内容正文:
4.4机械能守恒定律
三维目标
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。
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。
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.理解机械能守恒定律的条件及实际运用
2.机械能守恒定律的推倒及表达式的理解
教学难点
1.从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
新课教学
一、动能与势能之间的相互转化
前面我们学习了动能、势能和机械能的知识.在初中学习时我们就了解到,在一定条件下,物体的动能与势能(包括重力势能和弹性势能)可以相互转化,动能与势能相互转化的例子在生活中非常多,请同学们举出生活中的例子来说明动能与势能的相互转化.
参考:
1.从树上掉下的苹果(势能向动能转化);
2.自行车猛蹬几下自由冲上斜坡(动能向势能转化);
3.拉弓射箭(势能向动能转化)
4.运动会上撑竿跳高运动员在跳起的过程中(人的动能转化为杆的弹性势能,后杆的弹性势能转化为人的重力势能).
……
实验演示:依次演示麦克斯韦滚摆、单摆和弹簧振子,提醒学生注意观察物体运动中动能、势能的变化情况,即转化过程中物理量的具体变化.
通过观察演示实验,学生回答物体运动中动能、势能变化情况.
教师小结:物体运动过程中,随着动能的增大,物体的势能减小;反之,随着动能的减小,物体的势能增大.
学生通过实例感受、实验演示,切实感受到机械能的两种形式(动能与势能)之间可以相互转化.而且,转化过程中有力做功.
重力做功:动能←→重力势能
弹力做功:动能←→弹性势能.
二、机械能守恒定律
问题:动能和势能的相互转化是否存在某种定量的关系呢?上述各运动过程中,物体的机械能是否变化呢?
引导学生通过具体的实例进行理论推导分析.先考虑只有重力对物体做功的理想情况.
设物体自由下落过程中经过高度h1的A点速度v1,高度h2的B点时速度为v2,
由同学用学习过的知识(牛顿定律