物理8.机械能守恒定律教学设计

机械能守恒定律

教学目标：

知识目标：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、理解机械能守恒定律的内容。

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。

能力目标：1、学会在具体的问题中判这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。

德育目标：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。

教学方法：1、关于机械能守恒定律的得出，也为了降低教学梯度，采用了例题的方式推导的方法，明确该定律数学表达式公式的来龙去脉。

2、关于机械能守恒的条件，在教学时采用列举实例，具体情况具体分析的方法。

教学用具：铁架台、小球、细线、直尺、CAI课件。

课时安排：1课时

教学步骤：

导入新课：1、用投影片出示思考题：

①本章中我们学习了哪几种形式的能？它们各是如何定义的？它们的大小各由什么决定？

②动能定理的内容和表达式是什么？

③重力所做的功与物体重力势能的变化之间有什么关系？

学生回答：

①本章我们学习了以下几种能：动能、重力势能、弹性势能。

②动能定理的内容是：物体所受合外力所做的功等于物体动能的改变，即：Ｗ＝ＷＫ２－ＷＫ１。

③重力所做的功和物体重力势能之间变化的关系为：

ＷＧ＝ＥＰ１－ＥＰ２

３、教师总结：

①同学们要注意动能定理中动能的变化量是末动能减去初动能，而重力做功与重力势能改变之间关系式中初位置的重力势能与末位置重力势能的差。

②动能、重力势能、弹性势能属于力学范畴，统称为机械能，机械能是动能和势能的总和。

③引入：通过细线下的小球摆动情况分析小球的受力情况和摆动过程中的能量转化，以及两边最高处的机械能的分析，得出最右端和最左端的机械能几乎相等，那么小球在摆动的过程中机械能是怎么样变化的呢？今天我们就共同研究这个问题：

新课教学：(一)计算

例1、质量为10kg的物体，从20m高处自由落下，运用已经学过的知识，把下表填好。g取10m/s2

（二）机械能守恒定律的推导

1、用多媒体出示例题： 

一：如图所示，一个质量为

m的物体自由下落，经过高度为h1的A点时速度为v1，下落到高度h2为的B点时速度为v2，

试写出物体重力所做的功，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。

分析：重力做功在数值上等于物体重力势能的变化量。

取地面为参考平面，有

WG=mgh1-mgh2

根据动能定理，有

由以上两式可以得到

A点的机械能：E1

B点的机械能：E2=

或者写为：

EK2+EP2 = EK1+EP1

由此可见：

在只有重力做功的情形下，物体的动能和重力势能都发生相互转化，但机械能的总量保持不变。

进一步研究可以证明：

在只有弹簧弹力做功的情形下，物体的动能与弹性势能发生相互转化，但机械能总量也保持不变。

归纳总结

在只有重力（或弹力）做功的情形下，物体的动能和重力（或弹性）势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变。

即：

EK2+EP2 = EK1+EP1

这一规律叫做机械能守恒定律，是自然界重要的定律之一。

2、辨析：下列情况中运动的物体的机械能一定守恒吗？

1、物体从光滑斜面底端以一定初速沿斜面向上滑行；

2、物体沿斜面匀速下滑；

3、不计空气阻力时，将物体从高处沿任一方向抛出；

4、起重机吊着物体匀速上升

5、平抛物体的运动

机械能守恒的判断方法：

只有重力（或弹力）做功。

课堂练习

1.  下列运动物体，机械能守恒的有 (     )

      A . 物体沿斜面匀速下滑

      B . 物体沿竖直平面内的圆轨道做匀速圆周运动

      C . 跳伞运动员在空中匀加速下落（a=5m/s2)

       D .沿光滑曲面自由下滑的木块

2、一个物体从光滑斜面顶端由静止开始滑下（如图所示），斜面高5m，长10m，不计空气阻力，物体滑到斜面底端的速度是多大？

例2．在距离地面20m高处以15m/s的初速度水平抛出一小球，不计空气阻力，取g＝10m/s2，求小球落地速度大小?

例3．小球沿高为20m的光滑斜轨道由静止开始滑下，并进入在竖直平面内半径为7.5m光滑圆形轨道运动，如图所示，求到达B、C两点时小球的速度 ？

练习．小球沿光滑的斜轨道由静止开始滑下，并进入在竖直平面内的离心轨道运动，如图所示，为保持小球能够通过离心轨道最高点而不落下来，求小球至少应从多高处开始滑下？已知离心                               圆轨道半径为R，不计各处摩擦。

课堂小结:

作业：No 130    练习五  (2)