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1、 “四学”教学模式之物理科教学设计机械能守恒定律郑维刚、武士元课尾导学【学习目标】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、学会在具体的问题中判定物体的机械能是否守恒4、初步学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象，分析问题学习方法指导：a）体会例子课前自学【基础知识自学】能量转化1、自由下落的物体， 减小， 增加， 转化为 。2、一个物体沿光滑斜面上升，重力做 功， 增加， 减小， 转化为 。3、如图在O点时，弹簧不伸长也不压缩，弹簧振子由O点运动到C点弹力做 功， 增加，
2、减小， 转化为 ；由O点运动到B点, 弹力做 功， 增加， 减小， 转化为 ；由B点运动到O点, 弹力做 功， 增加， 减小， 转化为 .4、机械能的形式包含三种形式： ， ， 。5、机械能从一种形式转化为另一种形式，转化的过程中伴随力在做功，重力势能变化伴随 做功，弹性势能发生变化对应 做功，动能发生变化对应 做功。二、机械能守恒定律1、如图581，用细线、小球、带有标尺的铁架台等做实验把一个小球用细线悬挂起来，把小球拉到一定高度的A点，然后放开，小球在摆动过程中，重力势能和动能相互转化我们看到，小球可以摆到跟A点等高的C点，如图581甲如果用尺子在某一点挡住细线，小球虽然不能摆到C点，但摆
3、到另一侧时，也能达到跟A点相同的高度，如图581乙)实验证明，小球在摆动过程中重力势能和动能在不断转化在摆动过程中，小球总能回到原来的高度可见， 总和不变2、动能和重力势能和弹性势能的总和叫做 能,势能包含重力势能和弹性势能。 3.推导: 质量为m的物体自由下落过程中，经过高度h1的A点时速度为v1，下落至高度h2的B点处速度为v2。 解：由动能定理上式变化为：即：E1=E2 总结：在只有重力做功的物体系统内，动能和重力势能可以相互转化，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相互转化，总的机械能也保持不变4、机械能守恒定律内容： 5、数学表达式： 即
4、E1= E26、机械能守恒条件的理解 （1）从能量转化的角度看，只有系统内动能和势能相互转化，无其它形式能量之间（如内能）转化； （2）从系统做功的角度看，只有重力或弹力做功。7、只有重力或弹力做功与只受重力或弹力作用的含义不同。(1)只受重力或弹力；(2)除重力或弹力外，还受其它力，但其它力不做功或其它力所做功代数和为零（摆球）。【基本规律自学】 1.关于机械能守恒的条件的下列说法正确的是（ ）A.不存在机械能和其它形式的能量之间的相互转化；B.不存在摩擦和介质阻力； C.只受重力和弹力作用； D.合外力对物体（系统）做功为零。2.教材P72课后练习第二题3.从地面竖直上抛两个质量不同而动能
5、相同的物体(不计空气阻力)，当上升到同一高度时，它们( )A.所具有的重力势能相等 B.所具有的动能相等C.所具有的机械能相等 D.所具有的机械能不等4.一物体从离地面20cm高处自由下落，不计空气阻力，以地面为零势能面，求：当物体的动能等于势能物体的速度及高度；【自学质疑感悟】把不理解的知识点写在下面 课上助学【自学学情反馈】小组合作检查学案完成情况。【能力提升助学】一、守恒定律的多种表达方式 当系统满足机械能守恒的条件以后，常见的守恒表达式有以下几种：（1） ，即初状态的动能和势能之和等于末状态的动能和势能之和。（2） ，即动能（或势能）的增加量等于势能（或动能）的减少量。（3） ，即A物
6、体机械能的增加量等于B物体机械能的减少量。二、应用1.以10m/s的初速度从10m高的塔上水平抛出一颗石子，不计空气阻力,求石子落地时速度的大小2. 质量为m的小球从离心轨道上由静止开始无摩擦滑下后进入竖直面内的圆形轨道，圆形轨道的半径为R，求：（1）要使小球能达到圆形轨道的最高点，h至少应为多大？（2）当h=4R时，小球运动到圆环的最高点速度是多大？此时圆环对小球的压力为多少？【能力强化助学】小组成员陈述自己应用过程中体会和疑惑，小组之间讨论解决办法。课后补学【能力拓展补学】如图所示，一根伸长的轻质细线，一端固定于O点，另一端拴有一质量为m的小球，可在竖直平面内绕O点摆动，现拉紧细线使小球位于与O点在同一竖直面内的A 位置，细线与水平方向成30角，从静止释放该小球，当小球运动至悬点正下方C 位置时，承受的拉力是多大？ 【能力建构补学】教师指导建构请根据本节课所学内容列出本节课的结构提纲。学生自主建构请将本节课你的学习心得写出来