1、机械能守恒定律教案物理组 吴苗军【教学目标】一、知识与技能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会正确推导物体在光滑曲面上运动过程中的机械能守恒，理解机械能守恒定律的内容，知道它的含义和适用条件；3在具体问题中，能判定机械能是否守恒，并能列出机械能守恒的方程式。二、过程与方法1学会在具体的问题中判定物体的机械能是否守恒；2初步学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象，分析问题。三、情感、态度与价值观通过能量守恒的教学，使学生树立科学观点，理解和运用自然规律，并用来解决实际问题。【教学重点】1、理解机械能守恒定律的内容。2、在具体问题中能判定机械能是否守恒，并能列出定律的数学表
2、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。【教学用具】电脑多媒体课件，摆球实验【教学方法】启发式、诱导式、探究式。【教学过程】一、导入新课 复习导入前面我们学习了势能和动能以及它们的变化由什么力做功来量度，请同学来回顾。重力做功：WG=mgh1-mgh2动能定理：W 合=1/2mv22-1/2mv12 情景导入播放过山车、滑雪、蹦极等图片材料，激发学生学习兴趣，引出本节课的学习内容。在学生看图的同时，提醒学生分析物体在运动过程中动能和势能的变化情况。引导学生举生活中动能和势能相互转化的例子。学生讨论得出结论:动能和
3、势能的相互转化. 教师活动：这些不同形式的能是可以相互转化的,动能和势能在相互转化的过程中是否存在着某种定量的关系？在转化的过程中机械能是否发生变化？这节课我们就来探究这方面的问题。二、进行新课1寻找守恒量（动能与势能的相互转化）实验演示： 实验现象：在摆动过程中，小球总能回到原来的高度 初步实验结论：小球在摆动过程中重力势能和动能在不断转化。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。在摆动过程中，小球总能回到原来的高度。可见，重力势能和动能的总和，即机械能应该保持不变。若小钢球换成乒乓球、海绵呢?实验现象：在摆动过程中，小球无法达到原来的高度 初步结论：物
4、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。在摆动过程中，小球无法达到原来的高度，可见，重力势能和动能的总和，即机械能减少。原因分析：受空气阻力的作用 教师：通过上述分析，我们得到动能和势能之间可以相互转化，那么在动能和势能的转化过程中，动能和势能的和有时不变，有时变？那什么情况下机械能保持不变呢？下面我们就来定量讨论这个问题。2探究规律，找出机械能不变的条件教师：为学生创设问题情境，进行分组推导出机械能守恒定律，找出机械能不变的条件，让学生亲历知识的获得过程。思考题一：如图所示，一个质量为的物体自由下落，经过高度为 的 A 点时速度为 ，下落到高度为 h2的
5、B 点时速度为 2，试写出物体在 A 点时的机械能和在 B 点时的机械能，并找到这二个机械能之间的数量关系.思考题二：一个物体沿着光滑的曲面滑下，在 A 点时动能为 Ek1，重力势能为 Ep1 ；在 B 点时动能为 Ek2，重力势能为 Ep2 。试判断物体在 A 点的机械能 E1 和在 B 点的机械能E2 的关系。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 。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。提出问题:解释小钢球实验现象？为什么乒乓球、海绵不能摆到等高呢？加深对机械能守恒的条件的理解，也提高用所学知识解决问
6、题的能力同样可以证明：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。结论：在只有重力或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。这就是机械能守恒定律。3.巩固应用例 1.下列实例中（除 1.外都不计空气阻力） ，哪些情况机械能是守恒的？说明理由 1.跳伞员利用降落伞在空气中匀速下落；2.抛出的手榴弹在空中运动；3.用绳拉着一个物体沿着光滑的斜面匀速上升；4.在光滑水平面上运动的小球碰到一个弹簧，把弹簧压缩后，又被弹回来.；5.用细绳拴着一个小球，使小球在竖直平面内做圆周运动。例 2：把一个小球用细线悬挂起来，就成为一个摆，如图，摆长
7、为 ，最大摆角为 ，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。教学设计说明设计思想本节是一节规律教学，在本章中处于核心地位，是前面各节内容的综合，同时又是下一节能量守恒定律的基础。新课标指出：在重视物理概念和规律教学的同时要加强学生能力的培养。因此，这节课不仅要让学生掌握规律，同时还要引导学生积极主动地学习，
8、贯彻“学为主体，教为主导”的教学思想。本节课通过建立物理模型，由浅入深进行探究，让学生领会科学的研究方法，并通过规律应用巩固知识，初步掌握运用能量转化与守恒来解释物理现象及分析问题的方法，体会科学探究中的守恒思想，体会物理规律对生活实践的作用，领会机械能守恒定律解决问题的优点，形成科学的价值观。教学设计流程图教学环节 情景 问题创设问题情景切入 生活中：过山车、滑雪、蹦极运动过程中，动能和势能如何变化？实验事实 实验 1：单摆实验 运动过程中，动能和势能如何变化？小球摆动的高度是否变化？机械能是否变化？激发矛盾 实验 2：将钢球换为泡沫球再做小球摆动的高度是否变化？机械能是否变化？提炼核心问题
9、 依据上述两过程 什么情况下机械能保持不变？科学探究 1、自由落体模型2、一般曲面模型3、水平弹簧振子模型只有重力做功，机械能是否保持不变？只有弹力做功，机械能是否保持不变？只有重力和弹力做功，机械能是否保持不变？应用规律解决实际问题解释实验现象1、钢球2、泡沫球减少的机械能哪去了？机械能是否守恒？得出机械能守恒定律的内容应用规律解决实际问题 1、单摆例题 怎么应用机械能守恒定律？小结本节内容【教学反思】本节课的成功之处：本节课通过出过山车、滑雪、蹦极等图片材料，给学生感性认识，让学生对能的转化以初步认识，再通过小钢球单摆实验和小泡沫球（为了说明有了空气阻力后机械能不再守恒，就用泡沫塑料球做成
10、一个摆进行演示，效果明显，说服力很强）对比实验，对动能和势能的转化关系进行猜想，为定量探究打下基础，引导学生通过具体情境（自由落体模型和一般曲面模型）的设置来推导机械能守恒定律的表达式，探究过程中，激发、鼓励学生大胆思考，开发学生的创造潜能，启发学生思维，使学生参与到教与学的活动中去，对守恒定律的教学，本设计采用了逐步引导的方法，引导学生向守恒条件步步靠拢，最后师生共同总结，具体展示力守恒定律的发现过程，有助于探究过程方法的学习。设计的最后通过具体的例题讲解与课堂训练，对本节内容进行巩固加深，受到良好的效果。教学过程中“机械能守恒及其条件”这一重点显得十分突出。新授应用小结，程序完整。 不足之
11、处：1上课教学过程中我讲的过多，学生讨论的时间过少，发表学生自己的见解机会过少，明明是为了节省时间，讲述更多教学内容，反而教学结果适得其反。2复习导入的时间过长，可以更简洁，更快的引入新课。3在本节课中总结应用守恒定律解题的步骤有些操之过急。设计时是为了体现知识的整体性、连贯性，但从实际出发应放在后面的习题课中，逐步体会并总结效果会更好。 、4语言的表达不够准确、简洁，这方面还要不断加强。 一节四十分钟的录像课很短，但是，课前的准备却是比较漫长。在这个过程中我学到了很多。首先，我认为合理的内容编排是非常重要的。备课时要明确每一个内容的重点、难点，讲解一般内容时，要精心、合理安排，把握住重点、难点的内容作适当展开，并间隔地对这些重点、难点进行讲述。其次，教会学生如何做好课前预习和课后总结也是提高教学效率的重要因素。学法的掌握关键在于教师的“教” 。教师在教课过程中体现学法，指导学生探求获得知识的过程 和方法，提供学法模式，让学生获得适应自己的方法。古人云：“授人以鱼，供一饭之需；教人以渔，则终身受用不尽” 。教的目的在于不教，在物理教学中，授之以正确的思想方法，是提高教学质量的根本途径，也是帮助学生提高学习效率的有效方法。
