高中人教版 (新课标)8.机械能守恒定律教学设计

§7.8  机械能守恒定律

教学目标

知识与技能 

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，知道能量的转换必须通过做功实现；

2、会正确推导物体在光滑曲面上运动过程中的机械能守恒，理解机械能守恒定律的内容、表达式、守恒的条件。

过程与方法

1、在具体的问题中会判定物体的机械能是否守恒；

2、初步学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象，分析问题。

情感、态度与价值观

通过能量转换与守恒的教学，培养学生学以致用的思想。

教学重点

理解机械能守恒定律的内容、表达式、守恒的条件。

教学难点

物体机械能是否守恒的判定

教具准备

单摆,弹簧振子,滚摆

教学过程

 一、课前导学

演示单摆和弹簧振子,分析能量转化情况,引入新课。

二、质疑讨论

（一）动能和势能的相互转化

1、自由落体运动的物体运动过程中能量的转化情况是怎样的?

2、演示单摆和弹簧振子,分析能量转化情况。

小结: (1)动能和势能可以相互转化, 转化时必定有重力或弹簧的弹力做功；

(2)在忽略阻力只有重力或弹簧的弹力做功的物体系统内总的机械能保持不变。

（二）机械能守恒定律

1、内容:

2、表达式：

3、守恒的条件：

4、理解：

（1）“守恒”的含义：指一个过程中某个量一直保持不变，而并非只是初、末两状态相同。

（2）我们可以分三个层次来表述机械能守恒定律：

A、只有重力做功的情形。这时弹性势能不改变。可表示为：

B、只有弹力做功的情形。这时重力势能不改变。可表示为：

其中Ek1和Ek2表示守恒过程中任意两个状态时的动能，EN1和EN2表示守恒过程中任意两个状态时的弹性势能。

C、同时有重力和弹力做功、但其它力不做功的情形。可表示为：

重力、弹力以外的力做正功，机械能增加；重力、弹力以外的力做负功，机械能减少。

通常在不涉及时间和加速度的情况下，应用机械能守恒定律解题较为简便。

要注意：机械能守恒定律是针对系统而言的，即便我们平时说某个物体具有重力势能，实际上是指由该物体和地球组成的系统所具有的重力势能。

三、反馈矫正

例1：分析下列情况下机械能是否守恒？

A、跳伞运动员从空中匀速下落过程

B、物体以8m/s2在空中下落过程

C、物体作平抛运动过程

D、物体在细线拉力作用下沿光滑斜面上滑过程

例2:把一个小球用细绳悬挂起来，就成为一个摆（如图），摆长为l  ,最大偏角为θ。小球运动到最低位置时的速度是多大？

讨论:1、最低点时绳的拉力；

2、利用机械能守恒定律解决问题的一般步骤．

(1)选取研究对象——系统或物体．

(2)根据研究对象所经历的物理过程．进行受力、做功分析，判断机械能是否守恒．

(3)恰当地选取参考平面，确定研究对象在过程的初末状态时的机械能．

(4)根据机械能守恒定律列方程，进行求解．

例3:如图所示，桌面高为A，质量为m的小球从离桌面高为H处自由落下，不计空气阻力，假设桌面处的重力势能为零，则小球落到地面前瞬间的机械能为 (    )

A、mgh   B、mgH   C、mg(H+h)    D、mg(H—h)

四、巩固迁移

课课练108页1--6