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2019-2020年高中物理 《機械能守恒定律》教學(xué)設(shè)計方案 新人教版必修2 課題名稱 《機械能守恒定律》 科 　目 物理 年級 高一 教學(xué)時間 1課時（4５分鐘） 學(xué)習(xí)者分析 在初中學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過有關(guān)機械能的概念，對機械能不陌生，接受起來較為容易。在本章的第一節(jié)和第二節(jié)學(xué)習(xí)了動能和勢能的基礎(chǔ)上，對機械能的理解較初中有了更深的認識。在此基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)機械能守恒學(xué)生比較容易理解。學(xué)生通過第一章的學(xué)習(xí)，對判斷一個力是否做功，掌握的程度較好，為判斷機械能是否守恒打下了堅實的基礎(chǔ)。 教學(xué)目標 一、情感態(tài)度與價值觀 1．通過能量守恒的教學(xué)，使學(xué)生樹立科學(xué)觀點。 2．使學(xué)生養(yǎng)成良好的分析問題、解決問題的能力。 3．養(yǎng)成遇到難題不退縮，能將復(fù)雜的問題分解為若干個小問題，逐一克服、逐一解決。 二、過程與方法 1.學(xué)會在具體的問題中判定物體的機械能是否守恒 2.初步學(xué)會從能量轉(zhuǎn)化和守恒的觀點來解釋物理現(xiàn)象，分析問題 三、知識與技能 1.知道什么是機械能，知道物體的動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化 2.會正確推導(dǎo)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 3．在具體問題中，能判定機械能是否守恒，并能列出機械能守恒的方程式。 教學(xué)重點、難點 1.掌握機械能守恒定律的推導(dǎo)、建立過程，理解機械能守恒定律的內(nèi)容； 2.在具體的問題中能判定機械能是否守恒，并能列出定律的數(shù)學(xué)表達式。 教學(xué)資源 多媒體課件，細線、小球、帶標尺的鐵架臺、斜軌 　　　　　　《機械能守恒定律》的教學(xué)過程描述教學(xué)過程 教學(xué)活動由視頻引入，吸引學(xué)生注意，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。 1 一、導(dǎo)入新課 １、引入課題：我們已學(xué)習(xí)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(zhuǎn)化的，那么在相互轉(zhuǎn)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。 ２、播放視頻：請學(xué)生認真觀察蕩秋千和撐桿跳高運動（吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。） ３、播放課件：自行車下坡的過程，分析車的動能和勢能的變化，以及總量的變化。（提出問題） 教學(xué)活動2從實驗開始，推導(dǎo)機械能守恒定律，引出條件和公式，并對公式加以運用。 　 二、新課教學(xué) （一）機械能 1、概念：物體的動能、勢能的總和。即：E＝EK＋EP ２、機械能是標量，具有相對性（需要設(shè)定勢能參考平面） ３、機械能之間可以相互轉(zhuǎn)化。 （二）機械能守恒定律的推導(dǎo) 演示實驗：如圖所示，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。我們看到，小球可以擺到跟A點等高的C點，如圖甲。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(cè)時，也能達到跟A點相同的高度，如圖乙。 問題：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(xué)生思考） 學(xué)生回答后小結(jié)： （１）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。 （２）小球在擺動過程中重力勢能和動能在不斷轉(zhuǎn)化。 （３）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，即機械能應(yīng)該保持不變。 提問：通過上述分析，我們得到動能和勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化，那么在動能和勢能的轉(zhuǎn)化過程中，動能和勢能的和是否真的保持不變？下面我們就來定量討論這個問題。 播放視頻: 小球從高處自由下落 如圖所示，一個質(zhì)量為m的物體從高處自由下落，經(jīng)過離地面高度為h1的A點時速度為V1，下落到高度為h2的B點時速度為V2，試寫出物體在A點時的機械能和在B點時的機械能，并找到這兩個機械能之間的數(shù)量關(guān)系。 理論推導(dǎo)過程： 物體只有重力做功，根據(jù)動能定理得： 　　　(1） 又據(jù)重力做功與重力勢能的關(guān)系得到： 　　?。?） 由（1）（2）兩式可得: （3） 移項得： （4） 結(jié)論：只有重力做功時，動能和重力勢能相互轉(zhuǎn)化，但機械能守恒。 （三）機械能守恒定律 1、內(nèi)容：在只有重力做功時，動能和重力勢能相互轉(zhuǎn)化，但機械能總量保持不變 2、理解： （1）條件：只有重力做功 （2）表達式:　 （四）機械能守恒定律的應(yīng)用 １、機械能守恒定律在拋體運動中的應(yīng)用 多媒體課件：做拋體運動的籃球 提問：籃球在空中運動時，機械能是否守恒？（忽略空氣阻力） 學(xué)生回答后小結(jié)：籃球在空中運動時，只有重力做功，機械能守恒。 ２、機械能守恒定律在圓周運動中的應(yīng)用 實驗活動：小球從斜軌上滾下 將小球從距斜軌底面h高處釋放，使其沿堅直的圓形軌道（半徑為R）的內(nèi)側(cè)運動。 （１）若h2R，小球能否一定通過圓形軌道最高點？ 解答：由機械能守恒可知,若h2R，小球一定能通過圓形軌道最高點 ３、機械能守恒定律在生活中的應(yīng)用 課本例題：上海“明珠線”某輕軌車站，與站臺連接的軌道有一個坡度，電車進站時要上坡，出站時要下坡，如果坡高２米，電車到A點時速度是25.2km/h,此后便切斷電源，不計電車所受摩擦力。 （１） 電車能否沖上電臺？ （２） 如果能沖上，到達B點的速度為多大？（g=10m/s2） 教學(xué)活動3課堂練習(xí)，加深對知識的理解，并能靈活運用。 　 三、課堂練習(xí)： 如圖所示，下列四個選項的圖中，木塊均在固定的斜面上運動，其中圖A、B、C中的斜面是光滑的，圖D中的斜面是粗糙的，圖A、B中的F為木塊所受的外力，方向如圖中箭頭所示，圖A、B、D中的木塊向下運動，圖C中的木塊向上運動。在這四個圖所示的運動過程中機械能守恒的是（ ?。? 解析：機械能守恒的條件是：物體只受重力或彈力的作用，或者還受其它力作用，但其它力不做功，那么在動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化過程中，物體的機械能守恒。依照此條件分析，ABD三項均錯。答案：C。 教學(xué)活動4回顧知識點，布置作業(yè)，學(xué)會對知識的分析和運用。 　 四、小結(jié) １、機械能守恒定律的內(nèi)容是什么？條件是什么？ ２、機械能守恒定律的表達式是？ 五、布置作業(yè) P75練習(xí)與評價