78機械能守恒定律教學設計2-預覽頁
【正文】 一個重點并難點。對勢能內(nèi)容的處理要注意幾個同學容易忽略的問題（在電子教案中有體現(xiàn)）。在講授中對學生強調現(xiàn)在所討論的問題是針對以質點系為研究對象。培養(yǎng)同學解決問題的能力。通過本節(jié)內(nèi)容的學習，學生對功是能量變化的量度會更加深刻的理解，也是從不同角度處理理學問題提過良好的途徑。2．會正確推導物體在光滑曲面上運動過程中的機械能守恒，理解機械能守恒定律的內(nèi)容，知道它的含義和適用條件。情感、態(tài)度與價值觀，使學生樹立科學觀點，理解和運用自然規(guī)律，并用來解決實際問題。教學難點1．從能的轉化和功能關系出發(fā)理解機械能守恒的條件。五、教學過程[新課導入]問題1：前面我們學習了那些能量？問題2：這些能量概念是什么？表達式是什么？（學生回答并且舉例說明，教師根據(jù)學生回答情況給予引導）問題3：動能、重力勢能和彈性勢能的變化是什么力做功決定呢？（讓學生進一步加深理解功是能量轉化的量度）問題4：我們已學習了重力勢能、彈性勢能、動能．這些不同形式的能是可以相互轉化的，那么在相互轉化的過程中，他們的總量是否發(fā)生變化?這節(jié)課我們就來探究這方面的問題． [新課教學]一、動能和勢能的相互轉化師：現(xiàn)在大家看這樣幾個例子，分析各個物體在運動過程中能量的轉化情況．(課件展示教材上的實例，包括自由下落的物體、沿光滑斜面向下運動的物體、豎直上拋的物體等等，這些物體最好是具體的實物，以增加學生學習的興趣，減小問題的抽象性)師：我們先來看自由落體運動的物體，自由落體運動是一種最簡單的加速運動，在這個運動過程中能量的轉化情況是怎樣的?生：在自由落體運動中，物體在下落的過程中速度不斷增大，動能是增加的；而隨著高度的減小，物體的重力勢能是減少的．師：在豎直上拋運動的過程中，能量的轉化情況又是怎樣的?生：豎直上拋運動可以分成兩個階段，一個是上升過程的減速階段，一個是下落過程的加速階段，下落過程的加速階段能量的變化過程和自由落體運動中能量的轉化過程是一樣的，動能增加，重力勢能減少，因為這個階段的運動實質上就是自由落體運動．在上升過程中，物體的動能減少，重力勢能增加．師：物體沿光滑斜面上滑，在運動過程中受到幾個力，有幾個力做功，做功的情況又是怎么樣的?生：在物體沿光滑的斜面上滑時，物體受到兩個力的作用，其中包括物體受到的重力和斜面對它的支持力，這兩個力中重力對物體做負功，支持力的方向始終和物體運動方向垂直，所以支持力不做功．師：在豎直上拋過程中能量的轉化情況是怎樣的?生：在豎直上拋過程中，先是物體的動能減少，重力勢能增加，然后是重力勢能減少，動能增加．師：我們下面再看這樣一個例子：(演示：如圖5．8—1，用細線、小球、帶有標尺的鐵架臺等做實驗．把一個小球用細線懸掛起來，把小球拉到一定高度的A點，然后放開，小球在擺動過程中，重力勢能和動能相互轉化．我們看到，小球可以擺到跟A點等高的C點，如圖5．8—1甲．如果用尺子在某一點擋住細線，小球雖然不能擺到C點，但擺到另一側時，也能達到跟A點相同的高度，如圖5．8—1乙)師：在這個小實驗中，小球的受力情況如何?各個力的做功情況如何?這個小實驗說明了什么問題?能否找到一個守恒量？生：小球在擺動過程中受重力和繩的拉力作用．拉力和速度方向總垂直，對小球不做功，只有重力對小球能做功．實驗證明，小球在擺動過程中重力勢能和動能在不斷轉化．在擺動過程中，小球總能回到原來的高度．可見，重力勢能和動能的總和不變． 師：上面幾個例子都是說明動能和重力勢能之間的相互轉化，那么動能和另外一個勢能——彈性勢能之間的關系又是什么呢?我們看下面一個演示實驗．(實驗演示，如圖5．8—2，水平方向的彈簧振于．用彈簧振子演示動能和彈性勢能的相互轉化)師：在這個小實驗中，小球的受力情況如何?各個力的做功情況如何?這個小實驗說明了什么?(學生觀察演示實驗，思考問題，選出代表發(fā)表見解)生1：小球在往復運動過程中，豎直方向上受重力和桿的支持力作用，水平方向上受彈力作用．重力、支持力和速度方向總垂直，對小球不做功；只有彈簧的彈力對小球能做功．生2：實驗證明，小球在往復運動過程中彈性勢能和動能在不斷轉化．小球在往復運動過程中總能回到原來的位置，可見，彈性勢能和動能的總和應該不變．師：動能和重力勢能的總和或者動能和彈性勢能的總和叫做什么能量? 生：動能和重力勢能和彈性勢能的總和叫做機械能．師：上述幾個例子中，系統(tǒng)的機械能的變化情況是怎樣的? 生：雖然動能不斷地變化，勢能也不斷地變化，它們的變化應該存在一個規(guī)律，即總的機械能是不變的．二、機械能守恒定律師：我們來看這樣一個問題：(課件展示課本76頁圖7．8—3的問題，學生自主推導結論，老師巡視指導，及時解決學生可能遇到的困難．投影學生的推導過程，和其他學生一起點評)物體沿光滑曲面滑下，只有重力對物體做功．用我們學過的動能定理以及重力的功和重力勢能的關系，推導出物體在A處的機械能和B處的機械能相等．師：這個問題應該怎樣解決，結論是什么? 生：推導的結果為：Ek2 +EP2 =Ek1 + EP1，即E1= E2． 師：這個結論用文字敘述應該是什么? 生：動能和重力勢能可以相互轉化，而總的機械能保持不變． 師：這個結論的前提是什么? 生：這個結論的前提是在只有重力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)．師：除了這樣一個條件之外，在只有彈力做功的系統(tǒng)內(nèi)，動能和彈性勢能可以相互轉化，而總的機械能不變．師(得出結論)：在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能和彈性勢能可以相互轉化，總的機械能也保持不變，這就是機械能守恒定律．（課件展示出讓學生判斷各個實例中機械能是否守恒。A點到B點，WG=11mv22mv12= Ek2Ek1 22由重力做功和重力勢能變化的關系有 WG=mgh1mgh2=Ep1Ep2 得到Ek2Ek1=Ep1Ep2① 移項后，得Ep1+Ek1=Ep2+Ek2 ② 即E1=E2引導學生討論式①的含義是什么？式②的含義又是什么？在表達式①中左邊是物體動能的增加量，右邊是物體重力勢能減少量，該表達式說明：物體在下落過程中，重力做了多少正功，物體的重力勢能就減小多少，同時物體的動能就增加多少。小結：在只有重力做功的情形下，不論物體做直線運動還是曲線運動，總的機械能保持不變。通過實驗和理論推導的證明：只有重力做功時，物體系統(tǒng)內(nèi)的機械能守恒。共同分析，得出結論（板書）： ⑹分析守恒條件，歸納結論在只有重力和彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能和勢能可以互相轉化，而總的機械能保持不變 ⑺引導學生分析結論，加深理解：“在只有重力和彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)”是機械能守恒的條件 “而總的機械能保持不變”是結論“動能和勢能可以互相轉化”是系統(tǒng)內(nèi)重力或彈力做功的結果。(2)對研究對象進行正確的受
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