高中物理人教版 (2019)必修 第二册机械能守恒定律表格教学设计及反思

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册机械能守恒定律表格教学设计及反思，共7页。教案主要包含了机械能转化的实验及分析，斜面实验，追寻守恒量的过程，判断机械能是否守恒的方法等内容，欢迎下载使用。
课程基本信息
学科
物理
年级
高一
学期
(春季)
课题
机械能守恒定律
教科书
书 名：物理必修第二册
出版社：人民教育出版社 出版日期：2019年6月
教学目标
1.物理观念：⑴知道什么是机械能；理解通过重力或弹力做功动能和势能可以相互转化,并能分析解决实际问题。
⑵理解机械能守恒定律及其适用条件,能判断实际问题中系统机械能是否守恒， 并能分析解决实际问题。
⑶知道解决力学问题的两大视角：能的观点和力的观点。
2.科学思维：⑴能由动能定理推导机械能守恒定律。
⑵能总结应用机械能守恒定律解决实际问题的基本思路。
3.科学探究： 通过体验伽利略的斜面实验，体会追寻守恒量及探究科学规律的一般方法。
4.科学态度与责任：养成探究自然规律的科学态度。
教学内容
教学重点：
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
在具体的问题中能判定机械能是否守恒，并能运用定律的解决实际问题
教学难点：
1.体验追寻守恒量的过程
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，能正确分析物体系统所具有的机械能
教学过程第一课时
引入新课
1.回顾前两节学习
2.分析两个视频中的能量转化现象观察研究对象及过程：
全红婵在空中下落 ⑵弓弦弹射箭
结论：通过重力或弹力做功势能和动能相互转化
新课教学
机械能概念：
重力势能、弹性势能与动能都是机械运动中的能量形式，统称为机械能。
2．研究对象 系统
3．机械能的性质
⑴状态量：做机械运动的物体在某一位置时，具有确定的速度，也就有确定的动能和势能，即具有确定的机械能．
相对性：其大小与参考系、零势能面的选取有关．
系统性：是物体、地球和弹簧系统所共有的．
二、机械能转化的实验及分析：探究动能和势能转化过程中的规律
如果忽略空气阻力，⑴摆球运动过程中有哪些力做功？学生回答：只有重力做功，绳子拉力不做功
摆球的动能和势能之间的相互转化遵循什么规律呢？
三、斜面实验
我们可以模拟斜面实验，
1.伽利略的研究发现：
无论斜面B比斜面A陡些或缓些，小球的速度最后总会在斜面上的某点变为0，这点距斜面底端的竖直高度与它出发时的高度基本相同。伽利略认为如果没有阻力小球会回到原来的高度。
小球滑下时，滑上斜面时，势能增大，动能减少，有什么“东西”是不变的呢？
四、追寻守恒量的过程：
能量概念的引入是科学前辈们追寻守恒量的一个重要事例
理论推导1：结论 只有重力做功的系统内，动能与重力势能互相转化时总的机械能保持不变。
理论推导2：
结论 只有弹力做功的系统内，动能与弹性势能互相转化时总的机械能保持不变。
四、机械能守恒定律
1．内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。
2．研究对象：系统
3．表达式：EP2+EK2=EP1+EK1

4.机械能守恒的条件：只有重力或弹力做功
在下面列举的各个实例中（除1外都不计空气阻力），哪些过程中系统机械能是守恒的？
跳伞运动员带着张开的降落伞在空气中匀速下落
2.弓把箭射出后，箭在空中运动
3.全红蝉在空中下落过程
4.全红蝉跃入水中后的运动
小结
课后研究
朱雪莹在蹦床比赛中获得冠军
1．运动过程中她的机械能守恒吗？
2．哪些过程可看成机械能守恒？
第二课时
引入新课
一个小球在真空中做自由落体运动，另一个同样的小球在黏性较大的油中由静止开始下落。
它们都由高度为 h1 的地方下落到高度为 h2 的地方。在这两种情况下：
1.重力做的功相等吗？
2.重力势能的变化相等吗？
3.动能的变化相等吗？
4.机械能守恒吗？
分析判断守恒的方法：
新课教学
一、判断机械能是否守恒的方法
1．从力做功的角度来判断：分析系统受力，只有重力或弹力做功，则系统机械能守恒。
2．从能量转化的角度来判断：系统只有动能和势能的相互转化，没有机械能与其他形式的能的转化，则系统机械能守恒。
【定律理解】
问题1题：朱雪莹在蹦床比赛中获得冠军
⑴运动过程中她的机械能守恒吗？
⑵哪些过程可看成机械能守恒？
【定律应用】
问题2 ：把一个小球用长为l的细绳悬挂起来，将小球拉开一个角度θ，释放后小球运动到最低位置时的速度是多大？（忽略空气阻力）
分析：以小球为研究对象，以A O为研究过程
小球摆动过程中受重力和细线的拉力。细线的拉力与小球的运动方向垂直，不做功，所以这个过程中只有重力做功，机械能守恒。
确定小球初末状态的机械能
根据机械能守恒定律E2＝E1，列式： 从而算出它在最低点的速度：
方法2：
解：小球从A O 减小的重力势能：
增加的动能：
由机械能守恒定律 可得：
所以：
说明：方法1从总的机械能保持不变分析
方法2从动能和势能转化分析
二、应用机械能守恒定律的解决问题思路
1．确定研究对象(物体系统)和要研究的过程
2．判断是否符合机械能守恒的条件：
(1)对研究对象进行受力分析判定运动过程中是否只有重力或弹力做功(2)研究对象在运动过 程中是否只有动能、势能的转化
3．应用机械能守恒定律解决问题。
问题3：一条轻绳跨过定滑轮，绳的两端各系一个小球A和B，B球的质量是A球的质量的3倍。用手托住B球，当轻绳刚好被拉紧时，B球离地的高度是h，A球静止于地面，如图所示。现释放B球，当B球刚落地时，求A球的速度大小（定滑轮的质量及滑轮与轴间的摩擦、空气阻力均不计，重力加速度为g）。
解：对A、B组成的系统，当A上升、B下落过程中系统
机械能守恒，以地面为零势能参考面，
由E2＝E1可知：
所以：
v＝ = ＝2 m/s
从动能和势能的转化角度解：
方法2 由ΔEk＝－ΔEp解决问题 ：
从机械能的转移角度解：
方法3 由ΔEA＝－ΔEB解决问题
小结
一、判断机械能是否守恒的方法
二、应用机械能守恒定律的解决问题思路
1．确定研究对象(物体系统)和要研究的过程
2．判断是否符合机械能守恒的条件：
3．应用机械能守恒定律解决问题。
课后研究
比较两种观点解决问题的方法：
1．应用机械能守恒定律解决问题
2．应用牛顿定律解决问题
布置作业
课后作业：练习与应用