机械能守恒教学设计

机械能守恒教学设计

　　机械能守恒教学设计

　　【教学目标】

　　一、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；

　　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，知道它的含义和适用条件；

　　3．在具体问题中，能判定机械能是否守恒，并能列出机械能守恒的方程式。

　　二、过程与方法

　　1．学会在具体的问题中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。

　　三、情感、态度与价值观

　　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。

　　【教学重点】

　　1．掌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。

　　【教学难点】

　　1．从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件；

　　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，尤其是分析、判断物体所具有的重力势能。

　　【教学方法】

　　演绎推导法、分析归纳法、交流讨论法。

　　【教具】

　　细线、小球、带标尺的铁架台。

　　【教学过程】

　　一、引入新课

　　教师活动：我们已学习了重力势能、弹性势能、动能。这些不同形式的能是可以相互转化的，那么在相互转化的过程中，他们的总量是否发生变化？这节课我们就来探究这方面的问题。

　　二、进行新课

　　1．动能与势能的相互转化

　　演示实验：如图所示，用细线、小球、带有标尺的铁架台等做实验。

　　把一个小球用细线悬挂起来，把小球拉到一定高度的点，然后放开，小球在摆动过程中，重力势能和动能相互转化。我们看到，小球可以摆到跟点等高的点，如图甲。

　　如果用尺子在某一点挡住细线，小球虽然不能摆到点，但摆到另一侧时，也能达到跟点相同的高度，如图乙。

　　问题：这个小实验中，小球的受力情况如何？各个力的做功情况如何？这个小实验说明了什么？

　　学生：观察演示实验，思考问题，选出代表发表见解。

　　小球在摆动过程中受重力和绳的`拉力作用。拉力和速度方向总垂直，对小球不做功；只有重力对小球能做功。

　　实验结论：

　　小球在摆动过程中重力势能和动能在不断转化。在摆动过程中，小球总能回到原来的高度。可见，重力势能和动能的总和，即机械能应该保持不变。

　　教师：通过上述分析，我们得到动能和势能之间可以相互转化，那么在动能和势能的转化过程中，动能和势能的和是否真的保持不变？下面我们就来定量讨论这个问题。

　　2．机械能守恒定律

　　物体沿光滑曲面滑下，只有重力对物体做功。用我们学过的动能定理以及重力的功和重力势能的关系，推导出物体在处的机械能和处的机械能相等。

　　教师：为学生创设问题情境，引导学生运用所学知识独立推导出机械能守恒定律。让学生亲历知识的获得过程。

　　学生：独立推导。

　　教师：巡视指导，及时解决学生可能遇到的困难。 可见：在只有重力做功的物体系统内，动能和重力势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。

　　同样可以证明：在只有弹力做功的物体系统内，动能和弹性势能可以相互转化，总的机械能也保持不变。

　　结论：

　　在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和弹性势能可以相互转化，总的机械能也保持不变。这就是机械能守恒定律。

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