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学校 课题 机械能守恒定律
教材分析 《机械能守恒定律》是人教版高中物理必修 2 第 8 章第 4 节的内容，机械能守恒定律属于物理规律教学，是对功能关系的进一步认识，是学生理解能量转化与守恒的铺垫，为今后学习动量守恒、电荷守恒打下基础。教材通过多个具体实例，说明势能和动能，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，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。
学情 分析 学生已经在初中学习过有关机械能的基本概念，对机械能并不陌生，接受起来相对轻松。 通过前几节内容的学习，加深能量观念的认识，因而学习机械能守恒定律比较容易理解。
教学目标 1．在已经学习有关机械能概念的基础上，学习机械能守恒定律，掌握机械能守恒的条件 ,掌握应用机械能守恒定律分析、解决问题的基本方法． 2．学习从功和能的角度分析、处理问题的方法，提高运用所学知识综合分析、解决问题的能力。
教学 重难点 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 准备 单摆
教学环节 教学内容 教师活动 学生活动 智慧课堂应用及分析 1.功能选择 2.应用价值 3.评价体现 时长
导入新课 思考：苏翊鸣下滑过程中，既然没有什么动力，为什么每次总能如此准确的完成一连串有惊无险的动作呢？ 这实际上是动能和势能之间发生了相互转化，那么你知道它们在转化的过程中遵守什么规律吗？ 出 示视频 ：苏翊 鸣单板 大跳台 比赛 学生思考讨论 1. 功能选择将视频插入课本，直接播放；选择课堂活动， 讨论功能，思考转化的规律。 3分钟
讲授新课 一、追寻守恒量 能量对于科学研究和日常生活有着巨大的影响，但要用一句话说清楚能量究竟是什么却非易事。 思考讨论1：如果不采用能量的概念，你能描述伽利略的斜面实验吗？ 伽利略为了把小球从桌面提高到斜面上的某个位置，施加了与重力相反的力；当他释放小球时，重力使小球滚下斜面 A ；在斜面的底部，小球由于惯性而滚上斜面 B。 思考讨论2：不采用能量描述，能全面并准确表达伽利略的斜面实验吗？ 不能直接表达一个最重要的事实：如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略，小球必将准确地终止于它开始运动时的高度，不会更高一点 ,也不会更低一点。这说明某种“ 东西”在小球运动的过程中是不变的。 能量概念的引入是科学前辈们追寻守恒量的一个重要事例。 二、动能与势能的相互转化 1.重力势能与动能相互转化 A-B：在这个过程中，物体的速度增加了 ,表示物体的动能增加了。这说明，物体原来的重力势能转化成了动能。 B-C：在这个过程中，这时重力对物体做 提 出 疑问 ， 引发 学 生思考 提 出 单摆 模型 ， 引发讨论 学生思考讨 论，了 解伽利 略对运 动的描 述以及 引入能 量概念 的必要性 学生观 察单摆 的运动 说出它 的能量 转化 2. 应用价值通过云资 源，插入理想斜面素 材，让学生观察。 分享视频至学生平板。 35分钟
负功，物体的速度减小，表示物体的动能减少了。但由于物体的高度增加，它的重力势能增加了。 这说明，物体的动能转化成了重力势能。 结论: 物体的动能和重力势能可以相互转化。 2.弹性势能与动能相互转化. 由小球接触弹簧到速度为零的这一过程中 ,弹力做负功，弹簧的弹性势能增加，而物体速度减小，动能减少。小球原来的动能转化成了弹性势能。 压缩的弹簧 弹簧恢复原来形状 被压缩的弹簧具有弹性势能，当弹簧恢复原来形状时，就把跟它接触的物体弹出去。这一过程中，弹力做正功，弹簧的弹性势能减少 ,而物体得到一定的速度，动能增加。物体原来的弹性势能转化成了动能。 结论: 物体的动能和弹性势能可以相互转化。 3.机械能 重力势能、弹性势能与动能都是机械运动 提出弹簧小球模型，引发讨论 学生观 察弹簧 以及小 球的运 动，说 出它的 能量转 化 设置动画。降低播放速度。体会变化过程。
中的能量形式，统称为机械能。通过重力或弹力做功，机械能可以从一种形式转化成另一种形式。在转化的过程中，机械能保持不变吗 需要进行定性的计算。 三、机械能守恒定律 情景设置：质量为m 的物体自由下落过程中经过高度h1 的A点速度v1，高度h2的B点时速度为v2，不计空气阻力，分析A、B两位置的机械能的关系。 分析：如图所示物体在某一时刻处在高度为 h1 的位置A，这时它的速度是 v1 。经过一段时间后，物体下落到高度为 h2 的另一位置B，这时它的速度是 v2 。用 W 表示这一过程中重力做的功。 从动能定理知道，重力对物体做的功等于物体动能的增加，即: W = mv - mv 另一方面，重力对物体做的功等于物体重力势能的减少。 即: W = mgh1 - mgh2 从以上两式可得： mv - mv = mgh1 - mgh2 这就是说，重力做了多少功，就有多少重力势能转化为动能。 进一步整理可得： mv + mgh2 = mv + mgh1 等式左边为物体末状态动能与势能之和， 提 出 思考 ， 完 成 从 定 性 到 定量 的 过渡。 引 导 学生 受 力分 析 ，完 成 动能 定 理的 计 算过程 通过两种模 型，结合课 本，学 生归纳 总结机 械能的概念 学生思 考讨论 回答 由学生 推导、分析：若物体 沿光滑 斜面或 光滑曲 面下滑 时，受 重力和 支持力 作用， 支持不 做功， 只有重 力做功 选择学生答功能，让学生在平板作答，证明，并给出评 价。
等式右边为物体初状态动能与势能之和。 结论：在只有重力做功的系统内，动能与重力势能互相转化时总的机械能保持不变。 思考与讨论：在上图中，如果物体从位置A 沿光滑曲面下降到位置 B。这种情况下上式的关系是否还成立？ 思考讨论：如何理解只有重力做功？ （1）物体只受重力作用。 （2）物体除受重力外还受到其他力的作用，但其他力不做功，或其他力做功的代数和为零。 平抛运动或其它抛体运动的物体。 只受重力。 同样可以证明，在只有弹力做功的系统内 ,动能和弹性势能互相转化时总的机械能也保持不变。 1.机械能守恒定律内容 在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变。 2. 表达式 EK1 + EP1 = EK2 + EP2 或E1 ＝E2 3.守恒条件 物体系统内只有重力或弹力做功(其他力不做功)，机械能守恒。对于该条件可具体理解如下： （1）系统不受外力。 （2）系统受外力，但所有外力均不做功 。或外力做功，但外力做功的代数和为零。 【例题】如图所示，把一块质量是0.5kg 进 一 步 感 受 ， 只 有 重 力 做 功的系统 归 纳 总结 得出动 能和势 能之和 即总的 机械能 保持不 变。 让学生 进一步 理解只 有重力 做功的 含义
的石头，从10m高处的山崖上以30°角，v0=5 m/s的速度朝斜上方抛出。（空气阻力不计）求石头落地时速度的大小。 分析 在空气阻力可以忽略的情况下，物体只受重力。这个过程中只有重力做功，机械能守恒。 解题步骤： (1)确定研究对象 (2)对研究对象进行正确的受力分析 (3)判定各个力是否做功，并分析是否符合机械能守恒的条件 (4)视解题方便选取零势能参考平面，并确定研究对象在始、末状态时的机械能。 (5)根据机械能守恒定律列出方程，或再辅之以其他方程，进行求解。 应用机械能守恒定律解决问题的优点：只需考虑运动的初状态和末状态，不必考虑两个状态间过程的细节，这样就简化了计算。 特别提醒！ 机械能守恒的条件绝不是合外力的功等于零，更不是合外力为零；判断机械能是否守恒时主要看是否只有重力或弹力做功。 通 过 具体 的 问题 情境 ， 体会 机 械能 守 恒定 律 解题 的 优越性。 理解掌 握机械 能守恒 的条件 让学生 体会机 械能守 恒定律 不涉及 运动过 程中的 加速度 、时间 及速度 方向， 用它处 理问题 要比牛 顿定律 方便。 选择聚焦功能，选择解题，跳转至白板，解题后再分享给学生
课堂小结 1.机械能 重力势能、弹性势能与动能统称为机械能。 2.机械能守恒定律内容 在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和 2分钟
势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变 。 3. 表达式: EK1 + EP1 = EK2 + EP2 或E1 = E2 4.守恒条件:物体系统内只有重力或弹力做功(其他力不做功)。
课后作业 智学网，题库作业
板书设计 一、追寻守恒量 二、动能与势能的相互转化 重力势能与动能相互转化；弹性势能与动能相互转化 三、机械能守恒定律 1.在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变。 2. 表达式: EK1 + EP1 = EK2 + EP2 或E1 ＝E2 3.守恒条件:物体系统内只有重力或弹力做功(其他力不做功)。
教学反思 从知识发展的线索来看，本节内容既是对前面几节内容的总结也是对能量守恒定律的铺垫，也为从不同角度处理力学问题提供良好的途径。本节是本章的重点，通过学习，学生不难掌握机械能守恒的表达式和运用机械能守恒定律求解简单的问题，但对具体情境中机械能守恒的条件是否满足的判断还有一定的困难。因此，对机械能守恒的条件的理解是本节内容的难点。

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