、教师演示单摆模型请描述动能与势能的转化情况提出问题：通过什么 力做功实现了重力势能与动能之间的转化 ？2、教师演示：拉弓射箭从拉满弓到把
3、箭射出，动能势能如何转化？通过什么力做功实现了弹性势能与动能之间的转化 ？3、提出问题机械能的概念是什么？集体回答问题：1、从A到B，重力势能转化为动能。从B到C动能转化为重力势能，通过重力做功实现的。2、弓的弹性势能转化为箭的动能。通过弹力做功实现的。3、阅读课本找出机械能的概念。引导学生思考物理过程中的能量转化问题。把他们从之前的习惯于从力学与运动学的角度思考问题转变成从能量的角度思考问题。三、机械能守恒定律的推导分三种物理情景推导机械能守恒定律物理情景 1 质量为1kg的小球，从A点开始做自由落体运动，经过1s到达B点,再经过1s到达C点。 以C点所在平面为参考平面，计算物体在A、B、C
4、三个位置的机械能？物理情景 2 质量为1kg的小球，从A点以初速度v0=10m/s水平抛出，经过B点，AB两点的高度差h=5m（忽略一切阻力）以B点所在平面为参考平面,计算物体在A、B两个位置的机械能。物理情景3:质量为m的物体沿光滑曲面滑下，当它到达高度为h1的位置A时，速度为v1 ，滑到高度为h2的位置B时，速度大小为v2。（以地面为参考平面）物体在A位置的机械能EA与物体在B位置的机械能EB有什么关系？1、提出问题：动能与势能的相互转化中机械能的总量是否保持不变?2、组织学生小组内完成讨论，统一答案。3、引导小组展示答案。前两种情况简单展示，最后一种情况着重展示推导过程。1、学生课前自主
5、推导2、学生课间小组讨论统一答案3、学生展示答案1、设计三种不同的情景，两种情景提供具体的数据，符合学生初中到高中过渡的思维方式，一种情况没有具体数据，体现普遍性，让学生体会由具体到一般的科学思维方式。2、主要通过让学生自主推导机械能守恒定律，体会推导过程中是以只有重力做功为前提推导出来的，为后面机械能守恒定律的条件学习垫定了基础。四、机械能守恒定律 在只有重力或弹簧的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。 条件：1、只有重力做功 （系统是谁？） 2、只有弹簧的弹力做功 （系统是谁？） 3、重力与弹簧的弹力同时做功（系统是谁？ 1、提出问题条件中机械能守恒的系统是
6、谁？1、学生思考、回答。五、条件只“只有重力做功”的意义。(1)只受重力，不受其他力 (2)除重力以外还有其它力，但其它力都不做功。 (3)除重力以外还有其它力做功，但其它力做功代数和为零。教师列出三种情况，让学生讨论并举出各种情况下的一些实例。教师作适当引导，比如学生提出平抛运动，教师要问上抛下抛斜抛呢？学生提出沿光滑斜面下滑，教师要问那上滑呢？学生讨论，并举例1、自由落体运动、抛体运动2、物体沿着光滑斜面下滑（上滑），物体沿着光滑曲面下滑（上滑），单摆，绳子挂着小球在竖直平面内做圆周运动，圆锥摆。3、沿粗糙斜面下滑，但受到一个与摩擦力大小相等方向相反的力的作用。让学生自主构建符合机械能守恒
7、的各种物理情形，充分体现学生主体地位，教师只是为学生物理思维的形成提供平台。六、例题1：下列实例中，运动的物块机械能守恒的是（均不计空气阻力）（ ） A、物块在竖直向上的拉力作用下加速上升 B、物块在竖直向上的拉力作用下匀速上升 C 、物块水平抛出去后直到落地前 D 、物块沿粗糙斜面匀速下滑 E 、一个轻质弹簧上端固定，下端系一物块，物块沿竖直方向上下振动 F、物块以初速度v冲上光滑斜面 1、展示例题，引导讨论2、引导学生生成问题，引起思维火花的碰撞。3、总结判断机械能守恒的方法：一是看是否符合机械能守恒的条件，二是直接看动能势能的变化情况，如匀速上升等动能不变势能增大，机械能一定增大。特别提
8、醒有弹力做功时守恒的系统要包含弹簧。学生回答：可能会回答：B、C、D、E、FBD的理由可能是匀速，机械能守恒。会E的理由是符合只有重力或弹力做功。可能生成的问题：1、匀速是不是机械能就守恒？2、沿斜面加速下滑机械能是否一定守恒？3、弹力做功时物体机械能中否守恒？通过例题，巩固对机械能守恒条件的理解。七、例题2：把一个小球用细线悬挂起来，就成为一个摆，摆长为 ，最大偏角为 。如果阻力可以忽略，小球运动到最低位置时的速度是多大？ 1、教师分析过程：选B点处所在平面为零势能面，设到达最低点B时的速度为v在A点时： 动能 =势能 =在B点时： 动能 =势能=2、教师总结解题步骤（1）判断机械能是否守（2）根据题目意思选择恰当的零势面。（3）找出两个位置，写出两个位置的机械能，并列成等式。（4）求解学生依照思路列式子，计算。初步运用机械能守恒定律解题，让学生初步掌握解题的方法与步骤。八、解密课前视频提出问题：视频中实验者不会出现危险的前提条件是什么？如果有初速度释放小球？如果小球加了推动器？学生回答1、要符合机械能守恒的条件，只有重力做功，不能加推动器。2、根据机械能守恒定律无初速度释放才能做到回到原来位置时没有速度，不然会到达比原来位置更高的地方。释疑、呼应九、课后练习创新设计72页变式训练2一道有初速下落的题目，让学生计算上升的最大高度，让学生发现最大高度比原来的大。回应视频的疑问。