2017-2018学年度人教版高中物理必修二78机械能守恒定律教案 《机械能守恒定律》【教学设计】 【新课导入】碰鼻实验:如图1所示,把悬挂重球拉至鼻尖由静止释放, 实验者立于原位不动,小球来回摆动,学生表演者怕重球碰坏了鼻子 图1 结果大家都能预料到,至于其中的原因是什么?包含着怎样的物 理规律?我们学会这节课的内容,相信大家就非常清晰了! 【新课教学】 )机械能 在本章我们学习了两种形式的能量,动能、重力势能、弹性势能,物理 学中,我们将动能和势能统称为机械能。 (二)动能与势能之间的相互转化 生活中动能和重力势能、弹性势能进行转化是非常常见的。 1、动能——重力势能 举出几个动能和重力势能相互转化的例子呢? 苹果的下落,三峡大坝水的下落,重力势能转化为水的动能,从而带动 发动机发电 2、动能—一弹性势能 1/7
2017-2018 学年度人教版高中物理必修二 7.8 机械能守恒定律教案 1 / 7 《机械能守恒定律》【教学设计】 【新课导入】碰鼻实验:如图 1 所示,把悬挂重球拉至鼻尖由静止释放, 实验者立于原位不动,小球来回摆动,学生表演者怕重球碰坏了鼻子。 结果大家都能预料到,至于其中的原因是什么?包含着怎样的物 理规律?我们学会这节课的内容,相信大家就非常清晰了! 【新课教学】 (一)机械能 在本章我们学习了两种形式的能量,动能、重力势能、弹性势能,物理 学中,我们将动能和势能统称为机械能。 (二)动能与势能之间的相互转化 生活中动能和重力势能、弹性势能进行转化是非常常见的。 1、动能——重力势能 举出几个动能和重力势能相互转化的例子呢? 苹果的下落,三峡大坝水的下落,重力势能转化为水的动能,从而带动 发动机发电。 2、动能——弹性势能
2017-2018学年度人教版高中物理必修二78机械能守恒定律教案 举出动能和弹性势能相互转化的例子呢? 弯弓射箭。弓的弹性势能转化为箭的动能。 3、重力势能——动能一一—弹性势能 生活中有没有同时涉及三种能量转化的例子呢? 观看蹦床视频 在观看蹦床视频的时候,仔细分析一下,不同的过程分别对应的是什 么能量之间的转化! 下降:空中时,重力势能转化为动能;从接触弹簧到运动至最低点的过 程中,若以最低点为零势能面动能和重力势能最终都转化为弹簣的弹 性势能。 上升:三种能量的转化与下落过程是对应的! (三)探究机械能守恒定律 1、实验观察提出猜想 2、实例探究小组探究讨论,得出结论 质量为1千克的物体从离地面20米高处自由落下,求下落5米,10 米,15米,20米时的速度,重力势能,动能以及动能和重力势能的总 和。(g=10m/s2,以地面为重力势能零势能面 下降距离速度 重力势能动能 机械能 m (m/s)Ep /J Ek/J E/J 2/7
2017-2018 学年度人教版高中物理必修二 7.8 机械能守恒定律教案 2 / 7 举出动能和弹性势能相互转化的例子呢? 弯弓射箭。弓的弹性势能转化为箭的动能。 3、重力势能——动能——弹性势能 生活中有没有同时涉及三种能量转化的例子呢? 观看蹦床视频 在观看蹦床视频的时候,仔细分析一下,不同的过程分别对应的是什 么能量之间的转化! 下降:空中时,重力势能转化为动能;从接触弹簧到运动至最低点的过 程中,若以最低点为零势能面动能和重力势能最终都转化为弹簧的弹 性势能。 上升:三种能量的转化与下落过程是对应的! (三) 探究机械能守恒定律 1、实验观察 提出猜想 2、 实例探究 小组探究讨论,得出结论 质量为 1 千克的物体从离地面 20 米高处自由落下,求下落 5 米,10 米,15 米,20 米时的速度,重力势能,动能以及动能和重力势能的总 和。( g=10m/s2 ,以地面为重力势能零势能面 下降距离 H/m 速度 v (m/s) 重力势能 Ep / J 动能 Ek / J 机械能 E/ J
2017-2018学年度人教版高中物理必修二78机械能守恒定律教案 10 15 20 将学生按学习小组,分别计算5米,10米,15米,20米处的各量。然后 由教师汇总各组结果,通过表格显示结果,引导学生探究出其中的规 律 学生初得结论:物体在运动过程中,如果只有重力做功,机械能的总量 保持不变。 3、理论推导[情景一]情景一:如图,质量为m的小球从光滑曲面 上滚下,到A点时速度为v,距地面的高度为h,到B点时速度为 v,距地面的高度为h 1)、小球的机械能由哪几种能量组成?在A、B两点的机械能分别如 何表示(取地面为零势能面)? 2)、重力做功与重力势能变化的关系式 h B 3)、从A到B的过程的动能定理表达式 4)、观察上述两个表达式,你会发现A、B两点的机械能有什么关系 3/7
2017-2018 学年度人教版高中物理必修二 7.8 机械能守恒定律教案 3 / 7 5 10 15 20 将学生按学习小组,分别计算 5 米,10 米,15 米,20 米处的各量。然后 由教师汇总各组结果,通过表格显示结果,引导学生探究出其中的规 律。 学生初得结论:物体在运动过程中,如果只有重力做功,机械能的总量 保持不变。 3、理论推导 [情景一] 情景一：如图，质量为 m 的小球从光滑曲面 上滚下，到 A 点时速度为 v1，距地面的高度为 h1，到 B 点时速度为 v2 ，距地面的高度为 h2。 1）、小球的机械能由哪几种能量组成？在 A、B 两点的机械能分别如 何表示（取地面为零势能面）？ 2）、重力做功与重力势能变化的关系式： 3）、从 A 到 B 的过程的动能定理表达式： 4）、观察上述两个表达式，你会发现 A、B 两点的机械能有什么关系
2017-2018学年度人教版高中物理必修二78机械能守恒定律教案 在只有 做功的物体系统(研究对象是物体和地球组成的系 统)内, 能和 能发生相互转化,但机械能的总量 【情景二】情景二:如图在,质量为m的滑块在光滑水平面上自由地 往复运动。 00d 1.试类比上述“重力做功机械能守恒”的证明过程,证明 Ek1+E1=E2+E2弹 2.只有弹簧弹力做功的物体系统(研究对象是物体与弹簧组成的系统) 内 与物体的 发生相互转化,但机械能的 总量 小组讨论探究 类比方法: 【机械能守恒定律】 内容: 表达式 机械能守恒定律的适用条件 条件: 4/7
2017-2018 学年度人教版高中物理必修二 7.8 机械能守恒定律教案 4 / 7 在只有 做功的物体系统（研究对象是物体和地球组成的系 统）内， 能和 能发生相互转化，但机械能的总量 。 【情景二】情景二：如图在，质量为 m 的滑块在光滑水平面上自由地 往复运动。 1.试类比上述“重力做功机械能守恒”的证明过程，证明 Ek 1+Ep1 弹=Ek2+Ep2 弹 2.只有弹簧弹力做功的物体系统(研究对象是物体与弹簧组成的系统) 内， 与物体的 发生相互转化，但机械能的 总量 。 小组讨论探究 类比方法： 【机械能守恒定律】 内容： _______________________________________________________ 表达式： _____________________________________________________ 机械能守恒定律的适用条件 条件： _______________________________________________________
2017-2018学年度人教版高中物理必修二78机械能守恒定律教案 判断 (1)从做功的角度看 (2)从能量转化的角度看: 【学以致用】 (1)判断以下物理场景中机械能是否守恒? 是跳伞员利用降落伞在空中匀速下落; 二是不计阻力的情况下,抛出的篮球在空中运动 三是用绳拉着一个物体沿着光滑的斜面匀速上升。 四是光滑水平面上运动的小球,把弹簧压缩后又被弹回来 (2)磁悬浮列车站台设计:明珠号磁悬浮列车为什么在站台上要设置 个小小的坡度 (乘胜追卖,能亦提升 例2、把一个小球用细线悬挂起来,构成为一个摆摆长为, 最大偏角为θ。若小球摆到最低点时绳子恰好断裂,小球 水平飞出时的离地高度为H,求小球落地时的速度。 总结应用机械能守恒定律解题的一般思路 【课堂自结】 5/7
2017-2018 学年度人教版高中物理必修二 7.8 机械能守恒定律教案 5 / 7 判断: (1)从做功的角度看： (2)从能量转化的角度看： 【学以致用】 (1)判断以下物理场景中机械能是否守恒? 一是跳伞员利用降落伞在空中匀速下落; 二是不计阻力的情况下,抛出的篮球在空中运动。 三是用绳拉着一个物体沿着光滑的斜面匀速上升。 四是光滑水平面上运动的小球,把弹簧压缩后又被弹回来。 (2)磁悬浮列车站台设计:明珠号磁悬浮列车为什么在站台上要设置 一个小小的坡度? 例2、把一个小球用细线悬挂起来，构成为一个摆摆长为l， 最大偏角为θ 。若小球摆到最低点时绳子恰好断裂，小球 水平飞出时的离地高度为H，求小球落地时的速度。 (乘胜追击，能力提升) O H L θ 总结应用机械能守恒定律解题的一般思路 【课堂自结】
2017-2018学年度人教版高中物理必修二78机械能守恒定律教案 【测评练习】 1.下列几种情况中,机械能一定守恒的是:( A.做匀速直线合=0)运动的物 体 B.水平抛出的 物体(不计空气阻力) C.固定光滑曲面上运动的物体,如图所 D.物体以0.8g的加速度竖直向上做匀 减速运动 2.如图所示,一个物体沿固定斜面匀速滑下,下列说法中正确的是 A.支持力对物体做功,物体机械能守恒 B.支持力对物体不做功,物体机械能守恒 C.支持力对物体做功,物体机械能不守恒 D.支持力对物体不做功,物体机械能不守恒 3.如图所示,一轻质弹簧竖立于地面上,质量为m的小球,自弹簧正上 方h高处由静止释放,则从小球接触弹簣到将弹簧压缩至最短(弹簧 的形变始终在弹性限度内)的过程中,下列说法正确的是() 6/7
2017-2018 学年度人教版高中物理必修二 7.8 机械能守恒定律教案 6 / 7 【测评练习】 1.下列几种情况中,机械能一定守恒的是:( ) A.做匀速直线(F 合=0)运动的物 体 B.水平抛出的 物体(不计空气阻力) C.固定光滑曲面上运动的物体,如图所 示 D.物体以 0.8g 的加速度竖直向上做匀 减速运动 2.如图所示,一个物体沿固定斜面匀速滑下,下列说法中正确的是 ( ) A.支持力对物体做功,物体机械能守恒 B.支持力对物体不做功,物体机械能守恒 C.支持力对物体做功,物体机械能不守恒 D.支持力对物体不做功,物体机械能不守恒 3.如图所示,一轻质弹簧竖立于地面上,质量为 m 的小球,自弹簧正上 方 h 高处由静止释放,则从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短(弹簧 的形变始终在弹性限度内)的过程中,下列说法正确的是( )
2017-2018学年度人教版高中物理必修二78机械能守恒定律教案 A.小球的机械能守恒 B.重力对小球做正功,小球的重力势能减小 C.由于弹簧的弹力对小球做负功,所以弹簧的弹性势能一直减 D.小球的加速度一直减小 7/7
2017-2018 学年度人教版高中物理必修二 7.8 机械能守恒定律教案 7 / 7 A.小球的机械能守恒 B.重力对小球做正功,小球的重力势能减小 C.由于弹簧的弹力对小球做负功,所以弹簧的弹性势能一直减 小 D.小球的加速度一直减小