第一篇:機械能守恒定律公式匯總專題
機械能守恒定律單元公式匯總
做功: W=FS·COS? ?為力與位移的夾角
重力做功: WG=mgΔh Δh為物體初末位置的高度差 重力勢能:Ep=mgh h為物體的重心相對于零勢面的高度
重力做功和重力勢能變化的關系: WG=-ΔEp 即重力做功與重力勢能的變化量相反 彈性勢能: Ep=kL2 L為彈簧的形變量
彈力做功與彈性勢能的關系: WF=-ΔEp 即彈力做功與彈性勢能的變化量相反 動能定理: W合=ΔEk=mV22-mV12 即合外力做功等于動能的變化量 合外力做功兩種求解方式:1)先求合外力F合,再求F合·S·COS? 2)先求各個分力做功再求和,W1?W2?W3?.......機械能守恒定律:條件:只有重力彈力做功
公式:E初?E末即初總機械能等于末機械能
變形公式:ΔEk=-ΔEP 即動能的變化量與勢能的變化量相反 如果是A與B的系統機械能守恒:
1)EK?EP?EK?EP即初的總機械能等于末的總機械能
1122121212 2)ΔEk=-ΔEP即 ΔEk+ΔEk=-(ΔEP+ΔEP)即總的動能的變化量與總的1
212勢能的變化量相反
3)ΔEA=-ΔEB即 ΔEk+ΔEP=-(ΔEk+ΔEP)即A的總機械能變化量與B
112
2的總機械能的變化量相反
能量守恒定律:E初?E末即初總能量等于末的總能量
機械能變化的情況:1)W=ΔE機 即除重力、系統內彈力外其他力做功的多少為機械能變化量(即其他力給原有系統能量或消耗原有系統能量)
2)摩擦力做功對機械能影響: FfX相對?Q 即摩擦力乘以相對位移等于產生的熱量(內能)即機械能的損失
第二篇:《機械能守恒定律》說課稿
《機械能守恒定律》說課稿
尊敬的各位專家,下午好!
我說課的主題是“機械能守恒定律”。下面我對這節課分五個方面進行說明:教材分析、學情分析、教學目標、教學方法、教學過程、板書設計。
一、教材分析
《機械能守恒定律》是人教版高中新教材必修2第七章第8節,本節內容從理論推導過程中,強化學生對動能定理的進一步理解;從思維方式上看,它符合由特殊到一般,再到特殊的認識規律,并在探究、推理過程中注重培養學生的演繹推理能力,分析歸納能力和探索發現能力,領悟物理規律的研究方法。機械能守恒定律屬物理規律教學,是對功能關系的進一步認識,是學生理解能量的轉化與守恒的鋪墊,為今后學習動量守恒、電荷守恒打下基礎。它結合動量守恒定律是解決力學綜合題的核心,而這類問題又常伴隨著較為復雜的運動過程和受力特點是充分考查學生抽象思維能力、分析能力、應用能力的關鍵點,所以在高考中也是必考點——占整個力學部分的30%左右。根據新課標要求通過本節課教學要實現如下教學目標。
二、學情分析
學生在初中已經學習過有關機械能的基本概念,在前幾節功、重力勢能、動能和動能定理等內容的學習基礎上,機械能守恒定律的建立已經“水到渠成”。學生可根據已學知識在適當引導下自行推證機械能守恒的表達式,機械能守恒定律較牛頓運動定律更為簡便,學生易掌握和運用。
三、教學目標
根據上述教材結構與內容分析,依據課程標準,考慮到學生已有的認知結構、心理特征,制定如下教學目標:
1、知識與技能
1)知道什么是機械能;
2)知道物體的動能和勢能可以相互轉化; 3)理解機械能守恒定律的內容; 4)掌握機械能守恒的條件;
5)學會在具體問題中,能判定機械能是否守恒,并能列出機械能守恒的方程式; 6)初步學會從能量轉化和守恒的觀點來解釋物理現象,分析問題的方法,提高運用所學知識綜合分析、解決問題的能力。
2、情感態度與價值觀目標
1)培養學生發現和提出問題,并利用已有知識探索學習新知識的能力;
2)通過教學過程中各個教學環節的設計,如:觀察、實驗等,充分調動學生的積極性,激發學生的學習興趣;
3)通過能量守恒的教學,使學生樹立科學觀點,理解和運用自然規律,并用來解決實際問題。
3、過程與方法:
1)學會在具體的問題中判定物體的機械能是否守恒。
2)初步掌握運用能量轉化和守恒來解釋物理現象及分析問題的方法。教學重點、難點
本著課程標準,在吃透教材、了解學生學習特點的基礎上,我確立了如下的教學重點、難點。
重點:
1)掌握機械能守恒定律的推導、建立過程,理解機械能守恒定律的內容; 2)在具體的問題中能判定機械能是否守恒,并能列出定律的數學表達式。
難點:
1)從能的轉化和功能關系出發理解機械能守恒的條件;
2)能正確判斷研究對象在所經歷的過程中機械能是否守恒,能正確分析物體系統所具有的機械能,尤其是分析、判斷物體所具有的重力勢能。
四、教學方法
主要采用了講授法、討論法、歸納法相結合的啟發式教學方法。通過師生一起探索得出物理規律及適用條件,充分調動學生積極性,充分體現“教師主導、學生主體”的教學原則。采用情景→問題→分析與活動→總結的教學設計模式,以老師指導下的學生活動為主。通過這樣一個設計過程,學生理解機械能守恒定律的條件容易多了,整個難點的克服過程通過這樣四個環節的設計,讓學生真正成為學習的主體。這種運用歸納法的思想,從一個個典型的物理情景中總結出科學的結論,可以大大調動學生學習的積極性和主動性。在隨后的課堂練習和課外作業中,學生對守恒條件的認識和理解很準確到位,提高課堂教學的效果。
五、教學過程(引入新課)
用多媒體展示下述物理情景:A.運動員投出鉛球;B.彈簧的一端接在氣墊導軌的一端,另一端和滑塊相連,讓滑塊在水平的軌道上做往復運動。(激發學生的學習興趣,并且為本節課結束時的反饋埋下伏筆。為下面的實驗研究奠定基礎)
1.動能和勢能的轉化
(演示實驗)依次演示自由落體、豎直上拋、滾擺、單擺和彈簧振子,提醒學生注意觀察物體運動中動能、勢能的變化情況。
【提問】通過上述分析,我們得到動能和勢能之間可以相互轉化,那么在動能勢能的轉化過程中,動能和勢能的和有什么變化呢?
2.探究規律找出機械能不變的條件 1)只受重力做功作用分析
設一質量為m的物體在自由下落過程中,經過離地高度為h1(任選的)A點時速度為V1,下落到離地高度為h2(任選的)的B點時的速度為V2。由學生用學習過的知識(牛頓定律或動能定理),分析下落過程中A、B兩位置的機械能之間的數量關系。
物體從A運動到B,WG=1/2(mv22)-1/2(mv12)=EK2-EK1 再由重力做功與重力勢能的關系有: WG=mgh1-mgh2= EP1-EP2 得到:EK2-EK1= EP1-EP2 移項后,得:EP1 +EK1= EP2 +EK2 即EA=EB 【引申】如果物體是沿光滑斜面下滑,上述結論成立嗎? 2)只有彈力做功分析
氣墊導軌上的水平彈簧振子,觀察振動過程。
由學生分析振動過程的能量轉化和實驗結論,結合前面已經探究過的彈力做功與彈性勢能的關系,類比重力做功,進行定性分析。
歸納結論 ① 物體只受重力,不受其他力,如自由落體運動;
② 除重力外,物體受其他力,但其他力不做功;
③ 除重力外,物體受其他力,其他力做功,但其他力對物體所做的總功為零。
3)結論:在只有重力或彈力做功的物體系統內,動能與勢能可以相互轉化,而總的機械能保持不變,這就叫機械能守恒定律。
3、能力訓練
例1 在距離地面20m高處以15m/s的初速度水平拋出一小球,不計空氣阻力,取g= 10m/s2,求小球落地速度大小。
引導學生思考分析,提出問題:(1)前面學習過應用運動合成與分解的方法處理平拋運動,現在能否應用機械能守恒定律解決這類問題?
(2)小球拋出后至落地之前的運動過程中,是否滿足機械能守恒的條件?如何應用機械能守恒定律解決問題?
提出問題:請考慮用機械能守恒定律解決問題與用運動合成解決問題的差異是什么?
4、應用機械能守恒定律解題的基本步驟:
1)根據題意,選取研究對象(物體或相互作用的物體系)。
2)分析研究對象在運動過程中所受各力的做功情況,判斷是否符合機械能守恒的條件。3)若符合定律成立的條件,先要選取合適的零勢能的參考平面,確定研究對象在運動過程的初、末狀態的機械能值。
4)根據機械能守恒定律列方程,并代入數值求解。
5、總結歸納
本課學習,我們通過演示實驗歸納總結了動能和勢能之間可以發生相互轉化,了解了只有重力做功或只有彈簧彈力做功的情況下,物體的機械能總量不變,通過簡單的實例分析、加深對機械能守恒定律的理解。
【作業】書面完成課本78頁“問題與練習”中3、4題。
六、板書設計
機械能守恒定律定理
一、動能和勢能的轉化
二、機械能不變的條件
1、只受重力做功作用
2、只有彈力做功
三、機械能守恒定律
1、機械能守恒
2、應用機械能守恒定律解題的基本步驟
3、例題:分析
我的說課結束,敬請各位專家多提寶貴意見。謝謝!
第三篇:機械能守恒定律練習題
《機械能守恒定律》
一、選擇題
1.關于機械能是否守恒的敘述,正確的是()A.做勻速直線運動的物體機械能一定守恒 B.做變速運動的物體機械能可能守恒
C.外力對物體做功為零時,機械能一定守恒
D.若只有重力對物體做功,物體的機械能一定守恒
2.某班同學從山腳下某一水平線上同時開始沿不同路線爬山,最后所有同學都陸續到達山頂上的平臺。則下列結論正確的是
A.體重相等的同學,克服重力做的功一定相等
B.體重相同的同學,若爬山路徑不同,重力對它們做的功不相等 C.最后到達山頂的同學,克服重力做功的平均功率最小 D.先到達山頂的同學,克服重力做功的平均功率最大
3.某同學在一高臺上,以相同的速率分別把三個球豎直向下、豎直向上、水平拋出,不計空氣阻力,則
A.三個小球落地時,重力的瞬時功率相等
B.從拋出到落地的過程中,重力對它們做功的平均功率相等 C.從拋出到落地的過程中,重力對它們做功相等 D.三個小球落地時速度相同
4.一個物體以一定的初速度豎直上拋,不計空氣阻力,那么如圖2所示,表示物體的動能Ek隨高度h變化的圖象A、物體的重力勢能Ep隨速度v變化的圖象B、物體的機械能E隨高度h變化的圖象C、物體的動能Ek隨速度v的變化圖象D,可能正確的是()
5.質量為m的汽車在平直公路上以恒定功率P從靜止開始運動,若運動中所受阻力恒定,大小為f。則
A.汽車先做勻加速直線運動,后做勻速直線運動
B.汽車先做加速度減小的加速直線運動,后做勻速直線運動
C.汽車做勻速運動時的速度大小為
D.汽車勻加速運動時,發動機牽引力大小等于f
6.質量為m的小球用長為L的輕繩懸于O點,如圖4所示,小球在水平力F作用下由最低點P緩慢地移到Q點,在此過程中F做的功為()
A.FLsinθ B.mgLcosθ C.mgL(1-cosθ)D.FLtanθ
7.質量為m的滑塊,以初速度vo沿光滑斜面向上滑行,不計空氣阻力。若以距斜面底端h 高處為重力勢能參考面,當滑塊從斜面底端上滑到距底端高度為h的位置時,它的動能是
A. B.mgh C. D.
8.一蹦極運動員身系彈性蹦極繩從水面上方的高臺下落,到最低點時距水面還有數米距離。假定空氣阻力可忽略,運動員可視為質點,下列說法正確的是 A.運動員到達最低點前重力勢能始終減小
B.蹦極繩張緊后的下落過程中,彈性力做負功,彈性勢能增加 C.蹦極過程中,運動員、地球和蹦極繩所組成的系統機械能守恒 D.蹦極過程中,重力勢能的改變與重力勢能零點的選取有關
9.如圖1所示,分別用質量不計不能伸長的細線與彈簧分別吊質量相同的小球A、B,將兩球拉開使細線與彈簧都在水平方向上,且高度相同,而后由靜止放開A、B兩球,兩球在運動中空氣阻力不計,到最低點時兩球在同一水平面上,則兩球在最低點時的速度
A.A球的速度大 B.B球的速度大 C.A、B球的速度大小相等 D.無法判定
10.質量為m的物體從高度為h、傾角為θ的光滑斜面的頂端從靜止開始滑下,若不計空氣阻力,則物體
A.滑到斜面底端時減少的機械能等于mgh B.滑到斜面底端時增加的動能等于mgh C.滑到斜面底端時重力對物體做的功功率等于
D.小球滑到斜面底端時的速度大小與斜面傾角無關
11.如圖2所示,質量不同的兩物體通過輕繩相連,M>m,滑輪光滑且質量不計,輕繩的伸長不計,空氣阻力不計。由靜止釋放兩物體,則物體M下降h距離過程中
A.兩物體減少的機械能總量等于 B.輕繩的拉力對m做的功等勢mgh
C.M的速度大小等于
D.m的速度大小等于
12.平拋一物體,落地時速度方向與水平方向的夾角為θ。取地面為重力勢能參考平面,則物體被拋出時,其重力勢能和動能之比為()A.tanθ B.cotθ C.cotθ D.tanθ
二、填空題
13.從某一高度平拋一小球,不計空氣阻力,它在空中飛行的第1s內、第2s內、第3 s內動能增量之比ΔEk1∶ΔEk2∶ΔEk3=________。14.(10分)(原創)某同學利用如圖5所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。
(1)請指出該同學在實驗操作中存在的兩處明顯錯誤:①,② ;
(2)實驗中應先,再 ;(接通電源開關,釋放紙帶)
(3)實驗中需要對比是否相等的兩個量是 和,實驗中 測量重物的質量(必須,不需)。
15.(6分)如圖4所示。光滑弧形軌道末端水平、離地面的高度為H,將鋼球從軌道上高度h處靜止釋放,鋼球的落點距軌道末端的水平距離為s。當s2與h滿足s2=(用H、h表示)時,便可證明小球下滑運動中機械能守恒。
三、計算題 16.(10分)物體在水平恒力F作用下,在水平面上由靜止開始運動,當位移為L時撤去水平恒力F,此后物體繼續向前滑行3L后靜止。若路面情況相同,求物體運動中受到的摩擦力和最大動能。
17.(12分)物體的質量為m,沿光滑的彎曲軌道滑下,軌道的形狀如圖9所示,與彎曲軌道相接的圓軌道的半徑為R,要使物體沿光滑圓軌道能通過最高點,物體應從離軌道最低處多高的地方由靜止開始滑下?
18.(10分)質量為m的汽車在平直公路上加速行駛,當速度為v1時,立即以不變的功率P繼續加速行駛。再通過s路程時速度增加至最大速度v2。設汽車行駛中所受阻力不變,求汽車速度由v1增至v2所用的時間。19.(14分)如圖5所示,一固定在豎直平面內的光滑的半圓形軌道ABC,其半徑R=0.5m,軌道在C處與水平地面相切,在C處放一質量等于0.1kg的小物塊,給它一水平向左的初速
2度vo=5m/s,結果它沿CBA運動,通過A點后落在水平地面上的D點。取重力加速度g=10m/s,不計空氣阻力,求:
(1)物體經過A點時,軌道對它的支持力;
(2)C、D間的距離s; 20.(12分)一個質量m=0.20kg的小球系于輕質彈簧的一端,且套在光滑豎立的圓環上,彈簧的上端固定于環的最高點A,環的半徑R=0.5m,彈簧的原長L0=0.5m,勁度系數為4.8N/m,如圖10所示,若小球從圖中所示位置B點由靜止開始滑動到最低點C時,彈簧的彈性勢能Ep彈=0.6J,求
(1)小球到C點時的速度vc的大小。(2)小球在C點對環的作用力。(g=10m/s)
參考答案與解析:
1.【答案】BD
【解析】判斷機械能是否守恒,依據是重力以外的力是否做了功,不管物體是做勻速運動還是變速運動,也不管物體是做直線運動還是做曲線運動,只要重力以外的力不做功,機械能就一定守恒。外力做功為零,并不意味著重力以外的力做功為零,所以,機械能不一定守恒。選項B、D正確。
2.A
解析:所有同學爬山過程中,初末位置的高度差相等,都是由低處到高處,重力都做負功,即克服重力做功。有與重力的功與路徑無關,體重相等的同學,重力的功相等,克服重力的功相等。選項A正確B錯誤;最先到達山頂的同學所用時間最短,但克服重力的功可能較小,平均功率不一定最大。最后到達山頂的同學所用時間最長,但克服重力的功可能較大,平均功率不一定最小。
3.C
解析:各小球下落高度相等,重力的功相等,但下落時間不同,重力的平均功率不等。由于不計空氣阻力,小球運動中的機械能守恒,它們落地時的速度大小相等,但方向不同,重力的瞬時功率不等。
4.【答案】 ABCD
【解析】 設物體的初速度為v0,物體的質量為m,由機械能守恒定律得mv02=mgh+mv2,所以,物體的動能與高度h的關系為Ek=mv02-mgh,圖象A正確。物體的重力勢能與速度v的關系為Ep=mv02-mv2,則Ep-v圖象為開口向下的拋物線(第一象限中的部分),圖象B可能正確。由于豎直上拋運動過程中機械能守恒,所以,E-h圖象為一平行h軸的直線,C圖象正確。由Ek=以,D圖象可能正確。
5.BC
mv2知,Ek-v圖象為一開口向上的拋物線(第一象限中部分),所解析:由于汽車保持恒定功率P不變,由可知,隨著速度的增大,牽引力將減小,汽車做加速度減小的加速直線運動,當牽引力減小到等于阻力f時,便做勻速直線運動,牽引力不再變化。由公式
及
可知,汽車勻速運動時的速度大小為。
6.【答案】 C
【解析】 水平力做功使小球的重力勢能增加,水平力對小球做多少功,小球的重力勢能增加多少。所以,水平力對小球做的功為 W=mgL(1-cosθ)。C選項正確。7.D
解析:滑塊開始上滑時的機械能總量為(),由于不計空氣阻力,斜面支持力垂直于斜面不做功,只有重力對滑塊做功,機械能守恒,機械能總量不變,物體在h高度處重力勢能為零,動能為
8.ABC。
解析:不管選那個位置為重力勢能參考面,運動員到達最低位置前高度總是減小的,因此重力勢能一直是減小的。繩緊張后,隨著運動員的下降,繩伸長,對運動員作用向上的彈力,此力做負功,同時伸長量增大,彈性勢能增加。由于空氣阻力可以忽略,蹦極過程中,對于運動員、地球、繩系統來說,只有重力與彈力做功,系統的機械能守恒。重力勢能與重力勢能參考平面的選取有關,而重力勢能的變化量則與此無關。
9.A
解析:A球運動中只有重力做功,機械能守恒;B球運動中有重力、彈力做功,機械能也守恒。兩球從開始到經過最低點,減少的重力勢能相等,A球減少的重力勢能全部轉化成了它的動能,B求減少的重力勢能一部分轉化成了它的動能,還有一部分轉化成了彈簧的彈性勢能。
10.BD
解析:物體滑動過程中,斜面的支持力不做功,空氣阻力不計,機械能守恒。增加的大動能等于減少的重力勢能。選項A錯誤BD正確;由于重力方向豎直向下,因此物體滑至斜面底端時,重力的功率為
11.D
解:由于M>m,釋放后M下降,m上升,運動中只有重力做功,輕繩彈力對兩物體做功
。選項C錯誤。的代數和等于零,系統的機械能守恒。故有:。解得兩物體的速度大小為:;運動過程中,m加速上升,輕繩的拉力不等于mg,它的功不等于mgh。
12.【答案】 D
【解析】 設物體拋出點的高度為h,初速度為v0,則落地時速度為v=v0/cosθ,平拋過程只有重力做功,物體機械能守恒,得mgh+mv02=mv2=m,所以mgh=mv02·tan2θ。
13.【答案】 1:3:5
【解析】平拋運動的豎直分運動為自由落地運動,在第1 s內、第2 s內、第3 s內物體的豎直位移之比為 h1:h2:h3=1:3:5,則在第1 s內、第2 s內、第3 s內重力做功之比為mgh1:mgh2:mgh3=1:3:5,由動能定理得,物體在第1 s內、第2 s內、第3 s內動能增量之比為ΔEk1: ΔEk2: ΔEk3=1:3:5
14.(1)電磁打點計時器接在了直流電源上,釋放紙帶時重物離打點計時器太遠;(2)先接通電源開關,再釋放紙帶;(3)重物減少的重力勢能和增加的動能,不需。
解析:(1)打點計時器使用4-6V交流電源,為使紙帶上打出較多的點,應使重物處在打點計時器附近,釋放紙帶。(2)由于是從重物自由落體開始時刻測量的,為保證打點開始時刻與重物開始下落時刻同步,應先接通電源再釋放紙帶。由于是比較與是否相等,不需要測量重物質量。
15.解析:由于軌道末端水平,小球離開軌道后做平拋運動落地,因此有:。若小求沿軌道下滑過程中機械能守恒,應有:
。解得:。。
解析:物體在水平恒力F作用下能從靜止開始運動,說明F大于地面對物體的摩擦力。所以運動開始后物體先做勻加速運動,在撤去F前速度一直增大,動能一直增大。這一過程中,物體手F、滑動摩擦力、重力、地面支持力四個的作用,只有重力和摩擦力做功。設物體的質量為m,摩擦力為f,最大動能為Ek。則這一過程中,各力功的代數和為,動能的增量為Ek。由動能定理有:
。撤去F后的運動過程中,物體在重力、支持力、摩擦力的作用下勻減速運動到靜止,只有摩擦力做功。同理,由動能定理有: 17.(12分)
。解以上兩式得:。
【解析】物體恰能通過圓軌道的最高點,有mg=m
① 3分)
物體下滑過程中機械能守恒,有ΔEp=ΔEk,(3分)
即 mg(h-2R)=
mv2 ②(3分)
由①、②解得 h=
R.(3分)18.
解析:汽車速度為v2時,由瞬時功率及共點力平衡條件有:。速度由v1增至v2過程中,對汽車的運動運用動能定理有:。解得:。
19.(1)0;(2)s=1m
解析:設小物塊的質量為m,過A處時的速度為v,物體從C到A的運動過程中只有重力做功,機械能守恒,故有:;對物體經過A點的運動,由牛頓第二定律有:;設物體由A到D經歷的時間為t,由平拋運動規律有:,20.(12分)
。代入數據解得:N=0,s=1m。
【解析】(1)小球從B到C過程中,滿足機械能守恒,取C點為重力勢能的參考平面
mgR(1+cos600)=
(3分)
解得
(3分)
(2)根據胡克定律 F彈= kx = 4.8×0.5=2.4N(3分)
小球在C點時應用牛頓第二定律得(豎直向上的方向為正方向)
F彈+FN-mg=m(3分)∴ FN = mg-F彈+ m
=0.2×10-2.4+0.2×=3.2N(3分)
根據牛頓第三定律得,小球對環的作用力為3.2N,方向豎直向下。(3分)
第四篇:機械能守恒定律說課稿
《機械能守恒定律》說課稿
我說課的題目是“機械能守恒定律”,選自高一物理必修2的第7章第8節,下面我對這節課分六部分進行說明:學情分析、教材分析、設計思想、學法指導、教學方法、教學過程和設計意圖。
一、學情分析
學生已經在初中學習過有關機械能的基本概念,對“機械能”并不算陌生,接受起來相對輕松。通過前幾節內容的學習,同學們對“機械能”這一概念較初中有了更深認識,在此基礎上學習機械能守恒定律學生比較容易理解。
二、教材分析
(一)教材所處的地位和作用
本節課是本章的重點內容,要求學生能初步掌握機械能守恒定律的內容并能用來解決一些簡單問題。機械能守恒條件的判定、機械能守恒定律的應用,是教學的重點。運用機械能守恒定律解答相關的問題,這一內容在整個高中力學中又起著承前啟后的作用,在物理學理論和應用方面十分重要,不同運動形式的轉化和守恒的思想能指引我們揭露自然規律、取得豐碩成果。但這種思想和有關的概念、規律,由于其抽象性強,學生不易理解、掌握。學生要真正的掌握和靈活運用還是很困難。機械能守恒定律的探究建立在前面所學知識的基礎上,教材上通過多個具體實例,先猜測動能和勢能的相互轉化的關系,引出對機械能守恒定律及守恒條件的探究,聯系重力勢能和重力做功及彈性勢能與彈力做功的關系的學習,由定性分析到定量計算,逐步深入,最后得出結論,并通過應用使學生領會定律在解決實際問題時的優越性。在教學設計時,力圖通過生活實例和物理實驗,展示相關情景,激發學生的求知欲,引出對機械能守恒定律的探究,體現從“生活走向物理”的理念,通過建立物理模型,由淺入深進行探究,讓學生領會科學的研究方法,并通過規律應用鞏固知識,體會物理規律對生活實踐的作用。
(二)教學目標的確定依據
根據教材特點(注重思想性、探究性、邏輯性、方法性和哲理性)和學生的特點以及高中新課程的總目標(進一步提高科學素養,滿足全體學生終身發展需求)和理念(探究性、主體性、發展性、和諧性)和三維教學目標(知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀)的要求特制定教學目標。
(三)教學目標
1.知識與技能
(1)知道什么是機械能。
(2)知道物體的動能和勢能可以相互轉化。
(3)理解機械能守恒定律的內容。
(4)掌握機械能守恒的條件。
(5)學會在具體問題中,能判定機械能是否守恒,并能列出機械能守恒的方程式。
(6)初步學會從能量轉化和守恒的觀點來解釋物理現象,分析問題的方法,提高運用所學知識綜合分析、解決問題的能力。
2.過程與方法
(1)學會在具體的問題中判定物體的機械能是否守恒;
(2)初步學會從能量轉化和守恒的觀點來解釋物理現象,分析問題。
3.情感、態度與價值觀
(1)培養學生發現和提出問題,并利用已有知識探索學習新知識的能力。
(2)通過教學過程中各個教學環節的設計,如:觀察、實驗等,充分調動學生的積極性,激發學生的學習興趣。
(3)通過能量守恒的教學,使學生樹立科學觀點,理解和運用自然規律,并用來解決實際問題。
(四)教學重難點
(創設情境)用多媒體展示下述物理情景:A.運動員投出鉛球;B.彈簧的一端接在氣墊導軌的一端,另一端和滑塊相連,讓滑塊在水平的軌道上做往復運動。
(設計意圖:為了激發學生的學習興趣,并且為本節課結束時的反饋埋下伏筆。同時為下面的實驗研究奠定基礎。)
(二)進行新課
1.動能和勢能的轉化
(演示實驗)依次演示自由落體、豎直上拋、滾擺、單擺和彈簧振子,提醒學生注意觀察物體運動中動能、勢能的變化情況。
(學生觀察)觀察、體驗到高度大時速度小,速度小時高度大,進而得到重力勢能大時動能小,勢能小時動能大。在引導學生分析物體運動狀態變化過程中得出重力勢能增大(減小)的過程就是動能減少(增大)的過程。
(提出問題)通過上述分析,我們得到動能和勢能之間可以相互轉化,那么在動能勢能的轉化過程中,動能和勢能的和有什么變化呢?
2.探究規律找出機械能不變的條件
2.1 只受重力做功作用分析
現以自由落體為例(展示物理模型),引導學生自主探究。
設一質量為m的物體在自由下落過程中,經過離地高度為h1(任選的)A點時速度為V1,下落到離地高度為h2(任選的)的B點時的速度為V2。由學生用學習過的知識(牛頓定律或動能定理),分析下落過程中A、B兩位置的機械能之間的數量關系。
物體從A運動到B,WG=
mv2-
2mv1=EK2-EK1
2再由重力做功與重力勢能的關系有:
WG=mgh1-mgh2= EP1-EP2
得到:EK2-EK1= EP1-EP2 ①
移項后,得:EP1 +EK1= EP2 +EK2 ②
即EA=EB
上述結論是在運動過程只受重力作用的時候得到的,是否具有普遍意義呢?作為課后作業,請同學們課后進一步分析物體做平拋和豎直上拋運動時的情況。
如果物體是沿光滑斜面下滑,上述結論成立嗎?
2.2 只有彈力做功分析
提出問題:勢能包括重力勢能和彈性勢能,只有彈力做功時,機械能也守恒嗎?
(多媒體展示)氣墊導軌上的水平彈簧振子,觀察振動過程。
由學生分析振動過程的能量轉化和實驗結論,結合前面已經探究過的彈力做功與彈性勢能的關系,類比重力做功,進行定性分析。
引導學生分析守恒條件,歸納結論(注意要加深對條件的理解)
1.物體只受重力,不受其他力,如自由落體運動。
第五篇:機械能守恒定律說課稿
驗證機械能守恒定律說課稿
尊敬的各位評委老師; 大家上午好!我說課的題目是《驗證機械能守恒定律》我將從教材與學情分析、教學目標與重、難點、教法與學法、教學設計、教學評價等幾個方面來介紹我的這節實驗教學:
首先,教材與學情分析:本節課選自人教版必修二第七章第九節,是在學習了機械能守恒定律之后的一節驗證實驗課,要求通過實驗驗證,對機械能守恒定律及條件產生深刻認識,機械能守恒定律是高中物理第一個守恒量,對以后守恒關系有示范作用。學情方面,從知識層面上學生已經掌握了重力勢能、彈性勢能、動能、機械能守恒定律等基本知識。能力方面學生具備了基本的實驗操作技能和歸納分析能力,但是缺乏設計的能力。
基于以上原因,我確定了本節課的教學目標如下。主要是,讓學生親自經歷實驗方案的設計過程,通過分組實驗,培養學生的動手能力、合作意識、激發學生的求知欲和創新精神。重難點就是實驗方案的設計和操作,以及誤差分析。
我采用的教法有:采用啟發式,實驗探究式教學方法,借助多媒體輔助教學法。
學生的方法有:讓學生親自參與實驗方案設計,小組互助互動交流得出實驗的過程方法步驟。
下面我重點說一下我對本節課的教學設計:我主要設計了三個環節:1,方案設計與交流。2小組實驗與展示。3實驗創新與改進。
首先看第一個環節:方案設計與交流。
基于學情,實驗前鞏固重力勢能與動能的計算,機械能守恒定律的內容及守恒條件。知道在機械能守恒中動能和勢能的轉化關系,從而建立實驗原理,為下一步的學習做好鋪墊。接下來提出問題讓學生討論:1生活中機械守恒的實例有哪些?
2在實驗中那些實例比較容易用實驗驗證,其機械能是守恒的?
通過小組交流討論,確定本小組的實驗模型。(學生可能提出的模型有:自由落體運動,拋體運動,小球沿斜面下滑,單擺等)
等各個小組確定了模型后,提出實驗方案要點,其目的是明確要求,以便各個小組高效完成實驗方案,其他同學認真思考,方案的可行性及優缺點,教師給予恰時指導,第二個環節,小組實驗與展示。
為了節約課堂時間順利完成教學任務我們引導學生按照教材上所給出的方案進行分組實驗,同學們提出的其他方案,作為作業讓學生在實驗開放日到實驗室完成!
實驗操作完成后進行數據處理,并展示數據處理的過程與方法,給出實驗結論,教師適時點評!第三個環節:實驗創新與改進。
對于教材上這個實驗,引導學分析,它的優缺點,誤差來源,怎樣改進,比如用光電門代替打點計點來測速度。其目的是為了激發學生的探究熱情和培養學生嚴謹的科學態度。下面是作業布置和板書設計環節。(見課件)
最后是教學反思環節,1.本課采用“小組合作探究的學習模式”進行教學,以學生為主體,教師為主導,有利于培養學生的動手實踐能力和創新意識,提高探求新知的科學素養;
2.本節課在課堂上統一采用教材上的實驗方案進行分組實驗,統一了實驗難度,有效的保證了課堂任務的完成。并且展現了多個方案,以作業的形式在實驗室完成,既熟習了使用打點計時器測速,還讓學生有機會接觸到了光電門、氣墊導軌這些罕見的器材,可以增加學生的實驗興趣;
我的說課就到這里,懇請各位專家、評委批評指正!