2022年西北师大附中高一奥赛教案机械能守恒定律 .pdf

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1、名师精编优秀教案摘要机械能守恒定律是能量守恒定律的一个特例，要使学生对定律的得出、含义、适课题第六节机械能守恒定律教学目标知识目标：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理解机械能守恒定律的内容。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。能力目标：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。德育目标：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。课型新授课课时1 课时重点1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

2、。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。教学方法1关于机械能守恒定律的得出，采用师生共同演绎推导的方法，明确该定律数学表达公式的来龙去脉。2关于机械能守恒的条件，在教学时采用列举实例，具体情况具体分析的方法。教具教学过程精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 6 页名师精编优秀教案用条件有一个明确的认识，这是能够用该定律解决力学问题的基础。本节知识点包括：机械能守恒定律的推导；机械能守恒定律的含义和适用条件。引入课题：思考题：1本章中我们学习了哪几种形式的能？它们

3、各是如何定义的？它们的大小各由什么决定？2动能定理的内容和表达式是什么？3重力所做的功与物体重力势能的变化之间有什么关系？学生回答：本章我们学习了以下几种能：动能、重力势能、弹性势能。物体由于运动而具有的能叫动能， 动能与物体的质量及运动的速度有关；物体由于被举高而具有的能叫重力势能， 重力势能与物体的质量及被举高的高度有关；物体由于发生弹性形变而具有的能叫弹性势能，弹性势能与形变的程度有关。动 能定理的内容是： 物体 所受合外力所做的 功等 于物体动能的改变，即12KKEWW=Ek。重力所做的功和物体重力势能之间变化的关系为：21PPGEEW= EP。总结：同学们要注意动能定理中动能的变化量

4、是末动能减去初动能，而重力做功与重力势能改变之间关系式中是初位置的重力势能与末位置重力势能的差。引入： 动能、重力势能、弹性势能统称为机械能，本节课我们就来研究有关机械能的问题。新课教学：一、机械能1什么是机械能动能和势能（重力势能和弹性势能）统称为机械能。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 6 页名师精编优秀教案讨论：举例说明不同形式的机械能可以相互转化。实例 1：竖直上抛运动，重力势能动能下降上升实例2： 将轻弹簧的一端悬挂，另一端连接一个质量较大的小球，平衡时小球静止在O 点，若将小球向下拉到位置A，然后释放，忽略空气

5、阻力，分析小球运动过程中，小球和弹簧的机械能若何变化？2不同形式的机械能可以相互转化。过渡：通过上述分析，我们发现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，动能和势能的和会保持不变吗？二、机械能守恒定律1推导过程思考题一：如图（ 1）所示，将一个质量为的物体竖直向上抛出，经过高度为的 A 点时速度为，经过高度为h2的 B 点时速度为2，不计空气阻力。求物体由A 点运动到B 点的过程中，合外力做的功和重力做的功，写出物体在A 点时的机械能和在B 点时的机械能。思考题二：如图（2）所示，一个质量为的物体做平抛运动，经过高度为的 A 点时速度为，经过高度为2的 B 点时速度为2，求物

6、体由 A 点运动到B 点的过程中，合外力对物体做的功和重力对物体做的功， 写出物体在A 点时的机械能和在B 点时的机械能。学生活动设计：把学生分为两小组，一组做思考题一，另一组做思考题二，并进行小组赛。据动能定理得：21222121mvmvWWG合O A (2) A B h2 h1 v2 v1 v0 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 6 页名师精编优秀教案重力做功与重力势能的关系得到：WG=mgh1mgh2由 W合=WG得：2121222121mghmghmvmvEA=12121mghmv，EB=22221mghmv将式移

7、项得：1212222121mghmvmghmv结果分析： 讨论并强调以上各式的物理意义。式表示合外力做的功等于物体动能的变化。式表示重力做的功等于物体重力势能变化的负值。表示物体动能的减少量等于重力势能的增加量。在思考题二中，为物体动能的增加量等于重力势能的减少量。表示物体在A、B 两点的机械能相等。引导：请大家回答，在什么条件下，物体具有的机械能的总和会保持不变？1内容：在只有重力做功的情况下，动能和重力势能相互转化，但在转化过程中的任何时刻，动能和势能的总和和即机械能保持不变 机械能守恒。2数学表达式：（1）守恒式：1212222121mghmvmghmv（2）转化式：2121222121

8、mghmghmvmv上边我们通过推导得到了机械能是守恒的这一结论，下边同学们思考：问题 1：在推导中，我们是以物体做竖直上抛运动和做平抛运动为例进行的，请问：上述二种运动有什么相同和不同之处? 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 6 页名师精编优秀教案学生答： 相同点是在上述两种运动中物体只受到重力作用；不同之处是物体运动的路线不同，竖直上抛运动是直线运动，而平抛运动是曲线运动。问题 2：从上述两种运动中，你能猜想一下：机械能在什么情况下守恒吗？3成立条件： 物体在只有重力做功的条件下，机械能守恒。巩固练习：1关于物体的机械

9、能是否守恒的叙述，下列说法中正确的是（D ）A做匀速直线运动的物体，机械能一定守恒；B做匀变速直线运动的物体，机械能一定守恒；C外力对物体所做的功等于0 时，机械能一定守恒；D物体只有重力做功，机械能一定守恒。2在下列实例中运动的物体，不计空气阻力，机械能不守恒的是（A ）A起重机吊起物体匀速上升；物体做平抛运动；C小球在竖直放置的光滑圆轨道内侧做圆周运动；D轻质弹簧上端固定，下端系一重物，重物在竖直方向上下振动(以物体和弹簧为研究对象 ) 3从离地高为H 的阳台上以速度竖直向上抛出质量为的物体，它上升后又返回下落，最后落在地面上，不计空气阻力，以地面为参考面，各已知量均采用国际单位，则下列说

10、法中正确的是（ACD ）A物体在最高点时机械能为mg（）；B物体落地时的机械能为mg（）21mv2；C物体落地时的机械能为21mv2；D物体在落回过程中，经过阳台时的机械能为21mv2。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 6 页名师精编优秀教案课堂小结：本节课我们学习了机械能守恒定律1我们说机械能守恒的关键是：只有重力或弹力做功；2在具体判断机械能是否守恒时，一般从以下两方面考虑：对于某个物体，若只有重力做功，而其他力不做功，则该物体的机械能守恒。对于由两个或两个以上物体(包括弹簧在内组成的系统)，如果系统只有重力做功或弹力

11、做功，物体间只有动能重力势能和弹性势能之间的相互转化，系统与外界没有机械能的转移， 系统内部没有机械能与其他形式能的转化，系统的机械能就守恒。3如果物体或系统除重力或弹力之外还有其他力做功，那么机械能就要改变。假设系统在初态时的动能为E，势能为E，在由状态1 到状态 2 的过程中，重力或弹力做的功为W，除重力或弹力以外的其他力的功为W2，则合外力的功为WW2，物体系在末态2 时的动能为EK ，势能为 E，则据动能定理有：KKEEWW21又PPEEW1KKPPEEWEE2)()(2PKPKEEEEWEEW2也就是说，除重力或弹力之外的其他力所做的功，等于物体系统机械能的改变 这个结论叫功能原理。布置作业： P78，1，2,3,4 教学后记：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 6 页