2019-2020年高中物理《機(jī)械能守恒定律》教案17 新人教版必修2.doc
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2019-2020年高中物理《機(jī)械能守恒定律》教案17 新人教版必修2 ★新課標(biāo)要求 (一)知識(shí)與技能 1、知道什么是機(jī)械能,知道物體的動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化; 2、會(huì)正確推導(dǎo)物體在光滑曲面上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的機(jī)械能守恒,理解機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容,知道它的含義和適用條件; 3、在具體問(wèn)題中,能判定機(jī)械能是否守恒,并能列出機(jī)械能守恒的方程式。 (二)過(guò)程與方法 1、學(xué)會(huì)在具體的問(wèn)題中判定物體的機(jī)械能是否守恒; 2、初步學(xué)會(huì)從能量轉(zhuǎn)化和守恒的觀點(diǎn)來(lái)解釋物理現(xiàn)象,分析問(wèn)題。 (三)情感、態(tài)度與價(jià)值觀 通過(guò)能量守恒的教學(xué),使學(xué)生樹(shù)立科學(xué)觀點(diǎn),理解和運(yùn)用自然規(guī)律,并用來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題。 ★教學(xué)重點(diǎn) 1、掌握機(jī)械能守恒定律的推導(dǎo)、建立過(guò)程,理解機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容; 2、在具體的問(wèn)題中能判定機(jī)械能是否守恒,并能列出定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式。 ★教學(xué)難點(diǎn) 1、從能的轉(zhuǎn)化和功能關(guān)系出發(fā)理解機(jī)械能守恒的條件; 2、能正確判斷研究對(duì)象在所經(jīng)歷的過(guò)程中機(jī)械能是否守恒,能正確分析物體系統(tǒng)所具有的機(jī)械能,尤其是分析、判斷物體所具有的重力勢(shì)能。 ★教學(xué)方法 演繹推導(dǎo)法、分析歸納法、交流討論法。 ★教學(xué)工具 投影儀、細(xì)線、小球、帶標(biāo)尺的鐵架臺(tái)、彈簧振子。 ★教學(xué)過(guò)程 (一)引入新課 教師活動(dòng):我們已學(xué)習(xí)了重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能、動(dòng)能。這些不同形式的能是可以相互轉(zhuǎn)化的,那么在相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程中,他們的總量是否發(fā)生變化?這節(jié)課我們就來(lái)探究這方面的問(wèn)題。 (二)進(jìn)行新課 1、動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化 教師活動(dòng):A A C 甲 乙 演示實(shí)驗(yàn)1:如右圖,用細(xì)線、小球、帶有標(biāo)尺的鐵架臺(tái)等做實(shí)驗(yàn)。 把一個(gè)小球用細(xì)線懸掛起來(lái),把小球拉到一定高度的A點(diǎn),然后放開(kāi),小球在擺動(dòng)過(guò)程中,重力勢(shì)能和動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化。我們看到,小球可以擺到跟A點(diǎn)等高的C點(diǎn),如圖甲。 如果用尺子在某一點(diǎn)擋住細(xì)線,小球雖然不能擺到C點(diǎn),但擺到另一側(cè)時(shí),也能達(dá)到跟A點(diǎn)相同的高度,如圖乙。 問(wèn)題:這個(gè)小實(shí)驗(yàn)中,小球的受力情況如何?各個(gè)力的做功情況如何?這個(gè)小實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了什么? 學(xué)生活動(dòng):觀察演示實(shí)驗(yàn),思考問(wèn)題,選出代表發(fā)表見(jiàn)解。 小球在擺動(dòng)過(guò)程中受重力和繩的拉力作用。拉力和速度方向總垂直,對(duì)小球不做功;只有重力對(duì)小球能做功。 實(shí)驗(yàn)證明,小球在擺動(dòng)過(guò)程中重力勢(shì)能和動(dòng)能在不斷轉(zhuǎn)化。在擺動(dòng)過(guò)程中,小球總能回到原來(lái)的高度。可見(jiàn),重力勢(shì)能和動(dòng)能的總和,即機(jī)械能應(yīng)該保持不變。 教師活動(dòng):演示實(shí)驗(yàn)2:如圖,水平方向的彈簧振子。 用彈簧振子演示動(dòng)能和彈性勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化。 問(wèn)題:這個(gè)小實(shí)驗(yàn)中,小球的受力情況如何?各個(gè)力的做功情況如何?這個(gè)小實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了什么? 學(xué)生活動(dòng):觀察演示實(shí)驗(yàn),思考問(wèn)題,選出代表發(fā)表見(jiàn)解。 小球在往復(fù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,豎直方向上受重力和桿的支持力作用,水平方向上受彈力作用。重力、支持力和速度方向總垂直,對(duì)小球不做功;只有彈簧的彈力對(duì)小球能做功。 實(shí)驗(yàn)證明,小球在往復(fù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中彈性勢(shì)能和動(dòng)能在不斷轉(zhuǎn)化。小球在往復(fù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中總能回到原來(lái)的高度,可見(jiàn),彈性勢(shì)能和動(dòng)能的總和,即機(jī)械能應(yīng)該保持不變。 教師活動(dòng):總結(jié)、過(guò)渡: 通過(guò)上述分析,我們得到動(dòng)能和勢(shì)能之間可以相互轉(zhuǎn)化,那么在動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化過(guò)程中,動(dòng)能和勢(shì)能的和是否真的保持不變?下面我們就來(lái)定量討論這個(gè)問(wèn)題。 2、機(jī)械能守恒定律 教師活動(dòng):投影:教材圖5.8-3。 物體沿光滑曲面滑下,只有重力對(duì)物體做功。用我們學(xué)過(guò)的動(dòng)能定理以及重力的功和重力勢(shì)能的關(guān)系,推導(dǎo)出物體在A處的機(jī)械能和B處的機(jī)械能相等。 點(diǎn)評(píng):為學(xué)生創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境,引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)獨(dú)立推導(dǎo)出機(jī)械能守恒定律。讓學(xué)生親歷知識(shí)的獲得過(guò)程。 學(xué)生活動(dòng):在練習(xí)本上獨(dú)立推導(dǎo)。 教師活動(dòng):巡視指導(dǎo),及時(shí)解決學(xué)生可能遇到的困難。 投影學(xué)生的推導(dǎo)過(guò)程,和其他學(xué)生一起點(diǎn)評(píng)。 推導(dǎo)的結(jié)果為: 即 可見(jiàn):在只有重力做功的物體系統(tǒng)內(nèi),動(dòng)能和重力勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化,而總的機(jī)械能保持不變。 同樣可以證明:在只有彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi),動(dòng)能和彈性勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化,總的機(jī)械能也保持不變。 結(jié)論:在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi),動(dòng)能和彈性勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化,總的機(jī)械能也保持不變。這就是機(jī)械能守恒定律。 教師活動(dòng):投影例題(教材23頁(yè)),引導(dǎo)學(xué)生一起分析、解決。 學(xué)生活動(dòng):學(xué)生在實(shí)物投影儀上講解自己的解答,并相互討論;教師幫助學(xué)生總結(jié)用機(jī)械能守恒定律解題的要點(diǎn)、步驟,體會(huì)應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題的優(yōu)越性。 1、機(jī)械能守恒定律不涉及運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度和時(shí)間,用它來(lái)處理問(wèn)題要比牛頓定律方便; 2、用機(jī)械能守恒定律解題,必須明確初末狀態(tài)機(jī)械能,要分析機(jī)械能守恒的條件。 點(diǎn)評(píng):通過(guò)分析實(shí)例,培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行情景分析,加深對(duì)規(guī)律的理解能力,加強(qiáng)物理與生活實(shí)踐的聯(lián)系。 (三)課堂總結(jié)、點(diǎn)評(píng) 教師活動(dòng):讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請(qǐng)一個(gè)同學(xué)到黑板上總結(jié),其他同學(xué)在筆記本上總結(jié),然后請(qǐng)同學(xué)評(píng)價(jià)黑板上的小結(jié)內(nèi)容。 學(xué)生活動(dòng):認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容,并把自己這節(jié)課的體會(huì)寫下來(lái)、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié),看誰(shuí)的更好,好在什么地方。 點(diǎn)評(píng):總結(jié)課堂內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。 教師要放開(kāi),讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容,允許內(nèi)容的順序不同,從而構(gòu)建他們自己的知識(shí)框架。 (四)實(shí)例探究 ☆ 對(duì)機(jī)械能守恒定律條件的理解 [例1]如圖所示,下列四個(gè)選項(xiàng)的圖中,木塊均在固定的斜面上運(yùn)動(dòng),其中圖A、B、C中的斜面是光滑的,圖D中的斜面是粗糙的,圖A、B中的F為木塊所受的外力,方向如圖中箭頭所示,圖A、B、D中的木塊向下運(yùn)動(dòng),圖C中的木塊向上運(yùn)動(dòng)。在這四個(gè)圖所示的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒的是 解析:機(jī)械能守恒的條件是:物體只受重力或彈力的作用,或者還受其它力作用,但其它力不做功,那么在動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化過(guò)程中,物體的機(jī)械能守恒。依照此條件分析,ABD三項(xiàng)均錯(cuò)。 答案:C ☆ 對(duì)機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用 [例2]長(zhǎng)為L(zhǎng)的均勻鏈條,放在光滑的水平桌面上,且使其長(zhǎng)度的1/4垂在桌邊,如圖 所示,松手后鏈條從靜止開(kāi)始沿桌邊下滑,則鏈條滑至剛剛離開(kāi)桌邊時(shí)的速度大小為多大? 解析:鏈條下滑時(shí),因桌面光滑,沒(méi)有摩擦力做功。整根鏈條總的機(jī)械能守恒,可用機(jī)械能守恒定律求解。設(shè)整根鏈條質(zhì)量為m,則單位長(zhǎng)度質(zhì)量(質(zhì)量線密度)為m/L 設(shè)桌面重力勢(shì)能為零,由機(jī)械能守恒定律得 解得 點(diǎn)撥:求解這類題目時(shí),一是注意零勢(shì)點(diǎn)的選取,應(yīng)盡可能使表達(dá)式簡(jiǎn)化,該題如選鏈條全部滑下時(shí)的最低點(diǎn)為零勢(shì)能點(diǎn),則初始勢(shì)能就比較麻煩。二是靈活選取各部分的重心,該題最開(kāi)始時(shí)的勢(shì)能應(yīng)取兩部分(桌面上和桌面下)勢(shì)能總和,整根鏈條的總重心便不好確定,最后剛好滑出桌面時(shí)的勢(shì)能就沒(méi)有必要再分,可對(duì)整根鏈條求出重力勢(shì)能。 ★課余作業(yè) 書面完成P25“問(wèn)題與練習(xí)”中1- 5題。 ★教學(xué)體會(huì) 思維方法是解決問(wèn)題的靈魂,是物理教學(xué)的根本;親自實(shí)踐參與知識(shí)的發(fā)現(xiàn)過(guò)程是培養(yǎng)學(xué)生能力的關(guān)鍵,離開(kāi)了思維方法和實(shí)踐活動(dòng),物理教學(xué)就成了無(wú)源之水、無(wú)本之木。學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花,水中月。 附1:課后練習(xí) 1、關(guān)于物體的機(jī)械能是否守恒的敘述,下列說(shuō)法中正確的是 ( D ) A.做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體,機(jī)械能一定守恒 B.做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體,機(jī)械能一定守恒 C.外力對(duì)物體所做的功等于0時(shí),機(jī)械能一定守恒 D.物體若只有重力做功,機(jī)械能一定守恒 2、從離地高為Hm的陽(yáng)臺(tái)上以速度v豎直向上拋出質(zhì)量為m的物體,它上升hm后又返回下落,最后落在地面上,則下列說(shuō)法中正確的是(不計(jì)空氣阻力,以地面為參考面)( ACD ) A.物體在最高點(diǎn)時(shí)機(jī)械能為mg(H+h) B.物體落地時(shí)的機(jī)械能為mg(H+h)+mv2 C.物體落地時(shí)的機(jī)械能為mgH+mv2 D.物體在落回過(guò)程中,經(jīng)過(guò)陽(yáng)臺(tái)時(shí)的機(jī)械能為mgH+mv2 3、質(zhì)量均為m的甲、乙、丙三個(gè)小球,在離地面高為h處以相同的動(dòng)能在豎直平面內(nèi)分別做平拋、豎直下拋、沿光滑斜面下滑,則( ABC ) A.三者到達(dá)地面時(shí)的速率相同 B.三者到達(dá)地面時(shí)的動(dòng)能相同 C.三者到達(dá)地面時(shí)的機(jī)械能相同 D.以上說(shuō)法都不正確 4、一個(gè)人把重物加速上舉到某一高度,下列說(shuō)法正確的是( ACD ) A.物體所受的合外力對(duì)它所做的功等于物體機(jī)械能的增量 B.物體所受合外力對(duì)它所做的功等于物體的動(dòng)能的增量 C.人對(duì)物體所做的功和重力對(duì)物體所做的功的代數(shù)和等于物體機(jī)械能的增量 D.克服重力所做的功等于物體的重力勢(shì)能的增量 5、下列實(shí)例(均不計(jì)空氣阻力)中的運(yùn)動(dòng)物體,機(jī)械能守恒的應(yīng)是( BD ) A.被起重機(jī)吊起的貨物正在加速上升 B.物體做平拋運(yùn)動(dòng) C.物體沿粗糙斜面勻速下滑 D.一個(gè)輕質(zhì)彈簧上端固定,下端系一重物,重物沿豎直方向做上下振動(dòng) 6、推證:做平拋和豎直上拋運(yùn)動(dòng)時(shí)的物體的機(jī)械能守恒。 附:教材分析 機(jī)械能守恒定律是能量守恒定律的一個(gè)特例,要使學(xué)生對(duì)定律的得出、含義、適用條件有一個(gè)明確的認(rèn)識(shí),這是能夠用該定律解決力學(xué)問(wèn)題的基礎(chǔ)。 本節(jié)知識(shí)點(diǎn)包括:機(jī)械能守恒定律的推導(dǎo);機(jī)械能守恒定律的含義和適用條件。 機(jī)械能守恒定律是本章教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容,本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)是使學(xué)生掌握物體系統(tǒng)機(jī)械能守恒的條件;能夠正確分析物體系統(tǒng)所具有的機(jī)械能; 分析物體系統(tǒng)所具有的機(jī)械能,尤其是分析、判斷物體所具有的重力勢(shì)能,是本節(jié)學(xué)習(xí)的難點(diǎn)之一。在教學(xué)中應(yīng)讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到,物體重力勢(shì)能大小與所選取的參考平面(零勢(shì)面)有關(guān);而重力勢(shì)能的變化量是與所選取的參考平面無(wú)關(guān)的。在討論物體系統(tǒng)的機(jī)械能時(shí),應(yīng)先確定參考平面。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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