机械能守恒定律教案
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篇1:机械能守恒定律教案
机械能守恒定律教案
机械能守恒定律教案 教学目标: 一、 知识目标: 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、理解机械能守恒定律的内容。 3、在具体问题中,能判定机械能是否守恒, 二、能力目标: 1、学会在具体的问题中判这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。 三、德育目标: 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。 四、教学重点: 1、从能的转化和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 五、教学方法: 1、关于机械能守恒定律的得出,采用师生共同演绎推导的方法,明确该定律数学表达式公式的来龙去脉。 2、关于机械能守恒的条件,在教学时采用列举实例,具体情况具体分析的方法。 教学过程 一、导入新课 1、投影思考题: ①本章中我们学习了哪几种形式的能? ②动能定理的内容和表达式是什么? ③重力所做的功与物体重力势能的变化之间有什么关系? 学生回答: ①本章我们学习了以下几种能:动能、重力势能、弹性势能。 ②动能定理的内容是:物体所受合外力所做的功等于物体动能的改变,即:W=EK2-EK1。 ③重力所做的功和物体重力势能之间变化的关系为: WG=EP1-EP2 3、教师总结: ①同学们要注意动能定理中动能的变化量是末动能减去初动能,而重力做功与重力势能改变之间关系式中初位置的重力势能与末位置重力势能的差。 ②引入:动能、重力势能、弹性势能属于力学范畴,统称为机械能,本节课我们就来研究有关机械能的问题。 二、 新课教学 (一) 机械能 1、概念:物体的动能、势能的总和即E=EK+EP 2、 机械能是标量,具有相对性(需要设定势能参考平面) 3、 机械能之间可以相互转化。 (1)实例分析:滚摆上卷然后自由释放说明重力势能和动能间的相互转化。 (2)播放图片,请学生认真观察瀑布、撑杆跳、蹦床运动分析起动能和势能的转化。 4、过渡:通过上述分析,我们得到动能和势能之间可以相互转化,那么在动能势能的转化过程中,动能和势能的和有什么变化呢? (二) 机械能守恒定律的推导 老师与学生一起做个小实验:小球会不会碰鼻子? 这个例子有势能和动能的转换,如果我们掌握了其中的规律,就能采取恰当的方式处理了。 现在我们以做自由落体运动的小球为例,从理论上探究势能与动能之间发生转化,机械能的总量遵循什么规律? 如图所示,一个质量为m的物体从A点自由下落, 经过离地面高度为h1的B点时速度为v1,下落到高度 为h2的C点时速度为v2,试写出物体在B点时的机械 能和在C点时的机械能,并找到这二个机械能之间的.数 量关系。 理论推导过程 物体只有重力做功 根据动能定理得: (1) 又据重力做功与重力势能的关系得到: (2) 由(1)(2)两式可得 (3) 移项得: (4) 提问:(3)式说明了什么问题? 动能的增加量等于重力势能的减少量 (4)式又说明了什么问题?此运动中机械能保持不变。 结论:只有重力做功时,动能和重力势能相互转化,但机械能守恒。 (三)机械能守恒定律 1、内容:在只有重力做功时,动能和重力势能相互转化,但机械能总量保持不变 2、理解: (1)条件:只有重力做功 (2)表达式 提问:如何理解“只有重力做功”? 例:学生判断以下几种情况机械能是否守恒? A 竖直上抛运动 B 做平抛运动的小球 C 沿光滑的斜面下滑的物体 D 竖直方向匀速下降的物体 提问:你还有没有其他的方法推导出机械能守恒定律? 参考:几种运动模型:(课后思考) 竖直上抛运动、沿光滑的斜面下滑的物体、做平抛运动的小球、单摆 3、运用类比法 只有弹簧弹力做功时,弹性势能和动能间相互转化,但物体和弹簧系统机械能总量保持不变。(理论推导中的重力做功改成弹簧弹力做功,重力势能改为弹性势能) 书上例题分析解答,强调解题的方法和步骤 三、小结 本节课我们学习了机械能守恒定律 我们说机械能守恒的关键是:只有重力或弹力做功; 四、作业:P77 1、2 五、板书: 第四节 机械能守恒定律 1、 机械能守恒定律 (1) 内容 P76 (2) 条件:只有重力做功(或弹力做功) (3) 表达式: 开始 六、教学流程图: 理解机械能守恒定律 小结 引入机械能的概念 复习引入 动能和势能之间可以相互转化 书上例题分析篇2: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。
篇3:机械能守恒定律表达式是什么
机械能守恒定律
在只有重力或系统内弹力做功的物体系统内,物体的动能和势能可以相互转化,但机械能保持不变。
机械能守恒定律的三种表达式
1.从能量守恒的角度
选取某一平面为零势能面,系统末状态的机械能和初状态的机械能相等。
2.从能量转化的`角度
系统的动能和势能发生相互转化时,若系统势能的减少量等于系统动能的增加量,系统机械能守恒。
3.从能量转移的角度
系统中有A、两个物体或更多物体,若A机械能的减少量等于机械能的增加量,系统机械能守恒。
以上三种表达式各有特点,在不同的情况下应选取合适的表达式灵活运用,不要拘泥于某一种,这样解题才能变得简单快捷。
机械能守恒定律的公式
基本的公式是 Ek1+Ep1=Ek2+Ep2 等号前的是初始状态的机械能,等号后的是末态的机械能。
还有推导的有:
(1)ΔE1=ΔE2 等号前的是增加的机械能,等号后的是减少的机械能。
(2)W=ΔE W表示外力做的功,ΔE表示机械能的增加量。
(3)E减=E增 (Ek减=Ep增 、Ep减=Ek增)
篇4:机械能守恒定律说课稿
一、说教材
(过渡句:教材是进行教学的评判凭据,是学生获取知识的重要来源。首先,我对本节教材进行一定的分析。)
《机械能守恒定律》选自高中物理人教版必修2第七章第8节,本节课的主要内容是机械能的定义及机械能守恒定律。学生已经知道了重力、弹力及合外力做功对能量的影响,但是如果这三种能量都参与转化,会出现怎样的情况,这是学生亟待解决的问题,本节课中机械能守恒定律的建立已经到了“水到渠成”的时候;其次,本节课的学习也为下节学习能量守恒定律夯实基础。因此,本节课就本章内容而言,有着举足轻重的地位。
二、说学情
(过渡句:学生是学习的主人,学生已有的知识结构和认知水平,是教师授课的依据与出发点。)
我所面对的是高一学生,他们在初中已经学习过有关机械能的基本概念,对机械能并不陌生,接受起来相对轻松。通过前几节内容的学习,学生对机械能这一概念较初中也有了更深的认识,在此基础上学习机械能守恒定律会更容易些。
三、说教学目标
(过渡句:新课标指出,教学目标应包括知识与技能,过程与方法,情感态度与价值观这三个方面,而这三维目标又应是紧密联系的一个有机整体,这告诉我们,在教学中应以知识与技能为主线,渗透情感态度价值观,并把前面两者充分体现在过程与方法中。因此,我将三维目标进行整合,确定本节课的教学目标为)
【知识与技能目标】
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。
【过程与方法目标】
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。
【情感态度价值观目标】
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。
四、说教学重、难点
(过渡句:根据学生现有的知识储备和知识点本身的难易程度,学生很难建构知识点之间的联系,这也确定了本节课的重点、难点如下:)
【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。
五、说教学方法
(过渡句:俗话说:“授人以鱼不如授人以渔。”只有传授给学生有效的学习方法,才能帮助学生学好相关内容。)
本节课主要采用的教学方法有实验演示法、问答法、多媒体演示法等。
篇5:机械能守恒定律说课稿
一、说教材
《验证机械能守恒定律》选自人教版高中物理必修二第七章第九节。本节主要内容为:学生利用打点计时器,打下纸带,通过计算来验证重锤在下落的过程中机械能是否守恒。本节课,可以升华学生对上节课机械能守恒定律的理解,培养学生科学严谨的态度。又可以为接下来学习动量守恒,电荷守恒等定律打下基础,起到了承上启下的作用。因此本节课意义重大。
基于该节课的内容和新课改的要求,制定如下教学目标:
知识和技能目标:会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度,掌握验证机械能守恒定律的实验原理。
过程和方法目标:通过分组实验提高动手能力,协作能力,提高解决实际问题的能力。
情感、态度、价值观目标:通过亲身的体验以及探究学习活动,提高学生学习热情、培养学生尊重客观事实的科学态度。
通过对以上教材地位和教学目标的分析,本节课的教学重点是实验方案的设计与实验数据的处理;难点是实验误差的分析。
二、说学情
该年级的学生已经掌握了机械能守恒定律的内容以及条件,也具备了一定的实验操作技能,会用打点计时器,具备一定的数据处理能力。但是,对于实验操作的规范性和实验结果误差的分析还有所欠缺,所以我在教学中要重点培养学生的实验操作能力以及分析能力。
三、说教法
在教学活动中良好的教学方法能够起到事半功倍的效果,本节课我主要采用实验法即通过实验学生验证机械能守恒定律;并结合讨论法,让学生在物理课上学会合作,学会交流,学会学习。
四、说学法
新课改理念告诉我们,学生不仅要学到具体的知识,更重要的是要学会怎样自己学习。所以在课堂上我将引导学生通过实验探究、合作交流的学法来更好的掌握实验探究的内容。
五、说教学过程
环节一:导入新课
在进行新课教学之前,复习导入机械能守恒定律的内容和表达式是什么,同时情景引入,播放田亮跳水视频。十米跳台跳水是种技术性极强的运动,如果不计空气阻力,机械能是否守恒?通过问题创设,一方面可以明确本节课的实验主题——机械能守恒,另一方面可以使学生的学习热情和学习兴趣很快被调动起来,有利于新课的教学。
环节二:新课讲授
我将以启发的方式提问学生让学生思考:如果让你来设计一个实验来验证机械能守恒定律,你会怎么做?给出你的方案。再分组讨论实验方案,并让各个小组选出代表以汇报的方式跟全班学生分享实验方案。然后各小组对所有的实验方案的'优缺点进行讨论。再次让各个小组选出代表以汇报的方式跟全班学生分享优缺点。在所有小组都汇报结束后,我做适当的总结。并引导学生确定最终的实验方案——利用重物的自由落体运动验证机械能守恒定律。这样设计课程,可以让学生积极主动参与到课堂里面来,更好地调动学习氛围。符合新课改要求:学生是学习的主人,突出学生的探究学习。还能进一步提升学生的自主探究能力。
在实验方案确定之后,我将提出第二个问题:实验得到什么结果,可以证明机械能守恒吗?引导学生思考。通过提问得到结论:在任意点上,重物的势能和动能之和等于初始位置上重物的势能。在解答了这个问题后,接着提出第三个问题:如何计算在任意点上重物的动能。明确重物在任意位置的速度对与计算动能至关重要。分组实验、采集数据。
根据讨论结果,指导学生分组实验。学生四人一组进行实验,完成实验操作,记录实验数据。
得到方案:把纸带和重物固定在一起下落,用打点计时器在纸带上打点,记录下重物下落的高度,计算出对应的瞬时速度。然后,带着学生一起通过公式的推导得到速度的测量公式:
即:做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相邻两点间的平均速度。这样既可以培养学生分析问题,解决问题的能力,又可以在分组讨论中,培养学生的团结协作精神。
环节三:拓展巩固
在此环节,我会结合书上的习题,让学生通过做题的方式加深对所学知识点的理解和掌握。
环节四:课堂小结
高中物理注重学生物理学科素养的培养,思维方法是解决问题的关键,亲手操作,参与实践,是最直观获得知识的手段,也是进一步加强对知识的理解。我会让学生总结本次实验课主要探究的内容。
环节五:布置作业
作业方面,形成实验报告(必做的作业)
重新制定验证机械能守恒定律方案。(机动性作业)
篇6:机械能守恒定律说课稿
教学目标:
知识与能力:掌握机械能守恒定律,知道它的含义和适用条件;会利用守恒条件判断机械能是否守恒。
过程与方法:学生会推导机械能守恒定律;会用归纳的方法提出守恒条件;加深对功能关系的理解。
情感态度价值观:通过分析事物发生的条件,学习和体会“具体情况具体分析”“透过现象看本质”的方法,理解自然规律,应用自然规律。
教学重点:
学生推导机械能守恒定律,并掌握该定律及其适用条件。
教学难点:
从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件并且判断是否守恒。
教学方法:
讲授法,对比归纳,实例分析的方法。
教学过程:
一、复习引课
功和能关系如何?
动能定理的内容和表达式是什么?
重力所做的功与物体重力势能的变化之间有什么关系?
二、新课教学
(一)机械能
1、概念:物体的动能、势能的总和。E=EK+EP
2、机械能是标量,具有相对性(需要设定势能参考平面)
3、机械能之间可以相互转化(学生举例,教师补充)
(二)机械能守恒定律的推导
1、实例分析:(提前布置的作业,课上检查,讲评)
学生发现:只有重力做功时,物体的动能和势能相互转化,但机械能总量保持不变。如果有阻力做功,则总量有变化。
(1)
2、理论推导过程
思考题一:如图所示,一个质量为m的物体自由下落,经过高度
为h1的A点时速度为v1,下落到高度h2为的B点时速度为v2,
试写出物体在A点时的机械能和在B点时的机械能,并找到这二个
机械能之间的数量关系。
(2)
思考题二:如图所示,一个质量为m的物体做平抛运动,经过高度
为h1的A点时速度为v1,经过高度为h2的B点时速度为v2,写出
物体在位置A、B时的机械能的表达式并找出这二个机械能之间的关系。
初状态:A点的机械能等于
末状态:B点的机械能等于
物体只受重力的作用,据动能定理得:(1)
据重力做功与重力势能的关系得到:WG=mgh1—mgh2(2)
由(1)(2)两式可得
移项得:
学生讨论:上述表达式说明了什么问题?
讨论后:学生代表回答
等号左边是物体在初位置时的机械能,等号右边是物体在末位置时的机械能,该式表示:动能和势能之和即总的机械能保持不变。
教师提问:如果有阻力做功呢?上面的两边还会相等吗?
学生回答:不相等。
结论:只有重力做功时,动能和重力势能相互转化,但机械能总量保持不变。
(三)机械能守恒定律
1、内容:在只有重力做功时,物体的动能和重力势能发生相互转化,但机械能总量保持不变。
2、理解:
(1)条件:(由学生分析、讨论)
a:只受重力作用
b:不只受得力作用,但其它力不做功(学生举例)
(2)表达式
(机械能总量始终保持不变)
(动能的增加量等于重力势能的减少量)
(3)机械能守恒定律是能量转化与守恒的特殊情况。守恒是指在运动的整个过程中“时时、处处”总量不变,而不仅仅是初状态和末状态总量相等。
(4)只有弹簧弹力做功时,弹性势能和动能间相互转化,但物体和弹簧系统机械能总量保持不变。
(四)巩固练习
1、关于物体的机械能是否守恒的叙述,下列说法中正确的是:
A、竖直下落的物体,机械能一定守恒;
B、做匀变速直线运动的物体,机械能一定守恒;
C、外力对物体所做的功等于0时,机械能一定守恒;
D、物体若只有重力做功,机械能一定守恒。
2、下列运动的物体,不计空气阻力,机械能不守恒的是:
A、起重机吊起物体匀速上升;
B、物体做平抛运动;
C、圆锥摆球在水平面内做匀速圆周运动;
3、从离地高为H的阳台上以速度v竖直向上抛出质量为m的物体,它上升h后又返回下落,最后落在地面上,则一列说法中正确的是(不计空气阻力,以地面为参考面)
A、物体在最高点时机械能为mg(H+h);
B、物体落地时的机械能为mg(H+h)+1/2mv2;
C、物体落地时的机械能为mgH+1/2mv2;
D、物体在落回过程中,过阳台时的机械能为mgH+1/2mv2
4、将物体由地面竖直上抛,如果不计空气阻力,物体能够达到的最大高度为H,当物体在上升过程中的某一位置,它的动能是重力势能的2倍,则这一位置的高度为
A、2H/3B、H/2C、H/3D、H/4。
篇7:机械能守恒定律说课稿
一、说教材
1、教材的地位、作用和特点
从前后联系来看,这节课的内容有利于学生对功能关系的进一步认识;在理论推导的过程中,有利于强化学生对动能订立的理解;从思维方式上分析,有利于学生建立守恒的观念,为今后学习动量守恒、电荷守恒等守恒定律打下基础,起到了承上启下的作用。
教材这样的安排,较好的体现了理论与实践的统一,使学生明白,物理规律不仅可以直接由实验得到,也可以用已知规律从理论上导出。
2、教学目的
知识目标:理解机械能守恒定律的内容,在具体问题中能判断机械能守恒的条件。
能力目标:初步学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象,并能将所学知识应用于实际情境中。
在归纳机械能守恒定律的使用条件时,培养学生独立思考的能力,归纳总结的能力以及口头表达能力。
情感目标:激发学生学习兴趣,培养学生自信心以及严谨认真的科学态度。
3、教学重点
通过严密的理论推导使学生获得必要的理性认识,正确理机械能守恒定律的内容以及定律是否成立的判定条件。
4、教学难点
学生抽象思维尚处于起步阶段,对功、能等物理量理解不够深刻,要从功能转化关系理解机械能守恒的条件有一定难度。
二、说教法
本节主要采用讲授法、讨论法、归纳法相结合的启发式教学方法。通过师生一起探索得出物理规律及适用条件,充分调动学生积极性,充分体现“教师主导、学生主体”的教学原则。
三、说方法
1、为适应高一学生的认识和思维发展水平,根据新课内容要求,创设“自由落体、平抛、沿斜面下滑”三个物理情境作为铺垫,由易到难,引导学生进行实践—认识—再实践—再认识,完成认识上的飞跃。
2、通过设疑,启发学生思考
在归纳机械能守恒定律的使用条件时,引导学生进行讨论,鼓励学生提出自己的观点,并能加以评价,培养学生的学习兴趣以及对物理学习的自信心。
四、教学程序
分为引入、新课、联系巩固、作业四个步骤。
以生活中常见情境为例,让学生分析动能、势能的相互转化,提出机械能如何变化的问题,顺势引入新课。
创设三个不同情境(同前),让学生用所学知识进行分析,在师生共同探讨下得出机械能守恒定律的内容。
以三个情境为例,让学生自由讨论定律成立的条件,教师进行适当引导,最后共同得到适用条件。
然后通过适当的课堂练习让学生对新学知识进行巩固和加深理解。
五、研究性课题的提出
通过以下实例让学生课后去进行探讨
让A球拉到相同高度,分析A到达右侧所能到达的高度。
篇8:机械能守恒定律课件
机械能守恒定律课件
机械能守恒定律课件:
教学目标
1.知识与技能
(1)知道机械能包括动能和势能。能用实例理解动能和势能的相互转化。
(2)能解释一些有关动能、重力势能、弹性势能之间相互转化的简单现象。
(3)初步了解机械能守恒的含义。
2 .过程与方法
通过观察和实验,认识动能和势能的转化过程。
3.情感、态度与价值观
(1)关心机械能与人们生活的联系,有将机械能应用于生活的意识。
(2)培养学生具有爱国意识。
教学重难点
动能和势能的转化过程。
教学工具
滚摆、铁锁、细绳、溜溜球、铁架台、钢球、细线、带弹簧的斜面。
教学过程
引入新课:
一、复习导入
我们在初二的时候就已经学习过关于能量的转化,请回答,电 灯工作的时候,能量是怎么转化的?风力发电机工作的时候,能量是怎么转化的?水利发动机工作的时候,能量是怎么转化的?电动机工作的时候,能量是怎么转化的?
学生讨论回答
二、情景:操作乒乓球,吸引学生注意力并切入主题
动手动脑搞探究:
1.老师提问:为什么乒乓球在松手后能够不停的上下运动呢?这需要学生自己探究:
实验1:滚摆实验:出示滚摆,并简单介绍滚摆的构造及实验的做法。事先应在摆轮的侧面某处涂上鲜明的颜色标志,告诉学生观察颜色标志,可以判断摆轮转动的快慢。
2.学生实验
先将滚摆置于最高点,然后释放摆轮。分析:摆轮在最高点静止,此时摆轮只有重力势能,没有动能。摆轮下降时其高度降低,重力势 能减少;摆轮旋转着下降;而且越转越快,其动能越来越大。摆轮到最低点时,转动最快,动能最大;其高度最低,重 力势能最小。在摆轮下降的过程中,其重力势能逐渐转化为动能。
仿照摆轮下降过程的分析,得出摆轮上升过程中,摆轮的动能逐渐转化为重力势能。
三、加强巩固
1.单摆实验:说明动能和重力势能是可 以相互转化的。
2.蹦蹦床分析:弹性势能和动能的相互转化。得出:动能和弹性势能也是可以相互转化的`。
自然界中动能和势能相互转化的事例很多。首先分析课本图15.5—2,加深学生对动能、势能转化的认识,再请学生列举生活中动,势能转化的实例,老师和学生共同分析。如下坡时自行车运动得越来越快、打夯等。
概括结论:动能和势能 可以相互转化
四、引出机械能的定义:动能和势能之和
五、拓展知识
1.学生分组做教材中 的“想想做做”,请学生分析现象产生的 原因,分析这其中是否有其他能量的转化。
2.假设没有阻力,会怎么样呢?引出机械能守恒规律
3.再次分析乒乓球在运动过程中的机械能的变化情况
六、温故而知新
阅读:科学世界:人造地球卫星,思考课后练习。
机械能及其转化教学设计
教学目标
1. 理解动能和势能的转化
2. 了解机械能守 恒
3. 了解水能和风能的利用
教学重难点
【教学重难点】理解动能和势能的转化。
教学过程
学习指导一、动能和势能的转化
●自主预习:
阅读课本第71面、72面,完成下列填空:
1. 重力势 能与 弹性势 能统称为势能,动 能与 势 能统称为机械能,
2.动能和势能的转化:动能和势能之间可以相互转化 ,动能可以转化为 势能 ,势能也可以转化为 动能。
3.手持粉笔头高高举起。
问题:
① 被举高的粉笔具不具有能量?为什么?
具有能量,因为它可以对外界做功
②当粉笔头下落路过某一点时,粉笔头具有什么能量?
(此时既有重力势能,又有动能)
③分析比较在该位置和起始位置,粉笔头的重力势能和动能各有什么变化?
(重力势能减少,动能增加)
●小组讨论:
观察滚摆的运动,并思考动能和势能的变化:
实验1:滚摆实验
①释放摆轮时,摆轮在最高点处于 静止 状态,此时摆轮只具有重力势 能,没有 动能。摆轮下降时其 高度 降低,重力势 能减少;摆轮旋转着下降;而且越转越快,其 动 能越来越大。摆轮到最低点时, 转动 最快, 动 能最大;其高度 最低, 重力 势能最小。在摆轮下降的过程中,其重力势 能逐渐转化为 动 能。
②仿照摆轮下降过程的分析,得出摆轮上升过程中,摆轮的动能和势能的变化情况。
实验2:单摆实验
①将摆绳一端挂在黑板上边,使单摆在黑板前,平行于黑板振动,在黑板上记录摆球运动路线中左A、右最高点C和最低点B的位置。
②分析单摆实验:
小球从A摆到B的过程中是 重力势 能转化为 动 能,
从B点摆到C点的过程中是 动 能转化为 重力势 能,
小球在 B 点动能最大,在 A(或C)点动能最小,
小球在 A(或C) 点重力势能最大,在 B 点重力势能最小。
实验3:弹性势能和动能的相互转化。
课件(或实验)演示:动能和弹性势能的转化实验
●教师点拨:
1.在动能和势能的相互转化过程中,必定有动能和势能各自的变化,而且是此增彼减。
2.动能的增减变化,要以速度增减来判断。
3.重力势能的增减变化,要以物体离地面高度的增减变化来判断。
4.判断弹性势能的增减,要根据弹性形变大小的变化。
●跟踪练习:
1.把上紧发条的玩具车放置在水平桌面上,玩具车由静止开始加速跑动,此过程中玩具车能量的变化情况是( A )
A.弹性势能减小,动能增大 B.弹性势能减小,动能减小
C.弹性势能增大,动能增大 D.弹性势能增大,动能减小
2.下列现象中,由动能转化为重力势能的是( C )
3.如图所示,一个小球由静止从光滑曲面的顶端自由滑下,若它在顶端的重力势能为65J,则滑到底端的动能是( D )
A.35J B.50J C.55J D.65J
学习指导二、机械能守恒
●自主预习:
阅读课本第71面、第72面及第73面科学世界“人造地球卫星的机械能转化”内容后完成填空:
人造卫星沿 椭圆形 轨道围绕地球运行,离地球最近的一点叫近地点,最远的一点叫远地点,卫星在近地点时动能最大 ,重力势能最小,卫星在远地点时动能最 小 ,重力势能最 大。卫星从近地点向远地点运动的过程当中,卫星的速度 减慢,动能 减小,重力势能 增大;从远地点向近地点运动的过程当中,卫星的速度 增大,动能 增大,重力势能 减小。
●小组讨论:
实验:用绳子把一个铁锁悬挂起来。把铁锁拿近自己的鼻子,稳定后松手,头不要动。铁锁向前摆去又摆回来,铁锁摆回时会碰到自己的鼻子吗?如果只有动能和势能的转化,为什么没有碰到鼻子?机械能总量怎样变化了?
铁锁运动要克服空气阻力,消耗一部分机械能,机械能总量减小,铁锁回不到原来的高度,所以不会碰到鼻子。
●教师点拨:
机械能守恒定律:如果只有动能和势能相互转化,机械能的总和是不变的(守恒的)。
●跟踪练习:
1.人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行,当它由近地点向远地点运行时,卫星的动能 减小 (选填“增大”、“减小”、“不变”),卫星的势能 增大 (选填“增大”、“减小”、“不变”)
2.玩“过山车”是一项非常惊险刺激的娱乐活动.如图所示,过山车时而从轨道的最低点D上升到最高点A,时而从最高点A飞驰而下。过山车在运动过程中,若不计能量损失,只有动能和势能的相互转化。下列说法正确的是( B )
A.A点机械能小于B点机械能 B.D点动能最大,A点势能最大
C.D点动能最大,A点机械能最大 D.A点势能最大,机械能最大
学习指导三、水能和风能的利用
●自主预习:
阅读课本第72面、第73面内容,完成下列填空:
(1)自然界的流水和风都是具有大量机械能的天然资源;
(2)让水流冲击水轮转动,用来汲水、磨粉、发电 ;
(3)船造风力鼓起帆来推动它前行。
(4)风吹动风车,可以带动发电机 发电。
●小组讨论:
1.人们为什么修筑拦河坝提高上游水位来进行水力发电?
2.在风能的利用中,风能可以转化为哪些其它形式的能量?
●教师点拨:
拦河坝使上游的水位提高,这样水的重力势能增加,水的重力势能可以转化为水的动能,带动水轮机转动,水轮机再带动发电机发电。
●跟踪练习:
1.关于水能的利用,以下说法错误的是( D )
A.水轮机是利用水流的动能转动起来的
B.水的动能越多,水轮机能做的功越多
C.河流上游的水位越高,水的势能越大,势能转化成的动能也越大
D.水轮机应安装在水坝前的上游处
2.关于风能下列说法中,不正确的是( C )
A.风能不污染环境 B.风能不便于贮存
C.风能很稳定 D.风能利用起来很简单
3.如图是德州开发区使用的“风光互补”景观照明灯。它“头顶”小风扇,“肩扛”光电池板,“腰挎”照明灯,“脚踩”蓄电池。下列解释合理的是 ( C )
A.光电池板是将电能转化为光能
B.照明灯是将内能转化为电能
C.小风扇利用风力发电,将机械能转化为电能
D.蓄电池夜晚放电,将电能转化为化学能
篇9:《机械能守恒定律》说课稿
一、学情分析
学生已经在初中学习过有关机械能的基本概念,对“机械能”并不算陌生,接受起来相对轻松。通过前几节内容的学习,同学们对“机械能”这一概念较初中有了更深认识,在此基础上学习机械能守恒定律学生比较容易理解。
二、教材分析
(一)教材所处的地位和作用
本节课是本章的重点内容,要求学生能初步掌握机械能守恒定律的内容并能用来解决一些简单问题。机械能守恒条件的判定、机械能守恒定律的应用,是教学的重点。运用机械能守恒定律解答相关的问题,这一内容在整个高中力学中又起着承前启后的作用,在物理学理论和应用方面十分重要,不同运动形式的转化和守恒的思想能指引我们揭露自然规律、取得丰硕成果。但这种思想和有关的概念、规律,由于其抽象性强,学生不易理解、掌握。学生要真正的掌握和灵活运用还是很困难。机械能守恒定律的探究建立在前面所学知识的基础上,教材上通过多个具体实例,先猜测动能和势能的相互转化的关系,引出对机械能守恒定律及守恒条件的探究,联系重力势能和重力做功及弹性势能与弹力做功的关系的学习,由定性分析到定量计算,逐步深入,最后得出结论,并通过应用使学生领会定律在解决实际问题时的优越性。在教学设计时,力图通过生活实例和物理实验,展示相关情景,激发学生的求知欲,引出对机械能守恒定律的探究,体现从“生活走向物理”的理念,通过建立物理模型,由浅入深进行探究,让学生领会科学的研究方法,并通过规律应用巩固知识,体会物理规律对生活实践的作用。
②采用节水灌溉技术:以色列主要推广了喷灌和滴灌技术,把水送到植物最需要的根部,最大限度地利用了水资源,实现了在荒漠上发展灌溉农业,举世瞩目。
新课程的理念要求培养学生自主学习,学生是主体,教师起的是主导作用。为了让学生真正成为课堂的主人,这节课我选用下面教学方法:
(二)教学目标的确定依据
注重了机械能守恒定律得出的过程和基本的应用,一些变形的公式表达形式和应用方面的一些注意事项以及其深刻的内涵放到了下一课时讲,这样面向了全体学生,降低了教学起点,我觉得这也符合新课标的精神和要求。
根据教材特点(注重思想性、探究性、逻辑性、方法性和哲理性)和学生的特点以及高中新课程的总目标(进一步提高科学素养,满足全体学生终身发展需求)和理念(探究性、主体性、发展性、和谐性)和三维教学目标(知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观)的要求特制定教学目标。: 为建立充满生机与活力的用人机制,拓宽选人用人渠道,引进一批优秀大学毕业生,优化北部新区教师队伍结构,全面提高教育教学质量,结合北部新区师资队伍实际,拟面向部分重点院校公开择优招聘20xx年免费师范毕业生。为确保此次招聘公开、公平、公正进行,特制定本简章。
(三)教学目标
教师边讲解边说明:先在“53―24”的下面画上横线,为了清楚地看出运算的顺序,可以脱式进行计算,呈现出运算的顺序和每次计算的结果。在算式的下面写出第一步计算的结果(29),还没有参加计算的数照抄下来(+38),在算式的下面再写出第二步计算的结果(=67)。注意:等号上下要对齐。
1、知识与技能
(1)知道什么是机械能。
(2)知道物体的动能和势能可以相互转化。
(3)理解机械能守恒定律的内容。
高尔基说:“好奇是了解的开端和引向认识的途径。”为此,我设计了两个小实验引入新课,让学生从身边的实例入手可以感受到科学就在身边。
(4)掌握机械能守恒的条件。
(5)学会在具体问题中,能判定机械能是否守恒,并能列出机械能守恒的方程式。
(6)初步学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象,分析问题的方法,提高运用所学知识综合分析、解决问题的能力。
2、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。
3、情感、态度与价值观
教材选取两体问题中的碰撞模型,依据牛顿第二定律及动量定理导出了动量守恒定律的一维表达式,再将结论拓展为多个物体、两维情况,较全面地介绍了动量守恒定律及其适用范围,它不仅和牛顿第二定律一样适用于宏观低速系统,也适用于牛顿第二定律不成立的宏观高速系统及微观系统,教材还详尽介绍了动量守恒的条件,提出在系统不受外力或所受外力的合力为零时,系统的动量保持不变。
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(1)培养学生发现和提出问题,并利用已有知识探索学习新知识的能力。
教师总结:在欣赏艺术作品时,要打破美术神秘的观念,我们要认识到,任何艺术家的创作都不是任意的,而是表达了艺术家的某种意图,这种意图可能是针对现实的,也可能是针对艺术的。总之,它们都与艺术家所生存的`社会和文化情境有密切的关系。
(2)通过教学过程中各个教学环节的设计,如:观察、实验等,充分调动学生的积极性,激发学生的学习兴趣。
(3)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。
篇10:《机械能守恒定律》说课稿
今天我说课的篇目是《机械能守恒定律》,教学理论认为,在教学过程中,学生是学习的主体,教师是学习的组织者、引导者,教学的一切活动都必须以强调学生的主动性、积极性为出发点。根据这一教学理念,结合本节课的内容和学生特点,本节课我将从教材分析,教学目标,教学方法,教学过程等几个方面加以说明。
一、说教材
(过渡句:教材是进行教学的评判凭据,是学生获取知识的重要来源。首先,我对本节教材进行一定的分析。)
《机械能守恒定律》选自高中物理人教版必修2第七章第8节,本节课的主要内容是机械能的定义及机械能守恒定律。学生已经知道了重力、弹力及合外力做功对能量的影响,但是如果这三种能量都参与转化,会出现怎样的情况,这是学生亟待解决的问题,本节课中机械能守恒定律的建立已经到了“水到渠成”的时候;其次,本节课的学习也为下节学习能量守恒定律夯实基础。因此,本节课就本章内容而言,有着举足轻重的地位。
二、说学情
(过渡句:学生是学习的主人,学生已有的知识结构和认知水平,是教师授课的依据与出发点。)
我所面对的是高一学生,他们在初中已经学习过有关机械能的基本概念,对机械能并不陌生,接受起来相对轻松。通过前几节内容的学习,学生对机械能这一概念较初中也有了更深的认识,在此基础上学习机械能守恒定律会更容易些。
三、说教学目标
(过渡句:新课标指出,教学目标应包括知识与技能,过程与方法,情感态度与价值观这三个方面,而这三维目标又应是紧密联系的一个有机整体,这告诉我们,在教学中应以知识与技能为主线,渗透情感态度价值观,并把前面两者充分体现在过程与方法中。因此,我将三维目标进行整合,确定本节课的教学目标为)
【知识与技能目标】
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。
【过程与方法目标】
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。
【情感态度价值观目标】
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。
四、说教学重、难点
(过渡句:根据学生现有的知识储备和知识点本身的难易程度,学生很难建构知识点之间的联系,这也确定了本节课的重点、难点如下:)
【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。
五、说教学方法
(过渡句:俗话说:“授人以鱼不如授人以渔。”只有传授给学生有效的学习方法,才能帮助学生学好相关内容。)
六、说教学过程
(过渡句:我认为,钻研教材,研究教法学法是上好一门课的前提和基础,而合理安排教学过程则是最关键的一环,为了使学生学有所获,我将从以下几个方面展开我的教学过程。)
首先是导入环节:在课堂伊始,我会先找一名学生配合我完成单摆的鼻尖实验,并引导学生思考为什么摆动的钢球砸不到鼻尖?在学生的疑惑中,我适时导入课题《机械能守恒定律》。
【设计意图:采用这样的方式导入,不仅可以激发学生的学习兴趣,同时把抽象的内容具体化、形象化,帮助学生借助形象思维的方式有效的完成学习活动,也为本节课的顺利进行打好基础。】
其次是新课讲授环节。
本环节分为两个部分,第一部分是动能与势能的相互转化。在正式内容开始之前,我会先给学生播放荡秋千、过山车、撑杆跳、瀑布等视频,以便于让学生深刻感受到各种丰富多彩的动能与势能相互转化的过程。接下来,我会做一个演示实验:物体从高处自由落体的实验。让学生观察并思考物体在自由下落时,重力势能是如何变化的?变化的原因是什么?学生会得出重力势能减少,是因为重力对物体做正功的结果。我会追问学生,减少的重力势能去哪儿了?学生经过同桌之间的讨论会发现物体在下落过程中,速度在逐渐增大,说明物体的动能增加了,也就是说物体原来的重力势能转化成了物体的动能。之后我会继续提问学生,如果物体由于惯性在空中竖直上升时,能量又会怎样变化。同理可以得出物体的动能转化成了重力势能。此时我会继续做一个演示实验:水平弹簧振子在气垫导轨上振动的实验,目的在于让学生感受弹力做功引起弹性势能的变化。我会举例给学生讲解,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。通过播放视频和与学生问答形式,我会给学生总结,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。
然后到了第二部分内容:机械能守恒定律。我会先提问学生物体动能和势能的相互转化是否存在某种定量的关系,同时引导学生以动能和重力势能的相互转化为例,研究这一问题。依据教材中给的问题,并联系之前的知识,引导学生尝试推导机械能守恒定律的公式。得出这一公式之后,我会让学生以小组为单位总结结论。同样,我会给出相应的题目,让学生根据同样的方法证明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。在学生得出结论的基础上,我会总结机械能守恒定律的内容及表达式。为了加深学生的印象,我会带着学生及时对定律进行深化:从定律的内容总结出机械能守恒的条件,并分别从做功角度和能量角度分析。之后我会带着学生完成教材中的例题,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。
【设计意图:之所以这样设计,是因为具体的实例分析和演示实验能帮助学生更容易理解较为抽象的知识,这对突出重点、突破难点也起到了积极地作用;其次,通过对例题的两种解题思路的比较,学生可以领悟到在解决不涉及时间因素,也不涉及到状态间的过程细节,且满足机械能守恒条件的问题时运用机械能守恒定律解决问题的优越性。】
然后是拓展提升环节:
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。
【设计意图:这个问题的设置首先是为了强化学生的问题意识与条件意识,让学生明白许多物理规律的成立都是有条件的。离开了规律成立的条件去运用物理规律是毫无意义的。其次,也是为了帮助学生巩固对机械能守恒的条件的理解。】
最后是小结作业环节:
对于课堂小结,我打算让学生自己来总结。这样既发挥了学生的主体性,又可以提高学生的总结概括能力,让我在第一时间得到教学反馈,及时加以疏导。然后我会让学生课后完成“问题与练习”的习题。
七、说板书设计
(过渡句:为体现教材中的知识点,以便于学生能够理解掌握。我的板书比较注重直观、系统的设计,这就是我的板书设计。)
篇11:机械能守恒定律说课稿
机械能守恒定律说课稿
机械能守恒等高中物理最基础与核心的知识,力与机械,变成只会做题考试的机械人,分享了机械能守恒定律的说课稿,一起来看看吧!
概述:本节课时物理规律的教学,新教学大纲指出:要重视物理概念的和规律的教学,同时还要加`强能力的培养。因此这节课不仅要让学生掌握规律,还要引导学生积极主动地学习,培养他们独立思考的习惯和能力。但也要注意防止把方法和能力当成新的知识向学生灌输。
一、说教材
1、教材的地位、作用和特点
从前后联系来看,这节课的内容有利于学生对功能关系的进一步认识;在理论推导的过程中,有利于强化学生对动能订立的理解;从思维方式上分析,有利于学生建立守恒的观念,为今后学习动量守恒、电荷守恒等守恒定律打下基础,起到了承上启下的作用。
教材这样的安排,较好的体现了理论与实践的统一,使学生明白,物理规律不仅可以直接由实验得到,也可以用已知规律从理论上导出。
2、教学目的
知识目标:理解机械能守恒定律的.内容,在具体问题中能判断机械能守恒的条件。
能力目标:初步学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象,并能将所学知识应用于实际情境中。
在归纳机械能守恒定律的使用条件时,培养学生独立思考的能力,归纳总结的能力以及口头表达能力。
情感目标:激发学生学习兴趣,培养学生自信心以及严谨认真的科学态度。
3、教学重点
通过严密的理论推导使学生获得必要的理性认识,正确理机械能守恒定律的内容以及定律是否成立的判定条件。
4、教学难点
学生抽象思维尚处于起步阶段,对功、能等物理量理解不够深刻,要从功能转化关系理解机械能守恒的条件有一定难度。
二、说教法
本节主要采用讲授法、讨论法、归纳法相结合的启发式教学方法。通过师生一起探索得出物理规律及适用条件,充分调动学生积极性,充分体现“教师主导、学生主体”的教学原则。
三、说方法
1、为适应高一学生的认识和思维发展水平,根据新课内容要求,创设“自由落体、平抛、沿斜面下滑”三个物理情境作为铺垫,由易到难,引导学生进行实践-认识-再实践-再认识,完成认识上的飞跃。
2、通过设疑,启发学生思考
在归纳机械能守恒定律的使用条件时,引导学生进行讨论,鼓励学生提出自己的观点,并能加以评价,培养学生的学习兴趣以及对物理学习的自信心。
四、教学程序
分为引入、新课、联系巩固、作业四个步骤。
以生活中常见情境为例,让学生分析动能、势能的相互转化,提出机械能如何变化的问题,顺势引入新课;
创设三个不同情境(同前),让学生用所学知识进行分析,在师生共同探讨下得出机械能守恒定律的内容。
以三个情境为例,让学生自由讨论定律成立的条件,教师进行适当引导,最后共同得到适用条件。
然后通过适当的课堂练习让学生对新学知识进行巩固和加深理解。
五、研究性课题的提出
通过以下实例让学生课后去进行探讨
让A球拉到相同高度,分析A到达右侧所能到达的高度。
篇12:机械能守恒定律说课稿
教学目标:
知识与能力:掌握机械能守恒定律,知道它的含义和适用条件;会利用守恒条件判断机械能是否守恒。
过程与方法:学生会推导机械能守恒定律;会用归纳的方法提出守恒条件;加深对功能关系的理解。
情感态度价值观:通过分析事物发生的条件,学习和体会“具体情况具体分析”“透过现象看本质”的方法,理解自然规律,应用自然规律。
教学重点:
学生推导机械能守恒定律,并掌握该定律及其适用条件。
教学难点:
从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件并且判断是否守恒。
教学方法:
讲授法,对比归纳,实例分析的方法。
教学过程:
一、复习引课
功和能关系如何?
动能定理的内容和表达式是什么?
重力所做的功与物体重力势能的变化之间有什么关系?
二、新课教学
(一)机械能
1、概念:物体的动能、势能的总和。E=EK+EP
2、机械能是标量,具有相对性(需要设定势能参考平面)
3、机械能之间可以相互转化(学生举例,教师补充)
(二)机械能守恒定律的推导
1、实例分析:(提前布置的作业,课上检查,讲评)
学生发现:只有重力做功时,物体的动能和势能相互转化,但机械能总量保持不变。如果有阻力做功,则总量有变化。
(1)
2、理论推导过程
思考题一:如图所示,一个质量为m的物体自由下落,经过高度
为h1的A点时速度为v1,下落到高度h2为的B点时速度为v2,
试写出物体在A点时的机械能和在B点时的机械能,并找到这二个
机械能之间的数量关系。
(2)
思考题二:如图所示,一个质量为m的物体做平抛运动,经过高度
为h1的A点时速度为v1,经过高度为h2的B点时速度为v2,写出
物体在位置A、B时的机械能的表达式并找出这二个机械能之间的关系。
初状态:A点的机械能等于
末状态:B点的机械能等于
物体只受重力的作用,据动能定理得: (1)
据重力做功与重力势能的关系得到: WG= mgh1-mgh2 (2)
由(1)(2)两式可得
移项得:
学生讨论:上述表达式说明了什么问题?
讨论后:学生代表回答
等号左边是物体在初位置时的机械能,等号右边是物体在末位置时的机械能,该式表示:动能和势能之和即总的机械能保持不变。
教师提问:如果有阻力做功呢?上面的两边还会相等吗?
学生回答:不相等。
结论:只有重力做功时,动能和重力势能相互转化,但机械能总量保持不变。
(三)机械能守恒定律
1、内容:在只有重力做功时,物体的动能和重力势能发生相互转化,但机械能总量保持不变。
2、理解:
(1)条件:(由学生分析、讨论)
a:只受重力作用
b:不只受得力作用,但其它力不做功(学生举例)
(2)表达式
(机械能总量始终保持不变)
(动能的增加量等于重力势能的减少量)
(3)机械能守恒定律是能量转化与守恒的特殊情况。守恒是指在运动的整个过程中“时时、处处”总量不变,而不仅仅是初状态和末状态总量相等。
(4)只有弹簧弹力做功时,弹性势能和动能间相互转化,但物体和弹簧系统机械能总量保持不变。(理论推导中的重力做功改成弹簧弹力做功,重力势能改为弹性势能)
(四)巩固练习
1、关于物体的机械能是否守恒的叙述,下列说法中正确的是:
A、竖直下落的物体,机械能一定守恒;
B、做匀变速直线运动的物体,机械能一定守恒;
C、外力对物体所做的功等于0时,机械能一定守恒;
D、物体若只有重力做功,机械能一定守恒。
2、下列运动的物体,不计空气阻力,机械能不守恒的是:
A、起重机吊起物体匀速上升;
B、物体做平抛运动;
C、圆锥摆球在水平面内做匀速圆周运动;
3、从离地高为H的阳台上以速度v竖直向上抛出质量为m的物体,它上升 h后又返回下落,最后落在地面上,则一列说法中正确的是(不计空气阻力,以地面为参考面)
A、物体在最高点时机械能为mg(H+h);
B、物体落地时的机械能为mg(H+h)+1/2mv2;
C、物体落地时的机械能为mgH+1/2mv2;
D、物体在落回过程中,过阳台时的机械能为mgH+1/2mv2
4、将物体由地面竖直上抛,如果不计空气阻力,物体能够达到的最大高度为H,当物体在上升过程中的某一位置,它的动能是重力势能的2倍,则这一位置的高度为
A.2H/3 B.H/2 C.H/3 D.H/4
三、课堂小结:
四、布置作业:
篇13:机械能守恒定律说课稿
学习目标:
1. 学会利用自由落体运动验证机械能守恒定律。
2. 进一步熟练掌握应用计时器打纸带研究物体运动的方法。
学习重点:
1. 验证机械能守恒定律的实验原理和步骤。
2. 验证机械能守恒定律实验的注意事项。
学习难点:
验证机械能守恒定律实验的注意事项。
主要内容:
一、实验原理
物体在自由下落过程中,重力势能减少,动能增加。如果忽略空气阻力,只有重力做功,物体的机械能守恒,重力势能的减少等于动能的增加。设物体的质量为m,借助打点计时器打下纸带,由纸带测算出至某时刻下落的高度h及该时刻的瞬时速度v;进而求得重力势能的减少量│△Ep│=mgh和动能的.增加量△EK=1/2mv2;比较│△Ep│和△EK,若在误差允许的范围内相等,即可验证机械能守恒。
测定第n点的瞬时速度vn:依据“物体做匀变速直线运动,在某段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度”,用公式vn=(hn+1-hn-1)/2T计算(T为打下相邻两点的时间间隔)。
二、实验器材
电火花计时器(或电磁打点计时器),交流电源,纸带(复写纸片),重物(带纸带夹子),导线,刻度尺,铁架台(带夹子)。
三、实验步骤
(1)按图装置固定好计时器,并用导线将计时器接到电压合适的交流电源上(电火花计时器要接到220 V交流电源上,电磁打点计时器要接到4 V~6 V的交流低压电源上)。
(2)将纸带的一端用小夹子固定在重物上,使另一端穿过计时器的限位孔,用手竖直提着纸带,使重物静止在靠近计时器的地方。
(3)接通电源,松开纸带,让重物自由下落,计时器就在纸带上打下一系列小点。
(4)换几条纸带,重做上面的实验。
(5)从几条打上了点的纸带上挑选第一、二两点间的距离接近2 mm且点迹清晰的纸带进行测量。
(6)在挑选出的纸带上,先记下打第一个点的位置0(或A),再任意选取几个点1、2、3(或B、C、D)等,用刻度尺量出各点到0的距离h1、h2、h3等,如图所示。
(7)用公式vn=(hn+1-hn-1)/2T计算出各点对应的瞬时速度v1、v2、v3等。
(8)计算出各点对应的势能减少量mghn和动能的增加量1/2mvn2的值,进行比较,得出结论。
四、实验记录
五、实验结论
在只有重力做功的情况下,物体的重力势能和动能可以相互转化,但机械能的总量保持不变。
六、实验注意事项
(1)计时器要竖直地架稳、放正。架稳就是要牢固、稳定。重物下落时它不振动;放正就是使上下两个限位孔在同一竖直平面内一条竖直线上与纸带运动方向相同,以减小纸带运动时与限位孔的摩擦(可用手提住固定好重物的纸带上端,上下拉动纸带,寻找一个手感阻力最小的位置)。
(2)打点前的纸带必须平直,不要卷曲,否则纸带在下落时会卷到计时器的上边缘上,从而增大了阻力,导致实验误差过大。
(3)接通电源前,提纸带的手必须拿稳纸带,并使纸带保持竖直,然后接通电源,待计时器正常工作后,再松开纸带让重物下落,以保证第一个点迹是一个清晰的小点。
(4)对重物的要求:选用密度大、质量大些的物体,以减小运动中阻力的影响(使重力远大于阻力)。
(5)纸带的挑选:应挑选第一、二两点间的距离接近2 mm且点迹清晰的纸带进行测量。这是因为:本实验的前提是在重物做自由落体运动的情况下,通过研究重力势能的减少量与动能的增加量是否相等来验证机械能是否守恒的,故应保证纸带(重物)是在打第一个点的瞬间开始下落。计时器每隔O.02 s打一次点,做自由落体运动的物体在最初0.02 s内下落的距离h1=1/2gt2=1/2×9.8×0.022m=0.002 m=2 mm,所以若纸带第一、二两点间的距离接近2 mm,就意味着重物是在打第一个点时的瞬间开始下落的,从而满足本次实验的前提条件(打第一个点物体的初速度为零,开始做自由落体运动)。
(6)测量下落高度时,必须从起点o量起。为了减小测量^的相对误差,选取的计数点要离O点适当远些(纸带也不宜过长,其有效长度可在60 cm~80 cm以内)。
(7)本实验并不需要知道重力势能减少量和动能增加量的具体数值,只要对mgh与1/2mv2进行比较(实际上只要验证1/2v2=gh即可)以达到验证机械能守恒的目的,所以不必测出重物的质量。
七、误差分析
(1)做好本实验的关键是尽量减小重物下落过程中的阻力,但阻力不可能完全消除。本实验中,误差的主要来源是纸带摩擦和空气阻力。由于重物及纸带在下落中要不断地克服阻力做功,因此物体动能的增加量必稍小于重力势能的减少量,这是系统误差。减小系统误差的方法有选用密度大的实心重物,重物下落前纸带应保持竖直,选用电火花计时器等。
(2)由于测量长度会造成误差,属偶然误差,减少办法一是测距离都应从起点0量起,下落高度h适当大些(过小,h不易测准确;过大,阻力影响造成的误差大),二是多测几次取平均值。
【例一】 在“验证机械能守恒定律”的实验中,已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,查得当地的重力加速度g=9.80m/s2.某同学选择了一条理想的纸带,用刻度尺测量时计数点对应刻度尺上的读数如图所示。图中O点是打点计时器打出的第一个点,A、B、C、D分别是每打两个点取出的计数点。根据以上数据,可知重物由O点运动到B点时:
(1)重力势能的减少量为多少?
(2)动能的增加量是多少?
(3)根据计算的数据可得出什么结论?产生误差的主要原因是什么?
篇14:机械能守恒定律说课稿
一、教材分析
《机械能守恒定律》是人教版高中新教材必修2第七章第8节,本节内容从理论推导过程中,强化学生对动能定理的进一步理解;机械能守恒定律属物理规律教学,是对功能关系的进一步认识,是学生理解能量的转化与守恒的铺垫,为今后学习动量守恒、电荷守恒打下基础。它结合动量守恒定律是解决力学综合题的核心,而这类问题又常伴随着较为复杂的运动过程和受力特点是充分考查学生抽象思维能力、分析能力、应用能力的关键点。
教学目标
根据上述教材结构与内容分析,依据课程标准,考虑到学生已有的认知结构、心理特征 ,制定如下教学目标:
知识与技能
1、知道什么是机械能;
2、知道物体的动能和势能可以相互转化;
3、掌握机械能守恒的条件;
情感态度与价值观目标
1、培养学生发现和提出问题,并利用已有知识探索学习新知识的能力;
2、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、难点
重点:掌握机械能守恒定律的推导、建立过程,理解机械能守恒定律的内容;
在具体的问题中能判定机械能是否守恒,并能列出定律的数学表达式。
难点:从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件。
二、说教法
主要采用讲授法、讨论法、归纳法相结合的启发式教学方法。通过师生一起探索得出物理规律及适用条件,充分调动学生积极性,充分体现“教师主导、学生主体”的教学原则。采用情景→问题→分析与活动→总结的教学设计模式,以老师指导下的学生活动为主。
三、说学法
让学生真正成为学习的主体。这种运用归纳法的思想,从一个个典型的物理情景中总结出科学的结论,可以大大调动学生学习的积极性和主动性。本节课的教学过程中通过观察生活中的常见形变,巧用引导性提问,激发学生的积极性,让学生在轻松、自主、讨论的学习氛围中总结出本节的主要内容从而完成学习任务。
四、教学过程
(引入新课)
用多媒体展示下述物理情景:A.运动员投出铅球;B.弹簧的一端接在气垫导轨的一端,另一端和滑块相连,让滑块在水平的轨道上做往复运动。
1.动能和势能的转化
依次演示自由落体、竖直上抛、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。让学生思考上述演示过程中动能和势能有什么变化。
2.探究规律找出机械能不变的条件
只受重力做功作用分析
只有弹力做功分析
结论:在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能与势能可以相互转化,而总的机械能保持不变,这就叫机械能守恒定律。
3、能力训练
例1、在距离地面20m高处以15m/s的初速度水平抛出一小球,不计空气阻力,取g=10m/s2,求小球落地速度大小。引导学生思考分析,提出问题:
(1)前面学习过应用运动合成与分解的方法处理平抛运动,现在能否应用机械能守恒定律解决这类问题?
(2)小球抛出后至落地之前的运动过程中,是否满足机械能守恒的条件?如何应用机械能守恒定律解决问题?
提出问题:请考虑用机械能守恒定律解决问题与用运动合成解决问题的差异是什么?
4、引导学生学会应用机械能守恒定律解题的基本步骤。
5、总结归纳
本课学习,我们通过演示实验归纳总结了动能和势能之间可以发生相互转化,了解了只有重力做功或只有弹簧弹力做功的情况下,物体的机械能总量不变,通过简单的实例分析、加深对机械能守恒定律的理解。
篇15:物理机械能守恒定律的应用教案
1.机械能守恒定律是力学知识中的一条重要规律.是一个重点知识.特别是定律的适用条件、物理意义以及具体应用都作为较高要求.
2.机械能守恒定律的适用条件的理解以及应用,对多物理生来说,虽经过一个阶段的学习,仍常常是把握不够,出现各式各样的错误.这也说明此项正是教学难点所在.
篇16:物理机械能守恒定律的应用教案
1.在物理知识方面要求.
(1)掌握机械能守恒定律的条件;
(2)理解机械能守恒定律的物理含义.
2.明确运用机械能守恒定律处理问题的优点,注意训练学生运用本定律解决问题的思路,以培养学生正确分析物理问题的习惯.
3.渗透物理学方法的教育,强调用能量的转化与守恒观点分析处理问题的重要性.
篇17:物理机械能守恒定律的应用教案
1.精选例题.
作为机械能守恒定律的应用复习课,应在原有基础上,进一步提高分析问题和解决问题的能力.为此,精选一些具有启发性和探讨性的问题作为实例是十分必要的.
例如,两道错例,是课本例题的引伸和拓展,基本上满足了上述要求,这对于深化学生对机械能守恒和机械能守恒定律的理解,防止学生可能发生的错误,大有裨益.这种对问题的改造过程,也就是从再现思维到创造思维的飞跃过程.它在深化对知识的理解和发展思维能力方面比做一道题本身要深刻得多.
2.教学方法.
注重引导、指导、评价、发展有效结合.
(1)教师提供材料,引导学生从中发现问题.例如,在错误例题中发现两种结果不同.
(2)针对不同结果,教师启发学生找出问题的症结,指导学生共同探求解决方案.
(3)在分析解答过程中,学生运用不同角度处理同一问题,教师及时作出评价.在实际教学中,对教学过程的每一个环节,教师都要对学生学习进行评价.这一方面是实事求是地肯定他们的成绩,让他们享受成功的喜悦,激发他们的学习兴趣;另一方面也是从思维方法上帮助他们总结成功的经验,提高认识,促进他们更有效地学习.
(4)在教学的每个环节中,教师通过运用各种方法和手段,来培养和发展学生的各种能力,这在每个环节中,都有所体现.
篇18:物理机械能守恒定律的应用教案
(一)复习引入新课
1.提出问题(投影片).
(1)机械能守恒定律的内容.
(2)机械能守恒定律的条件.
2.根据学生的回答,进行评价和归纳总结,说明(1)机械能守恒定律的物理含义.
(2)运用机械能守恒定律分析解决物理问题的基本思路与方法.
(二)教学过程设计
1.实例及其分析.
问题1 投影片和实验演示.如图1所示.一根长L的细绳,固定在O点,绳另一端系一条质量为m的小球.起初将小球拉至水平于A点.求小球从A点由静止释放后到达最低点C时的速度.
分析及解答:小球从A点到C点过程中,不计空气阻力,只受重力和绳的'拉力.由于绳的拉力始终与运动方向垂直,对小球不做功.可见只有重力对小球做功,因此满足机械能守恒定律的条件.选取小球在最低点C时重力势能为零.根据机械能守恒定律,可列出方程:
教师展出投影片后,适当讲述,然后提出问题.
问题2 出示投影片和演示实验.在上例中,将小球自水平稍向下移,使细绳与水平方向成角,如图2所示.求小球从A点由静止释放后到达最低点C的速度.
分析及解答:仍照问题1,可得结果
问题3 出示投影片和演示实验.现将问题1中的小球自水平稍向上移,使细绳与水平方向成角.如图3所示.求小球从A点由静止释放后到达最低点C的速度.
分析及解答:仿照问题1和问题2的分析.
小球由A点沿圆弧AC运动到C点的过程中,只有重力做功,满足机械能守恒.取小球在最低点C时的重力势能为零.
根据机械能守恒定律,可列出方程:
2.提出问题.
比较问题1、问题2与问题3的分析过程和结果.可能会出现什么问题.
引导学生对问题3的物理过程作细节性分析.起初,小球在A点,绳未拉紧,只受重力作用做自由落体运动,到达B点,绳被拉紧,改做
进一步分析:小球做自由落体运动和做圆周运动这两个过程,都只有重力做功,机械能守恒,而不是整个运动过程机械能都守恒,因此原分析解答不合理.
引导学生进一步分析:小球的运动过程可分为三个阶段.
(1)小球从A点的自由下落至刚到B点的过程;
(2)在到达B点时绳被拉紧,这是一个瞬时的改变运动形式的过程;
(3)在B点状态变化后,开始做圆周运动到达C点.
通过进一步讨论,相互启迪,使学生从直觉思维和理论思维的结合上认识到这一点.前后两个过程机械能分别是守恒的,而中间的瞬时变化过程中由于绳被拉紧,vB在沿绳方向的分速度改变为零,即绳的拉力对小球做负功,有机械能转化为内能,机械能并不守恒.因此,对小球运动的全过程不能运用机械能守恒定律.
正确解答过程如下:(指定一个学生在黑板上做,其余学生在座位上做,最后师生共同讨论裁定.)
小球的运动有三个过程(见图4):
(1)从A到B,小球只受重力作用,做自由落体运动,机械能守恒.到达B点时,悬线转过2角,小球下落高度为2Lsin,取B点重力势能为零.根据机械能守恒定律
(2)小球到达B点,绳突然被拉紧,在这瞬间由于绳的拉力作用,小球沿绳方向的分速度vB∥减为零,垂直绳的分速度vB不变,即
(3)小球由B到C受绳的拉力和重力作用,做初速度为vB的圆周运动,只有重力做功,机械能守恒,有:
联立①、②、③式可解得vC.
教师对问题1、2、3的分析及解答过程,引导学生归纳总结.进一步提出问题.
问题4 出示投影片和演示实验.
如图5所示,在一根长为L的轻杆上的B点和末端C各固定一个质量为m的小球,杆可以在竖直面上绕定点A转动,现将杆拉到水平位置
与摩擦均不计).
解法(一):取在C点的小球为研究对象.在杆转动过程中,只有重力对它做功,故机械能守恒.有:
解法(二):取在B点的小球为研究对象,在杆转动过程中,只有重力对它做功,故机械能守恒:
由于固定在杆上B、C点的小球做圆周运动具有相同的角速度,则vB∶vC=rB∶rC=2∶3,
现比较解法(一)与解法(二)可知,两法的结果并不相同.
提出问题:
两个结果不同,问题出现在何处呢?
学生讨论,提出症结所在.教师归纳总结,运用机械能守恒定律,应注意研究对象(系统)的选取和定律守恒的的条件.在本例题中出现的问题是,整个系统机械能守恒,但是,系统的某一部分(或研究对象)的机械能并不守恒.因而出现了错误的结果.
师生共同归纳,总结解决问题的具体办法.
由于两小球、轻杆和地球组成的系统在运动过程中,势能和动能相互转化,且只有系统内两小球的重力做功,故系统机械能守恒.选杆在水平位置时为零势能点.
则有 E1=0.
而 E1=E2,
教师引导学生归纳总结以上解法的合理性,并进一步提出问题,对机械能守恒定律的理解还可有以下表述:
①物体系在任意态的总机械能等于其初态的总机械能.
②物体系势能的减小(或增加)等于其动能的增加(或减小).
③物体系中一部分物体机械能的减小等于另一部分物体机械能的增加.
请同学分成三组,每组各用一种表述,重解本例题.共同分析比较其异同,这样会更有助于对机械能守恒定律的深化.为此,给出下例,并结合牛顿第二律的运用,会对整个物理过程的认识更加深刻.
已知,小物体自光滑球面顶点从静止开始下滑.求小物体开始脱离球面时=?如图6所示.
先仔细研究过程.从运动学方面,物体先做圆周运动,脱离球面后做抛体运动.在动力学方面,物体在球面上时受重力mg和支承力N,根据牛顿第二定律
物体下滑过程中其速度v和均随之增加,故N逐步减小直到开始脱离球面时N减到零.两个物体即将离开而尚未完全离开的条件是N=0.
解:视小物体与地球组成一系统.过程自小物体离开顶点至即将脱离球面为止.球面弹性支承力N为外力,与物体运动方向垂直不做功;内力仅有重力并做功,故系统机械能守恒.以下可按两种方式考虑.
(1)以球面顶点为势能零点,系统初机械能为零,末机械能为
机械能守恒要求
两种考虑得同样结果.
〔注〕(1)本题是易于用机械能守恒定律求解的典型题,又涉及两物体从紧密接触到彼此脱离的动力学条件,故作详细分析.
(2)解题前将过程分析清楚很重要,如本题指出,物体沿球面运动时,N减小变为零而脱离球面.若过程分析不清将会导致错误.
为加深对机械能守恒定律的理解,还可补充下例.投影片.
一根细绳不可伸长,通过定滑轮,两端系有质量为M和m的小球,且Mm,开始时用手握住M,使系统处于图7所示状态.求:当M由静止释放下落h高时的速度.(h远小于半绳长,绳与滑轮质量及各种摩擦均不计)
解:两小球和地球等组成的系统在运动过程中只有重力做功,机械能守恒.有:
提问:如果M下降h刚好触地,那么m上升的总高度是多少?组织学生限用机械能守恒定律解答.
解法一:M触地,m做竖直上抛运动,机械能守恒.有:
解法二:M触地,系统机械能守恒,则M机械能的减小等于m机械能的增加.即有:
教师针对两例小结:对一个问题,从不同的角度运用机械能守恒定律.体现了思维的多向性.我们在解题时,应该像解本题这样先进行发散思维,寻求问题的多种解法,再进行集中思维,筛选出最佳解题方案.
2.归纳总结.
引导学生,结合前述实例分析、归纳总结出运用机械能守恒定律解决问题的基本思路与方法.
(1)确定研究对象(由哪些物体组成的物体系);
(2)对研究对象进行受力分析和运动过程分析.
(3)分析各个阶段诸力做功情况,满足机械能守恒定律的成立条件,才能依据机械能守恒定律列出方程;
(4)几个物体组成的物体系机械能守恒时,其中每个物体的机械能不一定守恒,因为它们之间有相互作用,在运用机械能守恒定律解题时,一定要从整体考虑.
(5)要重视对物体运动过程的分析,明确运动过程中有无机械能和其他形式能量的转换,对有能量形式转换的部分不能应用机械能守恒定律.
为进一步讨论机械能守恒定律的应用,请师生共同分析讨论如下问题.(见投影片)
如图8所示,质量为m和M的物块A和B用不可伸长的轻绳连接,A放在倾角为的固定斜面上,而B能沿杆在竖直方向上滑动,杆和滑轮中心间的距离为L,求当B由静止开始下落h时的速度多大?(轮、绳质量及各种摩擦均不计)
(指定两个学生在黑板上做题,其余学生在座位上做,最后师生共同审定.)
分析及解答如下:
设B下降h时速度为v1,此时A上升的速度为v2,沿斜面上升距离为s.
选A、B和地球组成的系统为研究对象,由于系统在运动过程中只有重力做功,系统机械能守恒,其重力势能的减小,等于其动能的增加,即有:
由于B下落,使杆与滑轮之间的一段绳子既沿其自身方向运动,又绕滑轮转动,故v1可分解为图9所示的两个分速度.由图9知:
由几何关系知:
综合上述几式,联立可解得v1.
教师归纳总结.
篇19:机械能守恒定律的条件是什么
物体的动能和势能之和称为物体的`机械能,势能可以是引力势能、弹性势能等。
只有在重力(或弹簧的弹力)做功的情形下,物体的重力势能(或弹性势能)和动能发生相互转化,但总机械能保持不变。
篇20:机械能守恒定律的应用
一、素质教育目标(一)知识教学点 1.熟悉应用机械能守恒定律解题的步骤. 2.明了应用机械能守恒定律分析问题的注意点. 3.理解机械能守恒定律和动量守恒定律的应用差异.(二)能力训练点 1.针对具体的物理现象和问题,正确应用机械能守恒定律. 2.掌握解决力学问题的思维程序,总体把握解决力学问题的各种方法.(三)德育渗透点 1.在解决物理问题的过程中,培养认真仔细有序的分析习惯。 2.具体情况具体分析,提高思维的客观性,准确性。(四)美育渗透点通过具体问题的分析,使学生把知识向能力转化,增强自信,产生追求科学、追求真理的美好理想。二、学法引导采用学生自学教材、结合教师的点评,经过分析和讨论来形成一般的解题思想。三、重点·难点·疑点及解决办法 1.重点机械能守恒定律的具体应用。 2.难点同时应用动量守恒定律和机械能守恒定律分析解决较复杂的力学问题。 3.疑点动量守恒定律和机械能守恒定律的应用差异。 4.解决办法(1)分析典型例题,解剖麻雀,从而掌握机械能守恒定律应用的程序和方法。(2)比较研究,能准确选择解决力学问题的方法、灵活运用各种定律分析问题。四、课时安排 1课时五、教具学具准备例题课件六、师生互动活动设计 1.教师指导学生自学,引导归纳。 2.学生自学,经过实例分析,定量计算来总结定律的使用条件和使用的方法。七、教学步骤(一)明确目标(略)(二)整体感知解决力学问题一般有三种方法,一是运用力对物体的瞬时作用效果——牛顿运动定律;二是运用力对物体的时间积累的作用效果——动量定律和动量守恒定律;三是运用力对物体的空间积累作用效果——动能定理和机械能守恒定律,根据题设条件提供的具体情况,选择不同的方法,是本节教学的内容之一. (三)重点、难点的学习与目标完成过程 【引入新课】复习上节课的机械能守恒定律内容及数学表达式. 【新课教学】 现举例说明机械能守恒定律的应用. 在离地面高h的地方,以 的速度斜向上抛出一石块, 的方向与水平成 角,若空气阻力不计,求石块落至地面的速度大小.(看例题课件) 设石块的质量为m,因空气阻力不计,石块在整个运动过程只受重力,只有重力做功,石块机械能保持守恒. 现取地面为零重力势能面.石块在抛出点的机械能: 石块在落地点的机械能:据列出等式可得: 从以上解答可看出,应用机械能守恒定律解题简洁便利,显示出很大的优越性,不仅适合于直线运动,也适合于做曲线运动的物体,分析以上解题过程,还可归纳出 1.应用机械能守恒定律解题的基本步骤 (l)根据题意,选取研究对象(物体或相互作用的物体系) (2)分析研究对象在运动过程中所受各力的做功情况,判断是否符合机械能守恒的条件. (3)若符合定律成立的条件,先要选取合适的零势能的参考平面,确定研究对象在运动过程的初、末状态的机械能值. (4)根据机械能守恒定律列方程,并代人数值求解. 2.在应用机械能守恒定律时,要注意其他力学定理、定律的运用,对物体的整个过程进行综合分析.再举一例. 如图所示,光滑的倾斜轨道与半径为r的圆形轨道相连接,质量为。的小球在倾斜轨道上由静止释放,要使小球恰能通过圆形轨道的最高点,小球释放点离圆形轨道最低点多高?通过轨道点最低点时球对轨道压力多大?(看例题课本)
小球在运动过程中,受到重力和轨道支持力,轨道支持力对小球不做功,只有重力做功,小球机械能守恒. 取轨道最低点为零重力势能面. 因小球恰能通过圆轨道的最高点c,说明此时,轨道对小球作用力为零,只有重力提供向心力,根据牛顿第二定律可列 得 在圆轨道最高点小球机械能 在释放点,小球机械能为 根据机械能守恒定律 列等式: 解设 同理,小球在最低点机械能 小球在b点受到轨道支持力f和重力根据牛顿第二定律,以向上为正,可列 据牛顿第三定律,小球对轨道压力为6mg.方向竖直向下. 在较复杂的物理现象中,往往要同时应用动量守恒定律和机械能守恒定律,明确这两个定律应用上的差异,可正确运用它们,客观反映系统中物体间的相互作用,准确求出有关物理量.【例】 在光滑的水平面上,置放着滑块a和b,它们的质量分别为 和 ,b滑块与一轻弹簧相连,弹簧的另一端固定在竖直的墙上,滑块a以速度 与静止的滑块b发生正碰后粘合一起运动并压缩弹簧,如图所示,求此过程中弹簧的最大弹性势能(看例课课件)
滑块a与b碰撞瞬间,对于滑块a、b组成的物体系,所受合外力为零,动量守恒,得 在滑块a、b粘合一起运动压缩弹簧时,只有弹簧的弹力做功,a、b滑块和弹簧组成的系统机械能守恒,弹簧弹性势能最大时,滑块a、b动能为零.动能全部变为弹簧的弹性势能,则 两式联立解,可得(四)总结、扩展 1.在只有重力和弹力做功的情况下,可应用机械能守恒定律解题.也可以用动能定理解题,这两者并不矛盾.前者往往不深究过程的细节而使解答过程显得简捷,但后者的应用更具普遍性. 2.动量守恒定律和机械能守恒定律的比较 (l)两个定律的研究对象都是相互作用的物体组成的系统.两个定律的数学表达公式中的物理量都是相对于同一参照系的. (2)两定律研究的都是某一物理过程,注重的是运动过程初、末状态的物理量,而不深究运动过程中各物体间的作用细节. (3)两定律的成立条件不同,动量是否守恒,决定系统所受合外力是否为零,而不管内外力是否做功.而机械能是否守恒,决定于是否有重力和弹力以外的力做功,而不管这些力是内力还是外力.(4)动量守恒定律的数学表达公式是矢量式,要使运算简便,可先定正方向,把矢量运算变为代数运算,机械能守恒定律的数学表达公式是标量式,但要先选定零重力势能面,才能列出具体的机械能守恒公式.八、布置作业 p151练习六(3)(4)(5) 九、板书设计 1.应用机械能守恒定律解题的基本步骤(1)选取研究对象(2)分析机械能守恒条件(3)选定参考平面,明确初末状态物体的机械能值(4)根据定律列方程式计算 2.注重机械能守恒定律和其他力学定理、定律的综合应用.
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