机械能守恒定律

机械能守恒定律

　一、知识储备

　　阅读书上p75-76，完成自主学习

　　二、问题探究

　　1.实验探究：观察铁球和乒乓球摆动过程中特点。

　　理论探究：

　　探究一。把一个质量为m的物体从高h1的地方沿某方向以速度v1抛出，落到距离地面高h2的地方速度为v2。大家试用动能定理找出在抛出点和落地点的机械能各有多少？它们大小有什么关系？（不计空气阻力）

　　探究二。物体沿着光滑曲面从A滑到B点，已知在A点时的速度为v1 到地面的高度为h1，到达B时点的速度变为v2此时的高度为h2，小球的质量为m。大家能否找到小球在AB两点的机械能总量的关系？结论：在只有重力做功时，重力势能和动能相互转化，机械能总量保持不变。

　　2.实验探究：气垫导轨上在弹簧作用下的滑块运动有何特点？

　　结论：在只有弹力做功时，弹性势能和动能相互转化，机械能总量保持不变。

　　三、机械能守恒定律

　　1.内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而机械能总量保持不变。

　　2.条件：只有重力或弹力做功，判断问题中机械能是否守恒，跳伞运动员在离开飞机后的开始一段时间内降落伞没有打开，本文由论文联盟http://www.LWlM.cOM收集整理将自由下落，此时机械能守恒吗？当跳伞运动员降落过程中打开降落伞匀速下落的过程中机械能总量是否保持不变？

　　某些汽车或列车站的站台都设计有一个小的坡度。这是为什么？进站前关闭发动机，机车凭惯性上坡，动能变成势能储存起来，出站时下坡，势能变成动能，节省了能源。潮汐能是怎样用来发电的？

　　利用潮汐涨落时海水水位的升降引起的海水势能的变化，使海水通过水轮机时推动水轮发电机组发电。

　　总结机械能守恒定律的优点：应用机械能守恒定律解题，只需考虑运动过程的初、末状态，不必考虑两个状态间过程的细节。

　　本节课的主要核心内容为学习机械能守恒定律的规律和条件并应用规律来解决分析一些实际存在的问题。主要时通过引用以前学习过的能量的知识通过各种学生的自主实验教师的展示实验自主分析得出机械能守恒定律存在的条件，培养学生应用所学的知识分析加工组织实验探究并通过实验验证猜想这一研究物理问题的一般性过程的能力，真正体现物理是一门实验为主结合理论解决生活中的问题和现象的学科。具体的教学过程如下：

　　第一张学生互动实验：由一个摆动的铅球从学生的鼻子从静止开始下摆，观察摆动过程是否会摆回来再次碰到学生的鼻子。注意这一过程中调学生的兴趣和吸引学生的注意力，引导学生思考摆回来后不会碰到鼻子的原因，引入守恒量的一种思想。

　　第二张学生自主看书学习：这一过程中学生完成学案上的类容，最后抽取学生的结果展示。明确几个物理概念

　　第三张实验探究过程：以摆球实验为原型，深入探究摆球摆动过程各个物理量的变化。从铁球的摆动 和乒乓球的摆动高度变进行对比，让学生自主分组完成实验并填写相应的对比表格。注意过程注重学生的自主操作，；老师在这一过程对各个小组的实验情况进行指导，对实验结果的原因及各个物理量的变化进行思考，以及发生这一变化的标志是什么。最后选取一组的结果展示，由一个学生进行实验的阐述。这一阶段主要学生自助完成，培养学生自行研究生活中各种物理现象的产生的内在原因。

　　第四张分组进行理论研究：把全班的学生分为两组，提出两个实验情景，提示学生通过学习过的知识对实验情景进行数学公式的推导得出存在守恒的条件。得出存在不变量的条件，最后由两个学生在黑板上展示自己的推导结果。由于在理论推导过程中学生可能存在知识上的困难，老是要注意观察学生的问题对学生进行辅导提示。

　　第五张扩展实验：这一阶段由老师从概念出发类比提出当存在弹性势能变化时存在守恒的条件是否与刚才的结论有共同点。进而通过气垫导轨上弹簧拖动滑块的实验来证明刚才的实验猜想是否正确。注意由于是一个教师的展示实验必须尽量的让更多的学生观察到本实验的实验现象。

　　第六张得出实验结论：由学生来总结出机械能守恒定律。这一过程特别提醒存在这一守恒的条件。

　　第七张理论应用推广：通过几个生活中的现象运用机械能守恒的知识进行判断这一现象是否存在机械能守恒，或者运用机械能守恒定律的类容分析这些现象存在的原因是什么。对每个问题由学生相互讨论思考得出实验结论并在全班展示自己的学习成果。最后由机械能守恒定律出发推过出自然界中存在着广泛的守恒量，为学生指引出一个更加广阔的知识空间。

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