资源简介

8.4机械能守恒定律的教案
【教学目标】
【物理观念】体现科学论证观念，通过用纸带与打点计时器来验证机械能守恒定律，体验验证过程和物理学的研究方法
【科学思维】要明确实验原理，掌握实验的操作方法与技巧、学会实验数据的采集与处理，能够进行实验误差的分析，深化对机械能守恒定律的理解。
【科学探究】通过学生的独立思考解决实验中遇到的问题，以及对实验数据的处理。
【科学态度与责任】使学生通过实验体会成功的乐趣与成就感，激发对物理世界的求知欲；
【教学重难点】
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。
【新课导入】
1：导入—实验激疑，提出猜想
（黑板上固定一个单摆；讲台前，从天花板垂一条绳子，绳子下端挂一个重球。）
麻省理工学院的一位年过花甲的美国教授，为了寻求这一规律，准备以生命为赌注来做一个实验。我现在要邀请我们班最勇敢最有胆识的同学，和我一起来完成这个实验。请大家推荐一位勇士。
这是一个由重球组成的大型单摆，现在我把重球放在几乎挨近这位同学鼻子的地方然后静止释放，大家来猜猜看，重球摆回来之后，会不会撞伤他的鼻子？
（进行实验）
老师：同学们刚刚观察到了什么现象？摆动过程中，能量是怎么转化的？通过本节课所学习的内容揭示其中的原理。
【新课讲解】
追寻守恒量
伽利略曾研究过小球在斜面上的运动，如图示，发现无论斜面B比斜面A陡些还是缓些，小球的速度最后总会在斜面上某点变为0，这点距斜面低端的高度高度与它出发时的高度基本相同，如果忽略阻力和摩擦力，两个高度应该完全相同，不会低些也不会高些。
思考：在小球运动过程中，有哪些物理量是变化的？哪些是不变的？
教师总结：小球每次好像“记得”自己的起始高度，到达另一边总要到达原来的高度，这说明小球运动过程中动能和势能是相互转化的，转化中某个量是保持不变的。
小游戏，找一名同学上讲台，用一细线栓一小球，将小球拉倒该同学鼻尖位置，释放，观察学生的反映。
动能与势能的相互转化
动能和势能的相互转化
1．动能和重力势能的转化
分析下落的果实、过山车、斜抛的物体等自然现象中机械
能之间是怎样转化的？
2．动能和弹性势能的转化
弹簧的一端固定在光滑横杆上一端，另一端与小球相连，让小球在水平的横杆上做往复运动。
跳水运动员起跳
跳水运动员从起跳至落水全过程中，各种能是如何转化的？
教师总结：以上事例中，涉及到动能，重力势能和弹性势能。
3．机械能
⑴定义：物理学中把物体由于_做机械运动而具有的能_称为机械能。物体的机械能是物体动能和势能的和。
⑵说明：①机械能是标量 ②机械能的大小是相对的。（为什么？）③系统性
动能和势能可以通过重力或弹力做功，从一种形式转化为另一种形式，在转化过程中遵循怎样的规律呢？
机械能守恒定律
机械能守恒定律
物体沿光滑曲面滑下，只有重力对物体做功。用我们学过的动能定理以及重力的功和重力势能的关系，推导出物体在A处的机械能和B处的机械能相等。
教师：为学生创设问题情境，引导学生运用所学知识独立推导出机械能守恒定律。让学生亲历知识的获得过程。
学生：独立推导。
教师：巡视指导，及时解决学生可能遇到的困难。
推导的结果为：即
也即
可见：在只有重力做功的物体系统内，动能和重力势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。
同样可以证明：在只有弹力做功的物体系统内，动能和弹性势能可以相互转化，总的机械能也保持不变。
1．机械能守恒定律：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和势能可以相互转化，总的机械能也保持不变。这就是机械能守恒定律。
2．公式：。
3．条件：只有重力或者弹力做功。
例题：把一个小球用细线悬挂起来，就成为一个摆，如图，摆长为l，最大摆角为θ，小球运动到最低位置时的速度是多大？
学生：学生在实物投影仪上讲解自己的解答，并相
互讨论。
教师：帮助学生总结用机械能守恒定律解题的要点、步骤，体会应用机械能守恒定律解题的优越性。
总结：
1．机械能守恒定律不涉及运动过程中的加速度和时间，用它来处理问题要比牛顿定律方便。
2．用机械能守恒定律解题，必须明确初末状态机械能，要分析机械能守恒的条件。
【板书】
8.4机械能守恒定律
2、表达式：E=Ep+Ek
3、标量
4、相对性
二、机械能守恒定律
（1）内容
（2）条件
（3）表达式

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