长沙市中小学教师统一备课用纸
科目 课题 物理 年级 高一 班级 时间 第七章 第六节 机械能守恒定律 1．通过实验演示，了解动能与势能之间的相互转化，初步领会机械能守恒定律的内容。 2．会推导机械能守恒定律。 3．正确理解机械能守恒定律的含义及适用条件。 重点：理解机械能守恒定律。 难点：机械能守恒的条件及对机械能守恒定律的理解。 教学目标 教材分析 一、知识引入 前面几节课我们已经知道什么是动能，什么是势能，也学习了解决力学问题的重要定理——动能定理。现在我们将要学习力学中的另一个重要的原理——机械能守恒定律。联系游乐场内的过山车从高处滑下时所涉及到的物理原理就有机械能守恒定律。什么是机械能？什么是机械能守恒定律以及在什么条件下机械能守恒是我们今天要学习的主要内容。（给出板书） 实施教学过程设计 二、新课讲授 学法指导： 1、涉及到重力势一个零势面。 板书：第六节：机械能守恒定律 能就一定要设定1、机械能：物体在机械运动中具有的动能和势能统称为机械能． 1动能： Ek= mv2 ；势能： 重力势能 Ep=mgh 2弹性势能 机械能：E?Ek?Ep 在初中我们也学过重力势能和动能之间可以相互转化。请学生再举2、 注意初步引入初、末状态的选定与比较。 3、 甲、乙两种情况都只有重力几例说明并过渡提问：在动能和势能的相互转化中，机械能的总量是否做功，拉力不做发生变化？下面我们通过实验来回答这个问题。 功（为什么？）。 2、机械能守恒定律 （1）实验验证：（见教材129页） 甲 乙 分析：以甲图为例，以最低点为零势 面，小球在摆动过程中动能和势能发 生相互转化。 A→O势能全部转化为动能 O→B动能全部转化为势能 A O B A O C 在A、O、B三处机械能是相等的．
甲图中小球可以摆到与A点高度相同的B点。乙图中用尺在某点挡住细线，小球虽然不能摆到B点，但摆到另一端时，能达到与A点相同高度的C点．甲、乙图中，小球在摆动过程中的任何位置，机械能是相等的。 实验证明：小球在摆动中机械能守恒． （2）理论推导：以自由落体运动为例 物理情景如图：一个质量为m的小球作自由落体运动，经过高度为h1的A点（初位置）时速度为v1，下落到高度为h2的B点（末位置）时速度为v2．试h1 Δh 确定小球在A点和B点的机械能的关系． 引导学生形成思路：要寻找始、末位置机械能的关系，我们要联想到运动过程中小球机械能的变化及引起机械能发生变化的原因——重力对物体做了功。让学生自然联想到要用动能定理处理问题。 推导：由动能定理有： h2 A v1 学法指导： 1、功是能量变化的量度，这是我们用能量的观点处理力学问题的出发点． B v2 2、对于未知事物的认识我们当然要立足于用已知的观点、方法和理论给出解释，前面学的动能定理就是处理力学问题的重要规律． 实施教学过程设计 1212WG?mv2?mv1 （1） 22由重力做功与重力势能的关系可知： WG?mg?h?mgh1?mgh2 （2） 由（1）、（2）式可得： 1212mv2?mv1?mgh1?mgh2 （3） 22移项可得： 1212mv2?mgh2?mv1?mgh1 （4） 22或： Ek2?Ep2?Ek1?Ep1 （5） 由学生语言表述（5）式的含义． 表明：在自由落体运动中，，只有重力做功，动能和重力势能之和即总的机械能保持不变． 可以证明，在只有重力做功的情形下，不论物体做直线运动还是曲线运动，上述结论都成立。（在时间允许的情况下，可以让学生推导一下平抛运动的情形．） 学生联想，重力做功对应重力势能和动能相互转化，弹簧弹力做功对应弹性势能和动能的相互转化，因此，在只有弹簧弹力做功的情形下，我们也可以证明动能和势能之和保持不变，即机械能守恒． （3）机械能守恒定律的内容：在只有重力（及系统内弹簧的弹力）做功的情形下，物体的动能和重力势能（及弹性势能）发生相互转化，但机械能的总量保持不变．这就是机械能守恒定律．
我们也可以证明动能和势能之和保持不变，即机械能守恒。 （3）机械能守恒定律的内容： 在只有重力（及系统内弹簧的弹力）做功的情形下，物体的动能和重力势能（及弹性势能）发生相互转化，但机械能的总量保持不变。 （4）机械能守恒定律的表达形式： ① Ek1+Ep1=Ek2+Ep2 （必须选择零势面） 初状态的动能和势能之和等于末状态的动能和势能之和 ② ΔEk=－ΔEp 或 ΔEp=－ΔEk 动能（或势能）的增加量等于势能（或动能）的减少量。 （5）机械能守恒的条件及理解： 条件：只有重力（或系统内弹力）做功。 理解：①物体只受重力（或系统内弹力）的作用，不受其他的力。 ②除重力和弹簧弹力外还受其他力作用，但其他力不做功或其他力做功的代数和为零。 （6）注意：机械能守恒定律的三性 ①普遍性（不论运动形式如何，位置如何，只要满足条件机械能就守恒） ②相对性（v应相对同一惯性参照系，h应相对同一零势面） ③系统性（机械能是物体与地球、物体与弹簧所组成的系统所共有的） 用总结性语言强调对物理概念、规律的理解应注重其内涵和性质，而不能只满足于记忆。 实施教学过程设计 学法指导： 1、通过练习题1让学生总结判断机械能是否守恒的方法： ①定义法：直接比较始末状态的机械能。 ②条件法：利用守恒条件进行判断。 2、练习题2主要是说明机械能守恒的系统性。 三、课堂练习 1、在下面列举的各个实例中（除A外都不计空气阻力），哪些情况机械能是守恒的？说明理由。 A、跳伞员带着张开的降落伞在空气中匀速下落。 B、抛出的手榴弹或标枪在空中运动。 C、拉着一个物体沿光滑斜面匀速上升（如图甲）。 D、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（如图乙）。 v F v 图甲 图乙 E、用细绳拴住一个小球，使小球在光滑水平面上做匀速圆周运动。 F、用细绳拴住一个小球，使小球在竖直面内做圆周运动。 G、以0.8g的加速度向上做匀减速运动的物体 （A、C、G不守恒，其余情况都守恒）
2、如图质量为m的物块从一定高度开始作自由落体运动，落向固定在地面上的弹簧，从物体接触弹簧到弹簧压缩到最短的过程中下列说法正确的是：（A、D） A、物体重力势能减小 B、物体重力势能转化为物体的动能 C、物体的机械能守恒 D、物体、地球和弹簧组成的系统机械能守恒 3、教材第130面：一个小球在真空中自由下落，另一个质量相同实施教学过程设计 的小球在粘滞性较大的液体中匀速下落，它们都由高度为h1的地方下落到高度为h2的地方。在这两种情况下，重力所做的功相等吗？重力势能各转化为什么形式的能量？ 四、小结、布置作业 1、小结：这节课我们通过实验和理论推导证明了“机械能守恒定律”，它是力学中的一条重要定律，是更普遍的能量守恒定律的一种特殊情形。我们重点要掌握的是定律的条件、内涵及在实际问题中如何进行机械能守恒的判断。 2、布置作业：教材P130第2题。 P135 第7、8、10题 教学后记 1、在推出机械能守恒定律后，重点应放在守恒条件的分析及对机械能守恒定律的理解上。 2、此处还不宜讲多个物体的系统机械能守恒的问题。 3、学生作业中有用机械能守恒定律解题的，也有用动能定理解题的，应在后面的课程中指出两者的根本区别。
人教高中物理必修2-机械能守恒定律1_1
