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《机械能守恒定律》教学设计

一、教学目标

【知识与技能】

知道机械能的概念，能够分析动能和势能之间的相互转化问题;理解机械能守恒定律的内容和适用条件，会判断机械能是否守恒。

【过程与方法】

学习从物理现象分析、推导机械能守恒定律及适用条件的研究方法，初步掌握运用能量转化和守恒来解释物理现象及分析问题的方法。

【情感态度与价值观】

体会科学探究中的守恒思想，养成探究自然规律的科学态度，提高科学素养。

二、教学重难点

【重点】

机械能守恒定律的推导及内容。

【难点】

对机械能守恒定律条件的理解。

三、教学过程

环节一：导入新课

教师先找一名学生配合完成小实验：把钢球用细绳悬起，请一同学靠近，将钢球偏至这位同学鼻尖处释放，当钢球摆回时，观察该同学反应，并让学生分析会不会碰到鼻子，思考原因。由此引入新课《机械能守恒定律》。

环节二：新课讲授

(一)动能与势能的相互转化

教师播放视频：荡秋千、过山车、撑杆跳、瀑布等视频材料，初步深刻感受各种丰富多彩的动能与势能发生相互转化的过程。

教师播放演示实验：滚摆、单摆、自由落体等实验。

教师：演示实验中物体自由下落时，重力势能怎样变化?变化的原因是什么?

学生：重力势能减少，因为重力对物体做正功。

思考：减少的重力势能去哪了?

学生：物体下落过程中，速度在逐渐增加，说明物体的动能增加了，即物体原来的重力势能转化成了动能。

教师：那如果物体由于惯性在空中竖直上升时，能量又是怎样变化的?

学生：物体原有的动能转化为重力势能。

教师播放演示实验：水平弹簧振子在气垫导轨上振动的实验。感受弹力做功引起弹性势能的变化。

教师举例说明：物体被弹簧弹出去之后，弹力做正功，弹簧的弹性势能减少，而物体的速度增加，动能增加。也就是弹簧的弹性势能转化成了物体的动能。

学生总结：不仅重力势能可以与动能相互转化，弹性势能也可以与动能相互转化。

教师补充：从上面的例子可以发现：通过重力或弹力做功，机械能可以从一种形式转化成另外一种形式。

(二)机械能守恒定律

教师提问：物体动能和势能的相互转化是否存在某种定量的关系呢?以动能和重力势能的相互转化为例，研究这一问题。

结合教材给出题目，学生联系之前学过的动能定理和重力势能的的相关知识，列式并化简，得出前后总的机械能相等的关系式。

小组交流结果后总结：在只有重力做功的物体系统内，动能和重力势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。同样可以证明在只有弹力做功的物体系统内，动能和弹性势能可以互相转化，总的机械能也保持不变。

教师总结得出机械能守恒定律的内容及表达式。

及时深化：从机械能守恒定律的内容可以总结出机械能守恒的条件，分别从做功角度和能量角度分析：只有重力或弹力做功，其他力不做功或其他力做功的代数和为0;只有动能和势能之间的能量转化，无其它形式的能量转化。

教师带领学生完成教材例题，之后分析结论，发现与已有的认知或生活经验一致。并通过例题总结出：用机械能守恒定律解题时，不用考虑两个状态间过程的细节，只需要考虑运动的初末状态即可。并比较与用牛顿运动定律解题的简洁性。

环节三：巩固提升

利用所学知识思考飞船在椭圆轨道上绕地球运行时机械能是否守恒?

环节四：小结作业

学生总结本节所学内容。并完成课后"问题与练习"。

四、板书设计

五、教学反思