机械能守恒定律 教学设计 粤教必修4

一、教学目标

1、知识目标：

（1）知道机械能的定义，能确定机械能的大小

（2）知道物体的动能和重力势能可以互相转化

（3）理解机械能守恒定律的内容

（4）在具体问题中，能判断机械能是否守恒，并能列出机械能守恒方程式

2、能力目标：

从能量转化和守恒的观点来解释物理现象，分析物理问题。

3、创新素质：

在学习和分析机械能守恒定律过程，学习和掌握功能关系和能量转化的实质。

4、德育目标：

（1）理解自然规律，运用自然规律，学以致用

（2）严谨、周密的科学态度

二、教学分析与处理

1、教材分析及处理

（1）分析：本节课是高中物理中一节有关综合解决能量问题的课，并且机械能守恒定律在物理中也处于重要地位，所以，学好本节课是学习物理的重要环节。

在本节课中，除了使学生知道机械能概念和守恒定律的基础上，还要培养学生分析、解决能量转化问题的方法。

（2）处理方法：为了解决本节课重点难点，设置三个空白点，如下：

a、在理解机械能守恒的物理含义的过程处

b、推导机械能守恒定律的表达式处

c、分析机械能守恒定律的条件处

在每个空白点提出前都要有知识铺垫。

在每个空白点填空后，都要有总结和说明。

2、创新点、德育点、空白点

（1）创新点：自己总结研究能量的方法。

（2）德育点：分析守恒条件时的严谨周密态度。

（3）空白点：如何理解机械能守恒的物理意义

推导机械能守恒定律的表达式

分析机械能守恒定律的条件

三、教具选择与使用目的

课件：主要用于给学生信息和演示。

四、教学过程

1、课前准备

（1）制作课件

（2）设计空白点

2、导引目标、激情入境

用课件显示空降兵下落过程，让学生思考降落伞的作用，没有伞会怎么样呢？

（激发学生兴趣）

3、创选条件，主动参与，学生研究，合作交流

1）、机械能的概念：

动能、重力势能、弹性势能统称机械能。

2）、按顺序给出三个空白点：

（1）如何理解机械能守恒的物理意义（空白点）

提示（课件给出，以下均是）：

动能势能之间可相互转化。

与动量守恒类比

（学生讨论）

结论（课件给出，以下均是）：动能和势能的量可变化，只要总和不变即守恒。

（2）推导机械能守恒定律的表达式（空白点）

提示：

课件给出一例题

（学生讨论，单独提问）

课件总结：

整理得：

让学生观察讨论，表达是应怎样写

结论：

（3）分析机械能守恒定律的条件（空白点）

例题（课件给出，以下均是）：

例1.下落的小球如果受到空气阻力的作用，机械能是否守恒？

例2.在粗糙的平面上运动的物体，在不受其它外力的情况下，机械能是否守恒

提示：

注意能量的种类。

做功总伴随着能量的转化，做了多少功，就有多少能量发生转化。

（学生讨论）

结论：由于有阻力做功，使机械能向其它能量形式转化，如摩擦力做功生热，使机械能转化为内能可见，在只有重力做功时，机械能守恒。

例3.水平放置的弹簧振子，地面光滑，由于弹力的做功，弹簧的弹性势能和小球的动能之间发生转化，此系统（弹簧和小球）机械能守恒吗？

例4.如果小球和地面间有摩擦，机械能守恒吗？

例5.设地面仍光滑，但施加一个拉力（弹力）慢慢将小球离原位置，此时系统机械能守恒吗？

提示：仍从做功和能量转化的角度思考，注意能的种类。

（学生讨论）

结论：摩擦力和外加的拉力，都使机械能变化，可见在只有系统内弹力做功时，系统机械能守恒

3）总结（课件给出）：

（1）.实质：如果有其它力（除重力和系统内的弹力）做功时，系统内的机械能和外界能量发生交换（增多或减少），则系统的机械能总和发生变化，即不守恒；反之，则机械能总和不发生变化，即守恒。

（2）.条件：在只有重力做功，或系统内弹力做功的情况下，系统内的动能和势能（重力势能或弹性势能）发生转化，但机械能的总量保持不变。机械能守恒。

例6.小球在光滑水平面上匀速运动,机械能是否守恒?

例7.如图所示,在小球上施加一个与空气阻力等大反向的力,此时机械能是否守恒?

（学生讨论）

结论:1.在无外力做功的情况下,系统机械能守恒.

2.有其它力做功的情况下,如果代数和为零,系统机械能守恒

4．巩固与创新应用

1．空降兵匀速下落，机械能是否守恒？

（答案）不守恒。

现象：动能不变，势能减小，机械能减少。

实质：由于空气阻力做功将机械能转化为其它形式的能。

2．拉着一个物体沿光滑的斜面匀速上升，机械能是否守恒？

（答案）不守恒。

现象：物体动能不变，重力势能增加。

实质：拉力对物体做正功，使物体机械能增加。

3．在光滑的水平面上运动的小球碰到一个弹簧，把弹簧压缩后，又被弹回来，此系统机械能是否守恒？

（答案）守恒。

只有系统内的弹力做功，能量在弹簧的弹性势能和小球的动能之间转化。系统机械能总量不变。

4．用细线拴着一个小球，是小球在光滑水平面上作匀速圆周运动。

（答案）守恒。

在运动过程中，无力做功，无能量转化。

5、研究性作业

研究匀速直线运动的物体机械能一定守恒吗？举例说明。

五、板书设计

1、机械能

（1）定义

（2）机械能之间可以相互转化

（3）几点说明：

弹性势能与动能之间转化的机械能守恒定律。

机械能守恒定律另一种表述法

2、机械能守恒定律

定律内容：在只有重力做功的情况下，物体的动能和重力势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变。

定律数学表达式：

3、条件

（1）在只有重力做功，或系统内弹力做功的情况下，系统内的动能和势能（重力势能或弹性势能）发生转化，但机械能的总量保持不变。机械能守恒。

（2）在无外力做功的情况下,系统机械能守恒.

（3）有其它力做功的情况下,如果代数和为零,系统机械能守恒