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8.4《机械能守恒定律》学案
学校（单位） 姓名 开课时间
学习主题
8.4 机械能守恒定律（第1课时）
课标要求
1、体会守恒观念对认识物理规律的重要性。 2、理解机械能守恒定律。 3、能用机械能守恒定律分析生产生活中的有关问题。
学习目标
一、核心素养 1、物理观念和应用 （1）机械能守恒定律可由动能定理和动能变化、重力做功和重力势能的变化，弹力做功和弹性势能的变化演绎推导得出，学生需要掌握这几个重要的功能关系。 （2）理解机械能守恒定律的内容和表达式。 （3）明确机械能守恒定律所描述的系统对象，理解机械能守恒定律的适用条件。 2、科学探究和交流 （1）理解机械能守恒定律的演绎推理过程。 （2）学生需要运用实验方法，通过实验验证机械能守恒定律 （3）学生需要通过建立物理模型、分析物理规律等方法，研究机械能守恒的本质和应用。 3、科学思维和创新 （1）通过追寻守恒量，培养学生科学探究的思维方式，能够提出问题、设计实验、收集数据和分析结论。 （2）学生需要运用科学方法，探究机械能守恒的实验现象和原理，加深对物理规律的理解和掌握。 （3）学生应在课堂讨论中积极发表观点，分享对机械能守恒定律的理解和应用，提高自己的思考能力。 4、科学态度和责任 （1）培养学生探究问题的兴趣和习惯，保持对知识的好奇心和求知欲，积极探究物理问题。 （2）培养学生合作和交流能力，积极参与科学研究和应用。 （3）学生要关注实际生活中的物理现象，发挥创新精神，将所学知识应用于实际问题的解决。 二、学习目标： 1、体会守恒关系是自然界中客观存在着的一种重要的关系，能量概念的引入是科学前辈们追寻守恒量的重要事例之一。 2、进一步深入理解功和能的概念以及功能关系。 3、经历机械能守恒定律的推导，进一步体会演绎推理是科学研究中的一种重要方法。 4、理解机械能守恒定律的内容和表达式。 5、会从做功和能量转化的角度判断机械能是否守恒。 6、应用机械能守恒定律分析日常生活中的相关现象。
评价任务
1、通过分析理想斜面实验和摆球的运动，体会能量概念的引入是科学前辈们追寻守恒量的重要事例之一。 2、通过对实心球上抛、摆球摆动、玩具飞机弹射等情境的分析，能从中抽象出相应的物理模型，并能进行受力分析、做功分析和能量分析。 3、能根据功能关系对机械能守恒定律进行演绎推导。 4、理解机械能守恒定律的内容和表达式。 5、理解机械能守恒定律的成立条件，能判断物体系统的机械能是否守恒。 6、能应用机械能守恒定律分析日常生活中的相关现象。
资源与建议
【学习建议】 1、复习受力分析、牛顿第二定律、运动学规律等必修一的知识 2、复习重力势能的改变与重力做功的关系、弹性势能的改变与弹力做功的关系、动能的改变与合力做功的关系。 【课前准备】 1、制作多媒体教学课件。 2、理想斜面实验演示、碰鼻实验。 3、应用Tracker、PotPlayer、Excel等软件进行实验数据采集和分析。
学习过程
一、追寻守恒量 任务1：分析伽利略理想斜面实验：小球从距斜面底端高h处静止释放，忽略一切阻力。分析小球在运动过程中，什么物理量是变化的？什么是不变的？试推导在另一侧斜面的上升高度。 二、动能和势能的相互转化 任务2.1：分析被竖直向上抛出的实心球的的受力、做功和能量转化。 建立物理模型：________________ 受力分析：____________________ 做功及能量分析：（1）上升过程：_______________________ （2）下降过程：_______________________ 任务2.2：分析大铁锤在摆动过程的的受力、做功和能量转化。 建立物理模型：________________ 受力分析：____________________ 做功及能量分析：（1）A到O过程：_______________________ （2）O到B过程：_______________________ 【总结1】___________________________________时，系统的重力势能和动能相互转化。 任务2.3：分析物体被弹出过程的的受力、做功和能量转化。 建立物理模型：________________ 受力分析：____________________ 做功及能量分析：（1）A到O过程：_______________________ （2）O到B过程：_______________________ 【总结2】___________________________________时，系统的弹性势能和动能相互转化。 任务2.4：分析物体在向下运动过程的的受力、做功和能量转化。 建立物理模型：________________ 受力分析：____________________ 做功及能量分析：___________________________________________________ ___________________________________________________ 【总结3】_______________________________________时，系统的重力势能、弹性势能和动能相互转化 三、机械能 1、___________、___________和___________都是机械运动中的能量形式，统称为机械能。 2、机械能具有___________性、___________性。 提出问题：上述分析几个动能和势能的相互转化情境中，是否有哪个物理量守恒？ 科学猜想：_______________________守恒 验证： 方法1——实验验证 【结论】_____________________________________________________时，总的机械能保持不变。 方法2——理论推导 演绎推理 任务3：小球m从A到B过程中： (1)受力分析和做功分析； (2)根据动能定理分析动能的变化； (3)分析重力做功与重力势能的变化； (4)分析小球在A、B的机械能关系。 【结论】_____________________________________________________时，系统重力势能和动能可以相互转化，总的机械能保持不变。 【结论】_____________________________________________________时，系统弹性势能和动能可以相互转化，总的机械能保持不变。 四、机械能守恒定律 1、内容：在只有_______________做功和_______________做功的系统中，物体间只发生_______________，而_______________的总量保持不变。 2、表达式： （1）状态式：_______________________（必须先选零势能面） （2）转化式：_______________________ 任务4：分析以下例子，总结机械能守恒的条件。 3、机械能守恒成立条件：________________________________________ 任务5：若小球m在黏性较大的液体中下落，系统的机械能是否守恒？机械能是否可以凭空产生或消失？ 【结论】_____________________________________________________时，系统机械能改变。 但___________________依然守恒。 拓展作业：生活中有哪些现象机械能可能是守恒的？你能抽象出其中的物理模型并进行理论推导或实验验证吗？ 课堂总结及自我评价
学后反思
收获了哪些知识？解决了什么生活实际问题？ 运用了什么物理方法解决问题？ 生活中还有什么现象与机械能守恒定律有关？能否运用所学知识解释？

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