2020-2021學(xué)年高中物理 第四章 機(jī)械能和能源 第4節(jié) 機(jī)械能守恒定律教案1 粵教版必修2

1、2020-2021學(xué)年高中物理 第四章 機(jī)械能和能源 第4節(jié) 機(jī)械能守恒定律教案1 粵教版必修22020-2021學(xué)年高中物理 第四章 機(jī)械能和能源 第4節(jié) 機(jī)械能守恒定律教案1 粵教版必修2年級(jí)：姓名：- 6 -機(jī)械能守恒定律教材分析機(jī)械能守恒定律一節(jié)的內(nèi)容與本章的各節(jié)內(nèi)容有緊密的邏輯關(guān)系，是全章知識(shí)鏈中重要的一環(huán)機(jī)械能守恒定律的探究既建立在前面所學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上，又是普遍的能量守恒定律的一種特殊情況，教材聯(lián)系第一節(jié)中追尋守恒量通過(guò)多個(gè)具體實(shí)例，先猜測(cè)動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系，引出對(duì)機(jī)械能守恒定律及守恒條件的探究，聯(lián)系重力勢(shì)能和重力做功及彈性勢(shì)能與彈力做功的關(guān)系的學(xué)習(xí)，由定性分析到定量計(jì)算，

2、逐步深入，最后得出結(jié)論，并通過(guò)應(yīng)用使學(xué)生領(lǐng)會(huì)機(jī)械能守恒定律在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)的優(yōu)越性。l 教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能1、知道什么是機(jī)械能，理解物體的動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化；2、理解機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容和適用條件；3、會(huì)判定具體問(wèn)題中機(jī)械能是否守恒，能運(yùn)用機(jī)械能守恒定律分析實(shí)際問(wèn)題。過(guò)程與方法1、學(xué)習(xí)從物理現(xiàn)象分析、推導(dǎo)機(jī)械能守恒定律及適用條件的研究方法；2、初步掌握運(yùn)用能量轉(zhuǎn)化和守恒來(lái)解釋物理現(xiàn)象及分析問(wèn)題的方法。情感、態(tài)度與價(jià)值觀體會(huì)科學(xué)探究中的守恒思想，養(yǎng)成探究自然規(guī)律的科學(xué)態(tài)度，領(lǐng)悟機(jī)械能守恒規(guī)律解決問(wèn)題的優(yōu)點(diǎn)，形成科學(xué)的價(jià)值觀。l 教學(xué)重點(diǎn)1、機(jī)械能守恒定律的推導(dǎo)與建立，以及機(jī)械能守恒定律含義的

3、理解；2、機(jī)械能守恒定律的條件和機(jī)械能守恒定律的實(shí)際應(yīng)用。l 教學(xué)難點(diǎn)1、機(jī)械能守恒的條件及對(duì)機(jī)械能守恒定律的理解。2、正確分析物體系統(tǒng)內(nèi)所具有的機(jī)械能，判斷研究對(duì)象在所經(jīng)歷的過(guò)程中機(jī)械能是否守恒。l 教學(xué)器材：多媒體l 教學(xué)過(guò)程（1） 引入 我們已學(xué)習(xí)了重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能、動(dòng)能。我們把這三種形式的能量統(tǒng)稱為機(jī)械能。（1）定義：物體的動(dòng)能和勢(shì)能之和稱為物體的機(jī)械能。機(jī)械能包括動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能。（2）表達(dá)式：練一練：質(zhì)量為2kg的小球在距離地面10m高處瞬時(shí)速度是10m/s，求出此刻小球的機(jī)械能?(g=10m/s2) （以地面為參考面為參考面） 這些不同形式的能是可以相互轉(zhuǎn)化的，那么在相

4、互轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，他們的總量是否發(fā)生變化？這節(jié)課我們就來(lái)探究這方面的問(wèn)題。（二）進(jìn)行新課1、動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化動(dòng)能彈性勢(shì)能拉弓射箭：例舉：通過(guò)重力或彈力做功，動(dòng)能與勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化。 過(guò)山車（視頻）：動(dòng)能重力勢(shì)能 蹦床（視頻）：重力勢(shì)能彈性勢(shì)能動(dòng)能 分析上述各個(gè)過(guò)程中能量轉(zhuǎn)換及重力、彈力做功的情況。 總結(jié)：通過(guò)上述分析，我們得到動(dòng)能和勢(shì)能之間可以相互轉(zhuǎn)化，那么在動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化過(guò)程中，動(dòng)能和勢(shì)能的和是否真的保持不變？下面我們就來(lái)定量討論這個(gè)問(wèn)題。2、 機(jī)械能守恒定律質(zhì)量為m的物體自由下落過(guò)程中，經(jīng)過(guò)高度h1的a點(diǎn)時(shí)速度為v1，下落至高度h2的b點(diǎn)處速度為v2，不計(jì)空氣阻力，取地面為參考平面，試寫出

5、物體在a點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能和b點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能，并找到這兩個(gè)機(jī)械能之間的數(shù)量關(guān)系。a點(diǎn) b點(diǎn) 根據(jù)動(dòng)能定理，有重力做功在數(shù)值上等于物體重力勢(shì)能的減少量。由以上兩式可以得到即 即 可見：在只有重力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能和重力勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變。同樣可以證明：在只有彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能和彈性勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，總的機(jī)械能也保持不變。（1）內(nèi)容：在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能和彈性勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變。這就是機(jī)械能守恒定律。（2）表達(dá)式：或（3）機(jī)械能守恒條件的理解 1.從能量轉(zhuǎn)化的角度看，只有系統(tǒng)內(nèi)動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，無(wú)其它形式能量之間（如內(nèi)能）轉(zhuǎn)化； 2.

6、從系統(tǒng)做功的角度看，只有重力或彈力做功。（4）只有重力或彈力做功與只受重力或彈力作用的含義不同。1.只受重力或彈力；2.除重力或彈力外，還受其它力，但其它力不做功或其它力所做功代數(shù)和為零（如擺球的擺動(dòng)）。例1：下列幾種情況中，機(jī)械能一定守恒的是：（ bc ）a.做勻速（f合=0）直線運(yùn)動(dòng)的物體 b.水平拋出的物體（不計(jì)空氣阻力）c.固定光滑曲面上運(yùn)動(dòng)的物體d.物體以0.8g的加速度豎直向上做勻減速運(yùn)動(dòng)例2：在離地面高h(yuǎn)的地方，以v0的速度水平拋出一石塊，若空氣阻力不計(jì)，求石塊剛落至地面時(shí)速度的大??？（5）應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題的一般步驟：（1）確定研究對(duì)象(物體或系統(tǒng)) 及研究的過(guò)程（2）對(duì)研

7、究對(duì)象進(jìn)行受力分析，弄清各力在研究過(guò)程中的做功情況，判斷是否符合機(jī)械能守恒的條件。（3）選取參考平面，確定研究對(duì)象在過(guò)程中的初始狀態(tài)和末狀態(tài)的機(jī)械能(包括動(dòng)能和勢(shì)能)。alco（4）根據(jù)機(jī)械能守恒定律列方程，進(jìn)行求解。例3:把一個(gè)小球用細(xì)繩懸掛起來(lái)，就成為一個(gè)擺，擺長(zhǎng)為l，最大偏角為。小球運(yùn)動(dòng)到最低位置時(shí)的速度是多大？練習(xí)：1.如圖，一子彈以水平速度射入木塊并留在其中，再與木塊一起共同擺到最大高度的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（ d）a、子彈的機(jī)械能守恒。b、木塊的機(jī)械能守恒。c、子彈和木塊的總機(jī)械能守恒。d、以上說(shuō)法都不對(duì)2、以10m/s的速度將質(zhì)量為m的物體豎直上拋出，則： 物體上升的最大高度

8、是多少？上升時(shí)在何處重力勢(shì)能和動(dòng)能相等？（阻力忽略）(四)課堂小結(jié)這節(jié)課我們主要通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究和理論探究，總結(jié)出機(jī)械能守恒定律的條件，得出了機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容，其后，我們應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解決了一些實(shí)際問(wèn)題，得出了用機(jī)械能守恒定律解題的一般步驟。（五）板書設(shè)計(jì)一、機(jī)械能：物體的動(dòng)能和勢(shì)能之和稱為物體的機(jī)械能。 二、物體的動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化。三、機(jī)械能守恒定律 1.內(nèi)容： 在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能和彈性勢(shì)能 可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變。2.表達(dá)式： 或 或 （動(dòng)能的增加等于勢(shì)能的減少）3、守恒條件：a、只有重力或系統(tǒng)內(nèi)彈簧彈力做功，其它力不做功（或其它力合力所做功為零） b、只發(fā)生動(dòng)能和勢(shì)能間的相互轉(zhuǎn)化。（6） 教學(xué)反思： 從學(xué)生的學(xué)習(xí)情況來(lái)看，這部分內(nèi)容的處理基本達(dá)到了教學(xué)設(shè)計(jì)的要求，學(xué)生能夠判斷一些簡(jiǎn)單情景中機(jī)械能是否