机械能守恒定律新课标导学案.docVIP

《机械能守恒定律》教学设计 （赵良奎 433000 湖北省仙桃市仙源学校） QQ E-mail:hbqjzlk@ 【教材分析】 机械能守恒定律一节的内容与本章的各节内容有紧密的逻辑关系，是全章知识链中重要的一环．机械能守恒定律的探究既建立在前面所学知识的基础上，又是普遍的能量守恒定律的一种特殊情况，教材开始通过“演示”小实验，联系第一节中追寻守恒量．通过多个具体实例，先猜测动能和势能的相互转化的关系，引出对机械能守恒定律及守恒条件的探究，联系重力势能和重力做功及弹性势能与弹力做功的关系的学习，由定性分析到定量计算，逐步深入，最后得出结论，并通过应用使学生领会机械能守恒定律在解决实际问题时的优越性。在教学设计时，要根据教材内在的逻辑关系和学生认知的发展规律来设计教学活动的基本流程，力求达到最优化的组合。 本设计力图通过生活实例和物理实验,展示相关情景，激发学生的求知欲，引出对机械能守恒定律的探究,体现从“生活走向物理”的理念,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,体会物理规律对生活实践的作用。 【教学目的】 ㈠知识与技能 1、知道什么是机械能，理解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和适用条件 ㈢情感、态度与价值观 体会科学探究中的守恒思想，养成探究自然规律的科学态度，领悟机械能守恒规律解决问题的优点，形成科学的价值观。 【教学重点】 1、机械能守恒定律的推导与建立，以及机械能守恒定律含义的理解； 2、机械能守恒定律的条件和机械能守恒定律的实际应用。 【教学难点】 1、机械能守恒的条件及对机械能守恒定律的理解。 2、正确分析物体系统内所具有的机械能，判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒。 【教学器材】 钢球、细线、小球、钉子，铁架台、弹簧振子,气垫导轨等。 【教学过程】 (一)引入新课(5分钟) 结合复习引入新课。 1、提出课题—机械能守恒定律。（板书） 2、力做功的过程也是能量从一种形式转化为另一种形式的过程，物体的动能和势能总和称为机械能，例举：通过重力或弹力做功，动能与势能相互转化。（展示图片和视频） …… 分析上述各个过程中能量转换及重力、弹力做功的情况。（学生回答后教师点评补充） (二)教学过程设计（30分钟） 1、探寻守恒量： [问题]伽利略的理想实验的内容？（从力的角度） 　　内容：如图所示，让小球从斜面１由静止开始滚下，小球将滚上斜面２，如果没有摩擦，小球将滚到与斜面１等高的地方。 解释：当小球在斜面1上向下滚时，重力沿斜面向下的分力使小球做加速运动，小球的速度越来越大；当小球滚上斜面2时，重力沿斜面向下的分力使小球做减速运动，小球的速度越来越小。但从动力学的角度不能解释小球为什么会到达与斜面1上等高的地方，不会高也不会低。事实上，这一特点说明小球在运动的过程中，有一个量是不变的，即守恒的。这个量就是能量。 分析：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，机械能不变。 2、探究规律，并找出机械能不变的条件 提出研究方法：在探究物理规律时，应该是由简单到复杂，逐步深入，先对简单的物理现象进行探究，然后加以推广深化。在动能与势能转化的情景中，自由落体（只受重力）应该是比较简单的。 ⑴只受重力作用分析 引导学生自主探究，如图所示，小球下落过程中经过高度h1的A点速度v1，经高度h2的B点时速度为v2，由同学用学习过的知识（牛顿定律或动能定理），分析下落过程中A、B两位置的机械能之间的数量关系。 A点到B点， 由重力做功和重力势能变化的关系，得： 由上二式，得： 　　 ① 移项后，得： 　　 ② 即 引导学生讨论表达式①的含义是什么？表达式②的含义又是什么？ 在表达式①中左边是物体动能的增加量，右边是物体重力势能减少量，该表达式说明：物体在下落过程中，重力做了多少正功，物体的重力势能就减小多少，同时物体的动能就增加多少。 在表达式②中，左边是物体在末位置时的机械能，右边是物体在初位置时的机械能，该式表示：动能和势能之和即总的机械能保持不变。 ⑵只有重力做功分析 上述结论是在运动过程只受重力作用时候得到的，如果物体是沿光滑斜面下滑，上述结论成立吗？（由同学推导，分析） 沿光滑斜面下滑过程中，斜面的弹力不做功，由动能定理分析，通过重力做功，使重力势能转化为动能，总的机械能保持不变。 如果物体沿光滑曲面滑下，怎么分析？ 由学生通过重力势能