8.4 机械能守恒定律 学案 -2024-2025学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

本文围绕机械能守恒定律展开，介绍机械能概念、动能与势能转化及定律内容、条件等。承接能量相关知识，为解决复杂力学问题奠基。通过自主学习、小组探究等环节，培养学生物理观念、科学思维等核心素养，引导学生推导定律，形成科学推理能力。 本设计创新点在于以问题驱动小组合作探究，特色教法凸显学生主体地位。从学生层面看，提升科学探究能力；从教师层面，提供清晰授课思路；从课堂效果看，增强互动，有效突破定律理解与应用这一教学难点。

机械能守恒定律 学习任务： （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，知道它的含义和适用条件； （3）在简单的具体问题中，能判定机械能是否守恒，并能列出机械能守恒的关系式进行求解 【自主学习】 阅读课本P89-90页，完成下列填空（6分钟） （一）动能与势能的相互转化 1．重力势能与动能：只有重力做功 A->B重力对物体___功，物体的重力势能_______，动能_______，重力势 能转化成了动能； B->C重力做___功，则_______能转化为_______能。 2．弹性势能与动能：只有弹簧弹力做功 B->O弹力做正功，则弹簧弹性势能_______，物体的动能_______，弹性势能转化为动能； O->A弹力做负功，_______能转化为_______能。 A B 3. （系统）弹性势能、重力势能与动能：弹力和重力做功 C->B_____对物体做_____，物体的重力势能_______，动能_______，重力势能转化成了动能； B->A弹力做____，则______的弹性势能_______,重力做______,则重力势能______，________的动能_______,_____能、_____能转化为_______。 4. 机械能是动能、重力势能、弹性势能的统称， 用符号 E 表示。 性质：机械能是_______量，通过____或______做功，机械能可以从一种形式转化成另一种形式 （二）机械能守恒定律 推导： 小组合作探究：（8分钟） （1）质量为 m 的物体自由下落过程中，经过高度 的 A 处速度为， 下落至高度 的 B 处速度为，不计空气阻力，分析由 下落到 过程中机械能的变化。（取地面为零势能面） 1　 A 处的动能 =______，势能 =______，机械能 = 2　 B 处的动能 =______，势能 =______，机械能 = 3　 从 A 位置到 B 位置过程中，由A到B过程中： 受到那些力？这些力做功情况如何？ 跟据动能定理： 根据重力做功与重力势能的关系： 移项： 比较E1和E2有什么关系： △EK与△EP的定量关系？ （2） 质量为m的小球从光滑斜面上滑下过程中经过A、B两点，经过高度 的 A 处速度为， 下落至高度 的 B 处速度为 ， A 处的动能 =______，势能 =______，机械能 = B 处的动能 =______，势能 =______，机械能 = 从 A 位置到 B 位置过程中，由A到B过程中： 受到那些力？这些力做功情况如何？ 跟据动能定理： 根据重力做功与重力势能的关系： 移项： 比较E1和E2有什么关系： 比较△EK与△EP的定量关系？原因是？ （3）内容：在只有______或______做功的情形下，物体的______和______发生相互转化， 而机械能的________________ 。 （4）表达式： ① 守恒式：Ek1 ＋ Ep1 ＝ ________ ＋ ________ 即： mgh1 + mv12 = mgh2 + mv22 ② 转化式：ΔEk ＝ - ________ 即： mv22 - mv12 = - ( _________________ ) （4）条件：在只有______________做功 （5）理解： 通过机械能守恒的条件判断机械能是否守恒 1　 系统不受外力。 2　 系统受其他力，而其他力不做功，只有重力（弹力）做功； 3　 系统受外力，除重力（弹力）以外的力也做功，但外力做功的代数和为零。 总结：本节课你学到了什么？试着写出来吧？ 【成果展示】 1.在下面列举的各个实例中(除A外都不计空气阻力)，哪些过程中机械能是守恒的?说明理由 A.跳伞运动员带着张开的降落伞在空气中匀速下落 B.抛出的标枪在空中运动 C.拉着一个金属块使它沿光滑的斜面匀速上升 D.在光滑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 2. 把一个小球用细绳悬挂起来，就成为一个摆。摆长为L=1m，最大偏角为θ=37°。如果阻力可以忽略，小球运动到最低位置时的速度大小是多少？ 【课后作业】 完成本节课课后作业2-3题 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$