《人教版高中物理《機(jī)械能守恒定律》教學(xué)設(shè)計(jì).doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《人教版高中物理《機(jī)械能守恒定律》教學(xué)設(shè)計(jì).doc（6頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、機(jī)械能守恒定律一、 教材分析：本節(jié)課是高一物理第七章機(jī)械能的第六節(jié)，是本章內(nèi)容的總結(jié)和升華。機(jī)械能守恒定律體現(xiàn)一定范圍內(nèi)的能量的轉(zhuǎn)化和守恒的規(guī)律，它使學(xué)生第一次體會(huì)到了物理學(xué)研究大自然規(guī)律的統(tǒng)一美、和諧美。同時(shí)本節(jié)內(nèi)容的知識(shí)也為以后進(jìn)一步學(xué)習(xí)各種能量間的相互轉(zhuǎn)化和守恒打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。二、 學(xué)生分析：進(jìn)入高中以來，學(xué)生已對(duì)高中力學(xué)知識(shí)有了一個(gè)較為廣泛的了解，掌握了以牛頓定律為基礎(chǔ)的基本研究方法，他們正迫切希望掌握更多的思想方法。同時(shí)對(duì)第七章機(jī)械能前面知識(shí)的學(xué)習(xí)，已使他們具備了相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)，有能力來進(jìn)一步學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容的知識(shí)。三、 任務(wù)分析：本節(jié)教學(xué)中主要通過簡(jiǎn)易的演示實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生自己根據(jù)已經(jīng)學(xué)
2、過的知識(shí)，猜想、歸納出機(jī)械能守恒的規(guī)律；然后通過嚴(yán)密的數(shù)學(xué)推導(dǎo)證明其成立，并體會(huì)在推導(dǎo)過程中的幾個(gè)變式的含義；再進(jìn)一步理解機(jī)械能守恒定律的適用條件；最后會(huì)簡(jiǎn)單應(yīng)用機(jī)械能守恒定律分析、解決相關(guān)問題。四、 教學(xué)目的：1、 知識(shí)和技能：通過實(shí)驗(yàn)演示，了解動(dòng)能與重力勢(shì)能之間的相互轉(zhuǎn)化，初步領(lǐng)會(huì)機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容。會(huì)正確推導(dǎo)自由落體、豎直上拋過程中的機(jī)械能守恒定律。正確理解機(jī)械能守恒定律的含義及適用條件。分析實(shí)際生活中的事例，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。2、 過程與方法：掌握猜想、歸納、總結(jié)、驗(yàn)證的科學(xué)研究方法。3、 態(tài)度情感與價(jià)值觀：通過能量守恒的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思想觀
3、、體會(huì)自然規(guī)律的統(tǒng)一美、和諧美五、重點(diǎn)難點(diǎn)：1、 重點(diǎn)：推導(dǎo)機(jī)械能守恒定律，正確理解機(jī)械能守恒定律的含義及適用條件，在具體問題中能判定機(jī)械能是否守恒，并能列出定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式。2、 難點(diǎn)：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，能正確判斷研究對(duì)象在所經(jīng)歷的過程中機(jī)械能是否守恒。六、設(shè)計(jì)思想：本節(jié)課從投影片入手引出機(jī)械能守恒定律，圍繞著證明其成立、理解其適用范圍展開，采用各種教學(xué)方法，通過一系列的實(shí)驗(yàn)、推導(dǎo)、分析、應(yīng)用、總結(jié)歸納，最后又以演示實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證，使學(xué)生真正地知其然、還知其所以然。七、教學(xué)過程教學(xué)方法： 演示實(shí)驗(yàn)、分析推理、講授及討論 教具：細(xì)線、小球、帶標(biāo)尺的鐵架臺(tái)、自制投影片、C
4、AI課件。 教學(xué)過程：引入新課：1、用投影片出示思考題：本章中我們學(xué)習(xí)了哪幾種形式的能？它們各是如何定義的？它們的大小各由什么決定？動(dòng)能定理的內(nèi)容和表達(dá)式是什么？重力所做的功與物體重力勢(shì)能的變化之間有什么關(guān)系？2、學(xué)生回答：本章我們學(xué)習(xí)了以下幾種能：動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能。動(dòng)能定理的內(nèi)容是：物體所受合外力所做的功等于物體動(dòng)能的改變，即：。重力所做的功和物體重力勢(shì)能之間變化的關(guān)系為：、教師總結(jié)：同學(xué)們要注意動(dòng)能定理中動(dòng)能的變化量是末動(dòng)能減去初動(dòng)能，而重力做功與重力勢(shì)能改變之間關(guān)系式中初位置的重力勢(shì)能與末位置重力勢(shì)能的差。引入：動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能屬于力學(xué)范疇，統(tǒng)稱為機(jī)械能，本節(jié)課我們就來研
5、究有關(guān)機(jī)械能的問題。板書課題：機(jī)械能守恒定律進(jìn)行新課：（一）1、用多媒體展示下述物理情景：A、運(yùn)動(dòng)員投出鉛球；B、彈簧的一端接在氣墊導(dǎo)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(fù)運(yùn)動(dòng)。2、學(xué)生分析上述物理情景中能量是如何轉(zhuǎn)化的？學(xué)生答：A、鉛球在上升過程中，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能；鉛球在下落過程中，重力勢(shì)能又轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。B、彈簧在和物塊的往復(fù)運(yùn)動(dòng)過程中，動(dòng)能和彈簧的彈性勢(shì)能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化。學(xué)生乙：除了甲的敘述中動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化外，還有一部分轉(zhuǎn)化為物體的內(nèi)能。3、教師講：分析的很全面，但是在此過程中轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的部分在總結(jié)能量中占的比例很小，我們一般不予考慮。4、過渡：通過上述分析，我們得到
6、動(dòng)能和勢(shì)能之間可以相互轉(zhuǎn)化，那么在動(dòng)能勢(shì)能的轉(zhuǎn)化過程中，動(dòng)能和勢(shì)能的和有什么變化呢？h1h2ABv1v2（二）機(jī)械能守恒定律的推導(dǎo)1、用多媒體出示兩道思考題：思考題一：如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m的物體自由下落，經(jīng)過高度為h1的A點(diǎn)時(shí)速度為v1，下落到高度h2為的B點(diǎn)時(shí)速度為v2，試寫出物體在A點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能和在B點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能，并找到這二個(gè)機(jī)械能之間的數(shù)量關(guān)系。v1ABv2思考題二：如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m的物體做平拋運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過高度為h1的A點(diǎn)時(shí)速度為v1，經(jīng)過高度為h2的B點(diǎn)時(shí)速度為v2，寫出物體在位置A、B時(shí)的機(jī)械能的表達(dá)式并找出這二個(gè)機(jī)械能之間的關(guān)系。2、把學(xué)生分為二小組，一組做思考題一，另一組做
7、思考題二，并進(jìn)行小組賽。3、教師對(duì)首先做完的小組進(jìn)行激勵(lì)評(píng)價(jià)，并抽有代表性的解答方案進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)評(píng)點(diǎn)。4、用實(shí)物投影儀對(duì)推導(dǎo)過程進(jìn)行評(píng)析。推導(dǎo)過程一解：機(jī)械能等于物體的動(dòng)能和勢(shì)能之和v1ABv2A點(diǎn)的機(jī)械能等于B點(diǎn)的機(jī)械能等于又在自由落體運(yùn)動(dòng)中，物體只受重力的作用，據(jù)動(dòng)能定理得：又據(jù)重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系得到：學(xué)生評(píng)價(jià)：在上述推導(dǎo)過程中，在用重力做功和重力勢(shì)能改變之間關(guān)系應(yīng)是重力所做的功等于初位置的重力勢(shì)能減去末位置的重力勢(shì)能，所以推導(dǎo)的結(jié)果錯(cuò)誤。推導(dǎo)過程二解：A點(diǎn)的機(jī)械能等于 B點(diǎn)的機(jī)械能等于 由于物體做平拋運(yùn)動(dòng)，只受重力作用，且重力做正功，據(jù)動(dòng)能定理得： 又據(jù)重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系得到：
8、教師評(píng)析：第二個(gè)推導(dǎo)過程是完全正確的。5、用多媒體展示評(píng)析中得到的表達(dá)式 學(xué)生討論：上述兩個(gè)表達(dá)式說明了什么？討論后學(xué)生回答。學(xué)生甲：在表達(dá)式中等號(hào)左邊是物體動(dòng)能的增加量，等號(hào)右邊是物體重力勢(shì)能減少量，該表達(dá)式說明：物體在下落過程中，重力做了多少正功，物體的重力勢(shì)能就減小多少，同時(shí)物體的動(dòng)能就增加多少。學(xué)生乙：對(duì)于表達(dá)式，等號(hào)左邊是物體在末位置時(shí)的機(jī)械等號(hào)右邊是物體在初位置時(shí)的機(jī)械能，該式表示：動(dòng)能和勢(shì)能之和即總的機(jī)械能保持不變。6、師總結(jié)：同學(xué)們對(duì)上述兩個(gè)表達(dá)式的含義理解得很好，我們分別用EK1和EK2表示物體的初動(dòng)能和末動(dòng)能，用EP1和EP2分別表示物體在初位置的重力勢(shì)能和末位置的重力勢(shì)能
9、，則得到：EK1+EP1=EK2+EP2，也就是初位置的機(jī)械能等于末位置的機(jī)械能，即機(jī)械能是守恒的。（三）機(jī)械能守恒的條件1、 上邊我們通過推導(dǎo)得到了機(jī)械能是守恒的這一結(jié)論，下邊同學(xué)們思考：2、 在推導(dǎo)中，我們是以物體做自由落體和做平拋運(yùn)動(dòng)為例進(jìn)行的，請(qǐng)問：上述二種運(yùn)動(dòng)有什么相同和不同之處？3、 學(xué)生答：相同點(diǎn)是在上述兩種運(yùn)動(dòng)中物體只受重力作用；不同之處是物體運(yùn)動(dòng)的路線不同，自由落體運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng)，而平拋運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng)。從上述兩種運(yùn)動(dòng)中，你能猜想一下：機(jī)械能在什么情況下守恒嗎？學(xué)生答：物體只受重力作用。學(xué)生還可能答：物體在運(yùn)動(dòng)中，只有重力做功，針對(duì)上述兩種答案，師生評(píng)析后總結(jié)。2、教師總結(jié)：通
10、過上述分析，我們得到：在只有重力做功的情況下，物體的動(dòng)能和重力勢(shì)能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變，這個(gè)結(jié)論叫機(jī)械能守恒定律。板書：機(jī)械能守恒定律條件：只有重力做功。結(jié)論：機(jī)械能的總量保持不變。3、用實(shí)物投影儀出示討論題。所謂的只有重力做功與物體只受重力有什么不同。學(xué)生：所謂的只有重力做功，包括兩種情況：a、物體只受重力，不受其他的力。b、物體除重力外還受其他的力，但其他力不做功。而物體只受重力僅包括一種情形。放開被壓縮的彈簧，可以把跟它接觸的小球彈出去，在這個(gè)過程中，能量是如何轉(zhuǎn)化的？類比地，你能得到在這個(gè)過程中機(jī)械能守恒的條件嗎？學(xué)生答：在小球被彈簧彈出的過程中，彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小
11、球的動(dòng)能。類比得到：如果有彈力做功，動(dòng)能和彈性勢(shì)能之和保持不變，即機(jī)械能守恒。所謂只有彈力做功，包括哪幾種情況？學(xué)生：包括以下兩種情況：第一種情況：物體只受彈力作用，不受其他的力；第二種情況：物體除受彈力外還受其他的力，但其他的力不做功。4、演示實(shí)驗(yàn)上邊我們通過推導(dǎo)得到了在只有重力或彈力做功的條件下，物體的機(jī)械能守恒，下邊我們來做一個(gè)實(shí)驗(yàn)：ABC，圖2DABC圖1介紹實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示：做法：a、把球拉到A點(diǎn)，然后放開，觀察小球擺動(dòng)到右側(cè)時(shí)的位置和位置A間的關(guān)系。b、把球同樣拉到A點(diǎn)，在O點(diǎn)用尺子擋一下觀察小球擺動(dòng)到右側(cè)時(shí)的位置，并比較該位置和釋放點(diǎn)A之間的關(guān)系。通過觀察到的現(xiàn)象，分析后你得到什
12、么結(jié)論？5、學(xué)生總結(jié)現(xiàn)象學(xué)生甲：在做法a中，小球可以擺到跟釋放點(diǎn)A高度相同的C點(diǎn)；在做法b中，小球仍可以到達(dá)跟釋放點(diǎn)A高度相同的C點(diǎn)。學(xué)生乙：在做法a中，小球可以擺到跟釋放點(diǎn)A高度幾乎相同的C點(diǎn)，在做法b中，小球可以到達(dá)跟釋放點(diǎn)A點(diǎn)高度幾乎相同的C點(diǎn)。6、針對(duì)上述結(jié)論展開討論后得到：如果不考慮阻力作用，即物體只受到重力作用時(shí)，學(xué)生甲的結(jié)論正確；如果考慮空氣阻力作用，學(xué)生乙的結(jié)論正確。教師總結(jié)：在本實(shí)驗(yàn)中，我們對(duì)空氣的阻力一般不考慮，因?yàn)樽枇μ?，?duì)結(jié)果影響不大。7、得到結(jié)論：以上實(shí)驗(yàn)證實(shí)了在不計(jì)阻力影響，即物體只受重力作用時(shí)，小球在擺動(dòng)中機(jī)械能守恒。(四) 鞏固訓(xùn)練1、關(guān)于物體的機(jī)械能是否守恒
13、的敘述，下列說法中正確的是：A、做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體，機(jī)械能一定守恒；B、做勻速變速直線運(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、在下列實(shí)例中運(yùn)動(dòng)的物體，不計(jì)空氣阻力，機(jī)械能不守恒的是：A、起重機(jī)吊起物體勻速上升；B、物體做平拋運(yùn)動(dòng)；C、圓錐擺球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；D、一個(gè)輕質(zhì)彈簧上端固定，下端系一重物，重物在豎直方向上做上下振動(dòng)（以物體和彈簧為研究對(duì)象）。3、從離地高為Hm的陽臺(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，則一列說法中正確的是（不計(jì)空氣阻力，以地面為參考面）
14、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)+1/2mv2;C、物體落地時(shí)的機(jī)械能為mgH+1/2mv2;D、物體在落回過程中，以過陽臺(tái)時(shí)的機(jī)械能為mgH+1/2mv2.(五)課堂小結(jié)1在只有重力做功的過程中，物體的機(jī)械能總量不變。通過例題分析要加深對(duì)機(jī)械能守恒定律的理解。2應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解決問題時(shí)，應(yīng)首先分析物體運(yùn)動(dòng)過程中是否滿足機(jī)械能守恒條件，其次要正確選擇所研究的物理過程，正確寫出初、末狀態(tài)物體的機(jī)械能表達(dá)式。3從功和能的角度分析、解決問題，是物理學(xué)研究的重要方法和途徑。通過本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，逐步培養(yǎng)用功和能的觀點(diǎn)分析解決物理問題的能力。(六)課外作
15、業(yè)：1、復(fù)習(xí)本節(jié)課文。2、做課本練習(xí)五第（1）、（2）、（3）題。3、思考：還可以用什么方法來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律八、板書設(shè)計(jì)：（一）、機(jī)械能：物體的動(dòng)能和勢(shì)能之和稱為物體的機(jī)械能。用E表示，即E=EK+EP。（二）、重力勢(shì)能與動(dòng)能之間的相互轉(zhuǎn)化。（三）、證明機(jī)械能守恒定律（四）、機(jī)械能守恒定律 1、內(nèi)容：在只有重力做功的情況下，物體的動(dòng)能和重力勢(shì)能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變 2、適用條件：只有重力或系統(tǒng)內(nèi)彈力做功。 （五）、 進(jìn)一步認(rèn)識(shí)機(jī)械能守恒定律 1、研究對(duì)象是物體與地球共同組成的系統(tǒng)。 2、在只有彈力做功的情形下，物體系（彈簧和物體）的機(jī)械能也守恒。 3、在沒有任何外力做功的情形下，物體或物體系的機(jī)械能也守恒。九、教學(xué)后計(jì)：本節(jié)課通過各種教學(xué)方法的運(yùn)用，深入淺出地介紹了機(jī)械能守恒定律來龍去脈，使學(xué)生真正理解在什么情況下機(jī)械能才守恒，初步掌握應(yīng)用機(jī)械能守恒定律去分析問題。教學(xué)中學(xué)生對(duì)機(jī)械能守恒定律的適用條件的掌握不是很理想，特別是有系統(tǒng)內(nèi)彈力做功的情況。以后應(yīng)進(jìn)一步通過練習(xí)理解、掌握。6
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