2024_2025学年高中物理第七章机械能守恒定律8机械能守恒定律教案新人教版必修2.doc

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机械能守恒定律

一、设计思路

物理规律的发觉离不开科学探究，而科学探究又可以分为理论探究和试验探究。本节课尝试分两条主线同时进行探究，一条主线是试验探究的方法，利用单摆与自由落体两个典型运动进行机械能守恒的分组操作探究；另一条主线是理论探究的方法；最终两条探究主线合二为一，使学生的生疏实现由感性生疏上升为理性生疏的飞跃，也将学问学习、力量培育、情感体验三个目标有机地结合在一起，使学生既获得了学问，提升了力量、又增加了体验。

二、教学目标

（一）学问与技能

[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及其适用条件；

3．会判定具体问题中机械能是否守恒，能运用机械能守恒定律解决实际问题。

（二）过程与方法、.K]

1．从玩耍试验入手，学会猜想探究的科学方法；

2.通过对单摆运动与自由落体运动过程试验的争论和理论分析，把握机械能守恒定律的内容；

3．体会物理规律得出的完整过程，生疏得出规律的一般方法。

（三）情感、态度与价值观

1.从生活试验入手，感受物理给我们生活带来的欢快，激发学习物理学问的兴趣；

2.通过探究，培育科学的实事求是态度，学会合作学习，学会展现与沟通。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。

三、教学重点

1．把握机械能守恒定律的推导、建立过程，理解机械能守恒定律的内容；

2．在具体的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。

四、教学难点

1．能从能量转化的角度理解机械能守恒的条件．

2．能正确推断争论对象在所经受的过程中机械能是否守恒，能正确分析系统所具有机械能。

五、教学方法

试验探究与理论探究结合法；小组合作学习法；

六、器材预备：铁架台(附铁夹)、电火花计时器，纸带、刻度尺、单摆球、过山车模型等；教师预备长线单摆,弹簧振子，授课PPT,实物展台等；

六、教学过程设计：

(一)引入新课

师：在本章的第一节我们学习了《寻找守恒量—能量》，那么在机械运动中是否也存在着相应能量的守恒呢？我们先来做一个小试验。

演示试验一：碰鼻试验

将一个长线单摆上端固定，将钢球拉近鼻子静止，松手后，钢球将向前摆去，接着反向摆回，猜想钢球摆回时会遇到鼻尖吗？

邀请一位女生上来演示，请大家观看返回时小球会不会遇到她的鼻尖，同时观看小球在来回摇摆过程中，到达的最高位置是否发生变化？

师：士气可嘉，掌声送给他（赠与小礼品）。返回时碰不到鼻尖，而且到达的最高点越来越低。这背后到底隐蔽了什么科学道理呢？要解释这种现象，就要用到新的力学理论，今日我们一起来学习第八节：机械能守恒定律。

（二）新课教学

一、动能与势能的相互转化

师：这里提到了机械能，那么什么是机械能呢？

生：动能和重力势能和弹性势能的总和叫做机械能。。

师：老师要指出的是，机械能具有相对性，是标量，也是状态量。

师：动能和势能同属于机械能，那它们之间可以相互转化吗？

演示试验二：过山车模型

师：开头时小球的动能为零，但随着高度的降低动能越来越大，这个动能哪里来的？

生：由重力势能转化过来的。

师：上升时动能削减，重力势能增加，能量又在如何转化？

生：由动能再转化为机械能。

师：这样的例子生活中还有很多，请同学们争论后列举相应实例，并说明是什么能转化为什么能。

参考实例有：

⑴．弹弓：弹性势能转化为动能。

⑵．溜溜球，荡秋千：动能和重力势能相互转化。

⑶．弹跳娃娃：重力势能、动能、弹性势能相互转化。

教师总结：刚才的几个例子我们看到，不光动能和重力势能可以相互转化，弹性势能和动能也可以相互转化，那在转化的过程中，有没有一个奇特的守恒量呢？会是动能吗？势能？还是机械能？为了探究这个问题，我们再来观看两个探究试验。

二、探究守恒量——机械能守恒

演示试验三：单摆试验（重力势能和动能的相互转化）

装置的下方夹一横杆，目的是便利确定小球运动过程中的位置变化。从尺的一侧位置A静止释放小球，

请同学们观看小球到达左右最高点的位置关系？

结论：小球到达的左右最高点的位置几乎是相等的，也即等高。

演示试验四：水平弹簧振子试验（弹性势能和动能的相互转化）

现象：滑块在零刻线两侧所到达的位置基本对称，也即形变量相等。

教师总结：在以上两种能量转化的情景中，我们发觉高度、形变量相等，这就意味着势能相等，那转化过程中我们要探究的守恒量是势能吗？

教师引导：取几个一般位置争论，我们发觉动能和势能都在不停地变化，所以守恒量不是动能也不是势能，那会不会就是它们的机械能呢？取单摆试验中的A、B、两点，弹簧阵子试验中个B、C两点去计算机械能，结果是相等的，所以我们猜想守恒量是机械能，但想要进一步验证整个过程中机械能守恒，我们还需要进行定量的分析。

试验探究：定量试验设计

方案1：利用电火花计