人教新课标(标准实验版)必修2第七章:7.8 机械能守恒定律(课件23张PPT+教案+练习等9份打包) (高清一中 张兴华)

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名称 人教新课标(标准实验版)必修2第七章:7.8 机械能守恒定律(课件23张PPT+教案+练习等9份打包) (高清一中 张兴华)
格式 zip
文件大小 3.0MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 物理
更新时间 2016-04-02 06:41:45

文档简介

学情分析
通过初中的学习学生已经知道什么叫机械能,机械能的构成因素是什么.通过前几节内容的学习,我们已经让学生经历了探究守恒量,重力势能的概念和弹性势能的表达式的学习过程,学生知道:重力做功会引起重力势能的变化(WG=EP1-EP2),弹簧的弹力做功将使弹性势能发生变化,合外力的功将引起物体动能的变化(动能定理).学生在初中阶段接触的是一些定性的东西,对一些物理现象有了感性的认识,经过学习前面的内容学生逐渐找到了定量方面的联系,有了理性的思考,对功能关系的认识加深了,更加明确了功是能量转化的量度,也萌发了继续探究的兴趣.那么,在动能、重力势能和弹性势能都参与转化的过程中,情况又将如何呢?这是学生急待解决的问题,机械能守恒定律的建立也倒了水到渠成的时候了.
效果分析
【教学目标】
1.通过对生活中一些常见现象的观察与分析进一步明确机械能的各种形式,能够利用动能和势能之间的相互转化来分析一些现象产生的原因.
2.能够利用动能定理和重力做功与重力势能变化间的关系,通过自主与合作相结合的方式推导出机械能守恒定律的表达式,总结出机械能守恒的条件,并能利用精确的语言表述出机械能守恒定律的内容.
3.能够运用机械能守恒定律分析生活中一些常见的物理现象,并能将其转化为简单的物理模型,领悟运用机械能守恒定律解决问题的优越性.
4.通过理论推导和对生活中一些物理现象的分析,进一步体会功是能量转化的量度,能够从机械能有没有和其它形式的能发生相互转化的角度进一步理解机械能守恒.
【评价目标】
1.通过课堂引入的视频、举例等方法完成教学目标1;
2.通过理论推导的过程完成教学目标2;
3.通过实际应用、目标3评价和课后作业等完成教学目标3;
4.通过单摆的演示实验,理论推导的过程,实际应用、课堂引入、目标4评价等完成教学目标4.
教学设计
复习引入:
在前面的学习过程中我们学习重力势能、弹性势能、动能几种形式的能量,它们的表达式分别是什么?(采用快速抢答的方式回答) (学生)
重力势能:物体由于被举高而具有的能量,与m、h有关; 弹性势能:物体由于形变而具有的能量,与形变程度有关;
动能:物体由于运动而具有的能量,与m、v有关;
能量转化与做功之间的关系有哪些?
(学生)
动能定理:合力所做的总功等于物体动能的变化
公式:
重力做功重力势能变化的关系:重力做的功等于物体重力势能的减少量
公式:
强调、总结:功是能量转化的量度
过渡:在我们的实际生活中存在很多涉及能力转化的现象,展示视频:08奥运蹦床冠军何雯娜蹦床视频。
思考:上升和下落过程中力的做功情况;能量的变化情况。
(学生)1.(离开蹦床)上升过程:有初速度
重力做负功,重力势能增加,动能减少 动能→重力势能
2.下落到接近蹦床的过程:
重力做正功,重力势能减少,动能增加 重力势能→动能 展示少数民族射箭的图片。
总结:
总结:这几种能量之间可以相互转化、关系密切
机械能:将动能、重力势能、弹性势能统称为机械能。
符号:E
公式:
单位:J(焦耳)(板书)
练一练:质量为2Kg的小球在距离地面10m高处瞬时速度是10m/s,求出此刻小球的机械能?(g=10m/s2)
(以地面为参考面) (以10m高处为参考平面)


从例题对比引出:机械能是标量,具有相对性
小游戏:钢球用细绳悬起,请一同学靠近,将钢球拉至同学鼻子处,摆回时观察该同学的反应,并进行分析。
试分析:(小球摆动实验)
1.小球受哪些力的作用?(重力、拉力)
2.哪些力对小球做功?(重力)
3.能量之间有转化吗?(重力势能与动能)
小球摆到另一侧相同高度说明了什么?(只有重力势能和动能的相互转化,在该过程中机械能保持不变。)
对小球下落的三种情况涉及的能量变化进行详细分析:
情景1.一个自由下落的物体,由A位置运动到B位置,可以得到以下能量关系:
情景2. 小球,由A位置运动到B位置,可以得到以下能量关系:
情景3.小球从任意曲面上运动:由A位置运动到B位置,可以得到一下能量关系
结论:在只有重力做功的情况下,无论直线运动还是曲线运动总的机械能保持不变。
能量之间有转化吗?如何转化?(有转化:动能转化为弹性势能)对于小球来说机械能守恒吗?(不守恒)
存在守恒吗?谁的能量是守恒的?
小球与弹簧组成的系统机械能守恒
结论:系统内只有弹力做功时,系统机械能守恒
连一练:如图所示,小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上,在弹簧压缩到最短的整个过程中,下列关于能量的叙述中正确的应是( )
A.重力势能和动能之和总保持不变
B.重力势能和弹性势能之和总保持不变
C.动能和弹性势能之和保持不变
D.重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变
总结:机械能守恒定律的内容:(板书)
在只有重力或弹簧弹力做功的物体系统内,动能和势能可以互相转化,而总的机械能保持不变。
表达式:
(注意:需要确定参考平面)
练习1.下列所述实例中(均不计空气阻力),机械能守恒的是()(多选)
A.石块自由下落的过程
B.人乘电梯加速上升的过程
C.投出的铅球在空中运动的过程
D.木箱沿粗糙斜面匀速下滑的过程
练习2.把一个小球用细绳悬挂起来,就成为一个摆。摆长为L,最大偏角为θ。小球运动到最底位置时的速度是多大?
练习3.如图所示,质量不计的轻杆一端安装在水平轴O上,杆的中央和另一端分别固定一个质量均为m的小球A和B(可以当做质点),杆长为L,将轻杆从静止开始释放,不计空气阻力.当轻杆通过竖直位置时,求:小球A、B的速度各是多少?
总结:应用机械能守恒定律的一般步骤:
选取研究对象(单个物体或系统)
2.确定研究过程,分析各力做功及能量转化情况,判断机械能是否守恒
3.确定研究对象在始末状态的机械能(需确定参考平面)或机械能的变化情况
4.选择合适的表达式列式求解
练习4.如图所示,在一长为2L的不可伸长的轻杆的两端,各固定一质量为2m与m的A、B两小球,系统可绕过杆的中点O且垂直纸面的固定转轴转动.初始时轻杆处于水平状态,无初速释放后,轻杆转动.当轻杆转至竖直位置时,小球A的速率多大?
小结:
课后作业:
1.课后习题与问题1、2、3、4
2.机械能守恒定律的学案
板书设计: 机械能守恒定律
1.机械能: 机械能守恒定律的内容:
符号: 表达式:
公式: (确定参考平面)
标量,有相对性
教材分析
《机械能守恒定律》是人教版高中物理(必修二)第七章《机械守恒定律能》第八节的内容.本章逻辑结构是:“追寻守恒量”从上位概念是为引入能量概念为目的,从下位概念是揭示机械能守恒,基于学生认知发展顺序,教材采取了不完全归纳的思维体系,第四节到第七节“重力势能”“探究弹性势能的表达式”“实验:探究功与速度的变化关系”“动能和动能定理”是关于功和能关系的具体讨论.重力势能的概念和弹性势能的表达式的学习,学生知道了重力做功会引起重力势能的变化,弹簧的弹力做功将使弹性势能发生变化,合外力的功将引起物体动能的变化.该节课是对前面几节的综合.
机械能守恒定律一节的内容与本章其他各节的内容有紧密的逻辑关系,是全章知识链中重要的一环,机械能守恒定律的探究建立在前面所学知识的基础上,而机械能守恒定律又是普遍的能量守恒定律的一种特殊情况,守恒定律在物理学理论和实际应用中都十分重要。教学过程回顾已学知识,通过几个具体事例,先明确动能和势能的相互转化关系,引出对机械能守恒定律及守恒条件的理论探究,联系重力势能变化跟重力做功以及弹性势能变化跟弹力做功的关系的知识,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.
本节教学内容的重点是通过机械能守恒定律的推导知道机械能守恒定律的内涵,理解机械能守恒定律的条件,学会应用机械能守恒定律解决实际问题;而正确分析物体系统所具有的机械能,判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒,以及定律的应用是学生学习中的难点.在教学设计时,力图通过生活和生产中的实例,展示相关情景,既激发学生的求知欲,又使学生体会到“物理就在我身边,身边处处有物理’,体现“从生活中学习物理,物理应用于生活”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,并通过规律的应用巩固知识,初步运用机械能守恒定律解释物理现象,体会自然界中的守恒规律和科学中的守恒思想,体会物理规律对生产和生活实践的作用,领悟运用机械能守恒定律解决问题的优越性,形成科学价值观.
观评记录
教师首先对动能、势能和机械能等概念进行简单的复习,承上启下,为本节课做了必要的知识准备。紧接着演示蹦床的视频,一方面提供了动能、势能相互转化的情景(初中物理要强调情景,高中物理也不能轻视情景的作用),另一方面提出了机械能总和如何变化这个紧扣本课主题的问题。对这个问题的讨论,教师先是从直线运动出发,应用动能定理进行详细、深入的推导,接着扩展到曲线运动,从实验上进行了验证,从而较为严密又完整地得出了机械能守恒定律。对机械能守恒定律的条件的认识,则从物体只受1个重力到除了重力以外还受多个力的情况,展开一层又一层的分析。教学设计突破了教材原有的框架,思路清晰、自然,不显得突兀。(教材本来就只是给教师提供一种最基本也是最简洁的模板。具体的教学过程需要教师去填充、去创造)。教师的讲解较为形象、生动,语言的表达准确、简洁。板书整洁、语言流畅???。从后面让学生对几道判断机械能是否守恒的基本性题目中可以看出,这节课的教学效果是比较好的。 当然,毕竟是青年教师,不足之处也在所难免:在细节问题的处理上还不是很到位,例如在讲解例题的过程中对于研究的是系统还是个体强调的不够到位,容易把学生引入理解的误区;遇到问题还不够沉稳,还需要跟多的历练和学习。
评测练习
1. 下列所述的实例中(均不计空气阻力),机械能守恒的是( )
A.石块自由下落的过程
B.人乘电梯加速上升的过程
C.投出的铅球在空中运动的过程
D.木箱沿粗糙斜面匀速下滑的过程
2.如图所示,小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上,在弹簧压缩到最短的整个过程中,下列关于能量的叙述中正确的应是( )
A.重力势能和动能之和总保持不变
B.重力势能和弹性势能之和总保持不变
C.动能和弹性势能之和保持不变
D.重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变
3.如图所示,在一长为2l的不可伸长的轻杆的两端,各固定一质量为2m与m的A、B两小球,系统可绕过杆的中点O且垂直纸面的固定转轴转动.初始时轻杆处于水平状态,无初速释放后,轻杆转动.当轻杆转至竖直位置时,小球A的速率多大?
4.如图所示,一很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮,绳两端各系一小球a和b。a球质量为m,静置于地面;b球质量为3m,用手托住,高度为h,此时轻绳刚好拉紧。从静止开始释放b后,求a球可能达到的最大高度为多少?
课后反思
本节课首先对动能、势能和机械能等概念进行简单的复习,承上启下,为本节课做了必要的知识准备。紧接着演示蹦床的视频,一方面提供了动能、势能相互转化的情景(初中物理要强调情景,高中物理也不能轻视情景的作用) 能够使学生更易理解新的内容并加强感性认识,另一方面提出了机械能总和如何变化这个紧扣本课主题的问题。对这个问题的讨论,教师先是从直线运动出发,应用动能定理进行详细、深入的推导,接着扩展到曲线运动,较为严密又完整地得出了机械能守恒定律。对机械能守恒定律的条件的认识,则从物体只受1个重力到除了重力以外还受多个力的情况,展开一层又一层的分析。在学习的过程中,学生对于机械能守恒定律的内容、公式和应用能够初步掌握,并能够在简单题目中进行应用。但是对于机械能守恒的条件:在只有重力做功或弹力做功的条件下,机械能才守恒理解的还不是很到位,容易理解成是只受重力或弹力的情况下机械能才守恒,在接下来的习题练习中要加强对守恒条件的理解和判断。并且由于在前面杠杆学习学习过动能定理并能熟练应用,学了机械能守恒定律之后,对于在具体题目中应该采用什么方法,判断不是非常到位,需加强练习并总结方法。对于略复杂的题目的初末状态的能量分析不够全面,容易存在遗漏或者忽略,这个方面在接下来的题目练习中还要加强一下。
课标分析
普通高中物理课程标准要求:通过实,验证机械能守恒定律;理解机械能守恒定律;用机械能守恒定律分析有关问题.
关键词是:实验、理解、分析问题.
关于验证机械能守恒定律的验证过程可以放在下一课时进行.所以本节课在引入、实验探究、理论探究和实际应用等各环节都要充分利用生产和生活中的问题,在教学过程中可以从生活常见的实例入手进行分析,在本节课中引入了08奥运蹦床冠军蹦床的视频加深感性认识,涉及了单摆的题目.为了让学生理解机械能守恒定律,要充分发挥学生的自主能动性,让学生自主推导定律,并总结出机械能守恒定律的条件,然后进行巩固练习,加深对机械能守恒定律的应用以及对其条件的理解.