2022物理第5章机械能及其守恒定律第3节机械能守恒定律及其应用教案
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高中物理老师备课教案范文教学内容:机械能的概念、计算与应用教学目标:1. 理解机械能的定义及其计算方法。
2. 掌握机械能守恒定律的应用。
3. 能够灵活运用机械能的概念解决相关问题。
教学重点与难点:重点:机械能的定义、计算及守恒定律的应用。
难点:机械能守恒定律的理解及应用。
教学准备:1. 教师准备课件、板书资料。
2. 学生准备笔记、课本、作业。
教学过程:一、导入(5分钟)今天我们要学习机械能的概念和计算方法,你们知道机械能是什么吗?它包括哪两种形式?(等待学生回答)现在我们来一起学习机械能的内容。
二、讲解机械能的定义(10分钟)1. 介绍机械能的定义:机械能指的是物体具有的动能和势能的总和。
2. 讲解动能和势能的概念及计算方法。
3. 举例说明机械能的计算方法。
三、讲解机械能守恒定律(15分钟)1. 介绍机械能守恒定律的概念:在不受非弹性力的作用下,一个系统的机械能保持不变。
2. 通过实例说明机械能守恒定律的应用。
3. 总结机械能守恒定律的重要性。
四、练习与讨论(10分钟)1. 学生进行相关题目练习。
2. 分组讨论解题思路和答案。
五、作业布置(5分钟)1. 布置相关练习题目,巩固所学知识。
2. 鼓励学生积极思考问题,提高解题能力。
六、课堂总结(5分钟)通过今天的学习,你们能否总结出机械能的概念和计算方法?机械能守恒定律的应用有哪些?请大家做一下总结。
教学反思:1. 学生是否能够理解机械能的概念,并能够正确计算?2. 学生对机械能守恒定律的理解是否到位?3. 下节课如何通过案例练习提高学生的解题能力?。
机械能守恒定律教学设计一、教学目标1.了解机械能守恒定律的基本含义和表达式;3.掌握机械能守恒定律的计算方法;4.培养学生应用机械能守恒定律解决实际问题的能力。
二、教学过程1.导入为了更好地引出机械能守恒定律,教师可以通过实验或者小故事等方式,让学生认识到物体在不同高度的情况下所具有的不同的势能和动能,以此引入机械能守恒定律。
2.教学内容机械能守恒定律是指,在物体只受重力和弹力等保守力作用下的运动中,机械能守恒。
具体表达式为:E=E1+E2其中E表示系统的机械能,E1表示系统的势能,E2表示系统的动能。
2.2 机械能守恒定律的应用在教授机械能守恒定律的应用时,教师可以通过不同的情境引导学生思考,如井口抛物、滑坡运动等,让学生理解机械能守恒定律的应用过程,从而更好地掌握计算方法。
3.课堂练习为了更好地巩固机械能守恒定律的概念和方法,教师可以根据学生的实际情况设计一些课堂练习,如选择题、计算题等,帮助学生更好地掌握机械能守恒定律。
4.课堂总结教师可以通过让学生对今天的学习内容进行归纳总结,提醒学生注意机械能守恒定律的应用要点,以及常见错误。
三、教学方法1.板书法:通过板书的方式,将机械能守恒定律的相关内容、公式等简要记录,便于学生在课后回顾与复习。
2.案例分析法:通过案例分析的方式,让学生了解机械能守恒定律的应用过程,帮助学生更好地掌握计算方法。
3.问答法:在课堂上,通过提问的方式激发学生的思考,引导学生思考机械能守恒定律的应用,并指导学生掌握解题技巧。
四、教学评价1.引导学生自觉参与教学活动,积极思考,独立掌握机械能守恒定律的概念和应用过程。
2.通过课堂练习,帮助学生查漏补缺,拓展知识面。
3.通过提问的方式,检验学生的掌握情况,及时纠正错误认识。
4.通过听取小组讨论的结果,了解学生的学习情况,及时调整教学方法和内容,提高教学质量。
第3节机械能守恒定律及其应用必备知识预案自诊知识梳理一、重力做功与重力势能1。
重力做功的特点(1)重力做功与路径无关,只与物体始末位置的有关。
(2)重力做功不引起物体的变化。
2.重力势能(1)公式:E p=。
(2)矢标性:重力势能是,但有正、负,其意义是表示物体的重力势能比它在参考平面上大还是小,这与功的正、负的物理意义不同。
(3)系统性:重力势能是物体和共有的。
(4)相对性:重力势能的大小与的选取有关。
重力势能的变化是的,与参考平面的选取。
3.重力做功与重力势能变化的关系(1)定性关系:重力对物体做正功,重力势能就;重力对物体做负功,重力势能就。
(2)定量关系:重力对物体做的功等于物体重力势能的减少量.即W G=—(E p2-E p1)=。
二、弹性势能1.弹性势能(1)定义:发生弹性形变的物体之间,由于有弹力的相互作用而具有的势能,叫弹性势能。
(2)弹性势能的大小与形变量及有关。
(3)矢标性:。
(4)没有特别说明的情况下,一般选弹簧形变为零的状态为弹性势能零点。
2.弹力做功与弹性势能变化的关系弹力做功与弹性势能变化的关系类似于重力做功与重力势能变化的关系,用公式表示为W=。
三、机械能守恒定律1.机械能和统称为机械能,其中势能包括和。
2。
机械能守恒定律(1)内容:在只有做功的物体系统内,动能与势能可以相互转化,而总的机械能。
(2)机械能守恒的条件①只有重力或弹力做功。
①注:(1)机械能守恒的条件不是合外力做的功等于零,更不是合外力为零;中学阶段可理解为“只有重力或弹簧的弹力做功”,但要明确不是“只受重力或弹力作用”。
(2)利用守恒观点列机械能守恒的方程时一定要选取零势能面,而且系统内不同的物体必须选取同一零势能面。
(3)守恒表达式考点自诊1.判断下列说法的正误.(1)克服重力做功,物体的重力势能一定增加.()(2)发生弹性形变的物体都具有弹性势能。
()(3)弹簧弹力做正功时,弹性势能增加。
()(4)物体所受合外力为零时,机械能一定守恒.()(5)物体受到摩擦力作用时,机械能一定要变化。
机械能守恒定律及其应用教案第一章:机械能守恒定律的引入1.1 教学目标让学生了解机械能的概念引导学生理解机械能守恒定律的定义使学生能够运用机械能守恒定律进行简单问题的计算1.2 教学内容机械能的定义及表示方法机械能守恒定律的表述机械能守恒定律的证明1.3 教学方法通过实例引入机械能的概念,引导学生思考机械能的变化通过实验演示机械能守恒的现象,让学生直观地理解机械能守恒定律利用数学方法证明机械能守恒定律,加深学生对定律的理解第二章:机械能守恒定律的应用2.1 教学目标使学生能够运用机械能守恒定律解决实际问题培养学生运用物理学知识解决工程问题的能力2.2 教学内容机械能守恒定律在简单运动中的应用机械能守恒定律在复杂运动中的应用2.3 教学方法通过实例分析,让学生学会运用机械能守恒定律解决实际问题利用计算机软件或物理实验设备,模拟复杂运动情况,帮助学生理解和应用机械能守恒定律第三章:机械能守恒定律在力学问题中的应用3.1 教学目标让学生掌握机械能守恒定律在力学问题中的应用方法培养学生解决力学问题的能力3.2 教学内容机械能守恒定律在直线运动中的应用机械能守恒定律在曲线运动中的应用3.3 教学方法通过典型例题,引导学生学会运用机械能守恒定律解决力学问题利用物理实验设备,进行力学实验,帮助学生理解和应用机械能守恒定律第四章:机械能守恒定律在工程问题中的应用4.1 教学目标使学生能够运用机械能守恒定律解决工程问题培养学生运用物理学知识解决实际问题的能力4.2 教学内容机械能守恒定律在机械设计中的应用机械能守恒定律在能源转换中的应用4.3 教学方法通过实际案例,让学生学会运用机械能守恒定律解决工程问题利用计算机软件,进行模拟计算,帮助学生理解和应用机械能守恒定律第五章:机械能守恒定律的综合应用5.1 教学目标让学生能够综合运用机械能守恒定律解决复杂问题培养学生解决实际问题的能力5.2 教学内容机械能守恒定律在不同情境下的综合应用5.3 教学方法通过综合案例,让学生学会综合运用机械能守恒定律解决实际问题利用计算机软件或物理实验设备,进行模拟实验,帮助学生理解和应用机械能守恒定律第六章:非保守力与机械能守恒6.1 教学目标让学生理解非保守力的概念引导学生掌握非保守力作用下机械能守恒的条件使学生能够分析并解决非保守力作用下的机械能守恒问题6.2 教学内容非保守力的定义与特点非保守力作用下机械能守恒的条件非保守力作用下的机械能守恒问题分析与计算6.3 教学方法通过实例讲解非保守力的概念及其对机械能守恒的影响利用数学方法分析非保守力作用下的机械能守恒条件通过实际问题引导学生运用机械能守恒定律解决非保守力作用下的物体运动问题第七章:机械能守恒定律在碰撞问题中的应用7.1 教学目标让学生掌握机械能守恒定律在碰撞问题中的应用培养学生分析并解决碰撞问题的能力7.2 教学内容碰撞问题的基本概念与分类机械能守恒定律在弹性碰撞中的应用机械能守恒定律在非弹性碰撞中的应用7.3 教学方法通过实例分析碰撞问题,引导学生理解并应用机械能守恒定律利用物理实验设备进行碰撞实验,帮助学生直观地理解碰撞现象结合数学方法与计算机软件,模拟碰撞过程,加深学生对机械能守恒定律在碰撞问题中的应用第八章:机械能守恒定律在地球物理学中的应用8.1 教学目标使学生了解机械能守恒定律在地球物理学中的应用培养学生运用物理学知识解决地球物理学问题的能力8.2 教学内容地球物理学中机械能守恒定律的应用实例机械能守恒定律在地球内部运动中的应用机械能守恒定律在地表运动中的应用8.3 教学方法通过地球物理学实例,让学生了解机械能守恒定律在地球物理学中的应用利用计算机软件与物理实验设备,模拟地球内部与地表运动,帮助学生理解并应用机械能守恒定律第九章:机械能守恒定律在现代科技中的应用9.1 教学目标让学生了解机械能守恒定律在现代科技领域的应用培养学生运用物理学知识解决实际问题的能力9.2 教学内容机械能守恒定律在航空航天领域的应用机械能守恒定律在新能源开发中的应用机械能守恒定律在其他现代科技领域的应用9.3 教学方法通过实例介绍机械能守恒定律在航空航天等领域的应用,引导学生了解并应用机械能守恒定律解决实际问题利用计算机软件与物理实验设备,模拟相关科技领域的运动过程,帮助学生理解并应用机械能守恒定律第十章:机械能守恒定律的综合练习与拓展10.1 教学目标让学生能够综合运用机械能守恒定律解决复杂问题培养学生解决实际问题的能力10.2 教学内容机械能守恒定律在不同情境下的综合应用练习机械能守恒定律在实际工程问题中的应用拓展10.3 教学方法通过综合练习题,让学生学会综合运用机械能守恒定律解决实际问题利用计算机软件或物理实验设备,进行模拟实验与计算,帮助学生理解和应用机械能守恒定律重点解析本文主要介绍了机械能守恒定律及其应用,分为十个章节。
五机械能及其守恒定律一、基本概念和规律1.功的分析(1)恒力做功的判断:依据力与位移方向的夹角来判断。
(2)曲线运动中功的判断:依据F与v的方向夹角α来判断,0°≤α<90°时,力对物体做正功;90°<α≤180°时,力对物体做负功;α=90°时,力对物体不做功。
(3)依据能量变化来判断:功是能量转化的量度,若有能量转化,则必有力对物体做功。
此方法常用于判断两个相联系的物体。
2.功的计算(1)恒力做功的计算方法(2)变力做功的分析与计算方法以例说法应用动能定理用力F把小球从A处缓慢拉到B处,F做功为WF,则有:W F-mgl(1-cos θ)=0,得W F=mgl(1-cos θ)微元法质量为m的木块在水平面内做圆周运动,运动一周克服摩擦力做功W f=f·Δx1+f·Δx2+f·Δx3+…+f·Δx n=f(Δx1+Δx2+Δx3+…+Δx n)=f·2πR功率法汽车以恒定功率P在水平路面上运动时间t的过程中,牵引力做功W F =Pt等效转换法恒力F把物块从A拉到B,轻绳对物块做的功W=F·⎝⎛⎭⎪⎫hsin α-hsin β平均力法弹簧由伸长x1被继续拉至伸长x2的过程中,克服弹力做功W=kx1+kx22·(x2-x1)图象法根据力(F)—位移(l)图象的物理意义计算变力对物体所做的功,如图,横轴上方阴影部分的面积减去横轴下方阴影部分的面积在数值上等于变力所做功的大小(1)公式P=Wt和P=F v的区别P=Wt是功率的定义式,P=F v是功率的计算式。
(2)平均功率的计算方法①利用P-=Wt。
②利用P-=F v-cos α,其中v-为物体运动的平均速度。
(3)瞬时功率的计算方法①利用公式P=F v cos α,其中v为t时刻的瞬时速度。
②利用公式P=F v F,其中v F为物体的速度v在力F方向上的分速度。
取夺市安慰阳光实验学校第3讲机械能守恒定律及其应用时间:60分钟满分:100分一、选择题(本题共10小题,每小题7分,共70分。
其中1~6题为单选,7~10题为多选)1.如图所示,光滑细杆AB、AC在A点连接,AB竖直放置,AC水平放置,两个相同的中心有小孔的小球M、N,分别套在AB和AC上,并用一细绳相连,细绳恰好被拉直,现由静止释放M、N,在运动过程中,下列说法中正确的是( )A.M球的机械能守恒B.M球的机械能增大C.M和N组成的系统机械能守恒D.绳的拉力对N做负功答案C解析细杆光滑,故M、N组成的系统机械能守恒,N的机械能增加,绳的拉力对N做正功、对M做负功,M的机械能减少,故C正确,A、B、D错误。
2.一小球以一定的初速度从图示位置进入光滑的轨道,小球先进入圆轨道1,再进入圆轨道2,圆轨道1的半径为R,圆轨道2的半径是轨道1的1.8倍,小球的质量为m,若小球恰好能通过轨道2的最高点B,则小球在轨道1上经过其最高点A时对轨道的压力为( )A.2mg B.3mgC.4mg D.5mg答案C解析小球恰好能通过轨道2的最高点B时,有mg=mv2B1.8R,小球在轨道1上经过其最高点A时,有F+mg=mv2AR,根据机械能守恒,有1.6mgR=12mv2A-12mv2B,解得F=4mg,根据牛顿第三定律,小球在轨道1上经过其最高点A时对轨道的压力为4mg,C项正确。
3.如图所示,一质量为m的小球固定于轻质弹簧的一端,弹簧的另一端固定于O点。
将小球拉至A点,弹簧恰好无形变,由静止释放小球,当小球运动到O点正下方与A点的竖直高度差为h的B点时,速度大小为v。
已知重力加速度为g,下列说法正确的是( )A.小球运动到B点时的动能等于mghB.小球由A点到B点重力势能减少12mv2C .小球由A 点到B 点克服弹力做功为mghD .小球到达B 点时弹簧的弹性势能为mgh -12mv 2答案 D解析 小球由A 点到B 点的过程中,小球和弹簧组成的系统机械能守恒,弹簧由原长到发生伸长的形变,小球动能增加量小于重力势能减少量,A 项错误;小球重力势能减少量等于小球动能增加量与弹簧弹性势能增加量之和,B项错误;弹簧弹性势能增加量等于小球重力势能减少量与动能增加量之差,即mgh -12mv 2,D 项正确;小球克服弹力所做的功等于弹簧弹性势能增加量,C 项错误。
机械能守恒定律及其应用教案一、教学目标1. 让学生理解机械能守恒定律的概念及意义。
2. 培养学生运用机械能守恒定律解决实际问题的能力。
3. 引导学生掌握机械能守恒定律的实验方法和技巧。
二、教学内容1. 机械能守恒定律的定义及表达式。
2. 机械能守恒定律的应用实例。
3. 机械能守恒定律的实验操作步骤及注意事项。
三、教学过程1. 导入:通过分析生活中常见的机械能转化现象,引发学生对机械能守恒定律的思考。
2. 讲解:详细讲解机械能守恒定律的定义、表达式及适用条件。
3. 案例分析:分析多个机械能守恒定律的应用实例,让学生理解并掌握定律的应用方法。
4. 实验演示:进行机械能守恒定律的实验演示,让学生直观地观察到能量的转化过程。
5. 学生实验:分组进行机械能守恒定律的实验,培养学生动手操作能力和观察能力。
6. 总结:对本节课的内容进行总结,强调机械能守恒定律在实际生活中的应用。
四、教学评价1. 课堂问答:检查学生对机械能守恒定律的理解程度。
2. 实验报告:评估学生在实验中的操作技能和观察能力。
3. 课后作业:检验学生对机械能守恒定律的应用能力。
五、教学资源1. 课件:制作精美的课件,帮助学生直观地理解机械能守恒定律。
2. 实验器材:准备充足的实验器材,确保每个学生都能动手操作。
3. 参考资料:提供相关的参考资料,方便学生课后进一步学习。
教案编写:教案编辑专员六、教学重点与难点重点:1. 理解机械能守恒定律的定义和表达式。
2. 掌握机械能守恒定律的应用方法。
3. 熟悉机械能守恒定律的实验操作步骤。
难点:1. 判断系统中哪些能量是守恒的。
2. 处理复杂的机械能转化问题。
3. 在实验中准确测量和计算机械能的变化。
七、教学方法1. 讲授法:讲解机械能守恒定律的理论基础。
2. 案例分析法:通过具体实例展示机械能守恒定律的应用。
3. 实验教学法:通过实验演示和学生动手实验,加深对机械能守恒现象的理解。
4. 讨论法:鼓励学生在课堂上提问和讨论,提高解决问题的能力。
第3讲机械能守恒定律【课程标准】1.理解重力势能,知道重力势能的变化与重力做功的关系。
定性了解弹性势能。
2.通过实验验证机械能守恒定律。
理解机械能守恒定律,体会守恒观念对认识物理规律的重要性。
3.能用机械能守恒定律分析生产生活中的有关问题。
【素养目标】物理观念:理解重力势能和弹力势能的概念,知道机械能守恒定律的内容。
科学思维:会分析机械能守恒的条件,能从机械能守恒的角度分析动力学问题。
一、重力势能与弹性势能重力势能弹性势能定义物体由于被举高而具有的能量发生弹性形变的物体的各部分之间,由于有弹力的相互作用而具有的势能大小E p=mgh,h是相对于参考平面的高度与弹簧的形变量x、劲度系数k有关,x、k越大,弹性势能就越大特点系统性:物体与地球所共有相对性:大小与参考平面的选取有关标矢性:标量,正、负表示大小—力做功的特点重力做功与路径无关,只与始末位置的高度差有关—力做功与势能变化的关系1.重力(弹力)对物体做正功,重力(弹性)势能减小;反之则增加;2.重力(弹力)对物体做的功等于重力(弹性)势能的减少量,即W=E p1-E p2=-ΔE p3.重力势能的变化量是绝对的,与参考平面的选取无关。
命题·生活情境蹦极是近些年来新兴的一项非常刺激的户外休闲活动。
跳跃者站在约40米以上(相当于10层楼)高度的桥梁、塔顶、高楼、吊车甚至热气球上,把一端固定的一根长长的橡皮绳绑在踝关节处,然后两臂伸开,双腿并拢,头朝下跳下去。
(1)跳跃者从开始跳下至第一次到最低点,经历哪些运动过程?(忽略空气阻力)提示:自由落体运动、加速度减小的加速运动、加速度增大的减速运动。
(2)在上述过程中哪些力做功?对应的能量怎么变化呢?提示:整个过程中重力做正功,跳跃者的重力势能减小;橡皮绳伸直后弹力做负功,弹性势能增大。
二、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,而总的机械能保持不变。
实验教案:机械能守恒
教学目标:
1. 学生能够通过实验观察机械能的转换过程。
2. 学生能够理解机械能守恒的原理。
3. 学生能够运用机械能守恒原理解释相关现象。
教学方法:
1. 实验操作:学生通过实际操作实验,观察机械能的转换过程。
2. 小组讨论:学生分组进行讨论,共同探究机械能守恒的原理。
教学准备:
1. 实验室用具:滑轮、绳子、重物、支架、刻度尺、计时器等。
2. 安全防护用品:安全眼镜、手套等。
教学过程:
一、导入
1. 引导学生思考机械能的概念,如动能、势能等。
2. 提问:机械能是否可以转换?机械能是否守恒?
二、实验探究
1. 提问:如何验证机械能守恒原理?
2. 分组实验:每组将滑轮、绳子、重物和支架组合成一个简单的滑轮系统。
学生通过改变重物的起始高度和速度,观察和记录重物的运动情况。
3. 学生汇报实验结果,讨论机械能的转换和守恒过程。
1。
第3讲机械能守恒定律及其应用一、重力做功与重力势能1.重力做功的特点(1)重力做功与运动路径无关,只与始末位置的高度差有关。
(2)重力做功不引起物体机械能的变化。
2.重力势能(1)表达式:E p=mgh。
(2)重力势能的特点:①系统性:重力势能是物体和地球共有的;②相对性:重力势能的大小与参考平面的选取有关,但重力势能的变化与参考平面的选取无关。
3.重力做功与重力势能变化的关系(1)定性关系:重力对物体做正功,重力势能减小;重力对物体做负功,重力势能增加。
(2)定量关系:重力对物体做的功等于物体重力势能的减少量,即W G=-(E p2-E p1)=-ΔE p。
二、弹性势能1.物体由于发生弹性形变而具有的能,叫弹性势能,弹性势能的大小与形变量和劲度系数有关。
2.弹力做功与弹性势能变化的关系:弹力做正功,弹性势能减小;弹力做负功,弹性势能增加,即W弹=-ΔE p。
三、机械能守恒定律1.内容在只有重力(或弹簧的弹力)做功的物体系统内,动能与重力势能(或弹性势能)可以相互转化,而总的机械能保持不变。
2.表达式:E k1+E p1=E k2+E p2。
3.机械能守恒的条件对单个物体,只有重力做功;对系统,只有重力或系统内的弹簧弹力做功。
(判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
)1.被举到高处的物体的重力势能一定不为零。
(×)2.重力做正功物体的重力势能反而是减小的。
(√)3.弹簧弹力做正功时,弹性势能增加。
(×)4.物体受到的合外力为零,物体的机械能一定守恒。
(×)5.物体除受重力外还受其他力作用,但其他力不做功,则物体的机械能一定守恒。
(√)1.(重力做功与重力势能变化的关系)有关重力势能的变化,下列说法中不正确的是( )A.物体受拉力和重力作用向上运动,拉力做功是1 J,但物体重力势能的增加量有可能不是1 JB.从同一高度将某一物体以相同的速率平抛或斜抛,落到地面上时,物体重力势能的变化是相同的C.从同一高度落下的物体到达地面,考虑空气阻力和不考虑空气阻力的情况下重力势能的减少量是相同的D.物体运动中重力做功是-1 J,但物体重力势能一定不是1 J解析根据重力做功特点与经过路径无关,与是否受其他力无关,只取决于始末位置的高度差,再根据重力做功等于重力势能的减少量可知B、C两项正确,且重力势能与零势能面选取有关,所以D项错误;当物体加速运动时克服重力做功少于1 J,重力势能增加少于1 J。
高中物理机械能守恒教案
目标:学生能够理解和应用机械能守恒原理
时间:1课时
教学步骤:
1. 热身活动(5分钟)
- 明确告诉学生今天我们将学习机械能守恒的原理,并请他们回顾一下什么是动能和势能。
2. 知识讲解(10分钟)
- 通过示意图和实例,向学生介绍机械能的概念和机械能守恒的原理。
- 解释机械能守恒定律:在没有外力做功的情况下,系统的总机械能保持不变。
3. 实验演示(15分钟)
- 进行一个简单的实验,展示机械能守恒的原理。
例如,让一枚小球从一定高度落下,观察它的动能和势能的变化。
- 让学生观察实验现象并总结结果。
4. 讨论与练习(15分钟)
- 组织学生讨论机械能守恒在日常生活中的应用,并给予实例进行分析和讨论。
- 让学生做一些练习题,巩固他们对机械能守恒定律的理解。
5. 知识拓展(10分钟)
- 展示一些有趣的实际案例,让学生应用机械能守恒原理解决问题。
- 提出一些拓展问题,引导学生思考机械能守恒与其他物理知识的联系。
6. 总结与评价(5分钟)
- 总结本节课的重点内容,强调机械能守恒定律的重要性。
- 请学生填写一份反馈问卷,评价本节课的教学效果。
扩展活动:鼓励学生自主学习,通过查阅相关资料、观察实验、讨论交流等方式,进一步
拓展对机械能守恒的理解和应用。
机械能守恒机械能守恒定律和应用机械能守恒——机械能守恒定律和应用机械能守恒是动力学中的一个基本定律,表明在没有外力做功和无能量损失的情况下,机械能将保持不变。
本文将详细介绍机械能守恒定律的原理和应用。
一、机械能守恒的原理机械能守恒是基于动力学中的能量守恒定律。
在理想条件下,一个物体的机械能等于其动能和势能之和。
动能由物体的质量和速度决定,而势能则由物体的质量、重力加速度和高度决定。
根据机械能守恒定律,一个系统的机械能在任何时刻都保持不变。
二、机械能守恒定律的应用1. 自由落体运动自由落体是指只有重力作用的物体运动,根据机械能守恒定律,自由落体运动中物体的势能转化为动能,其总量保持不变。
例如,一个物体从高处自由落下,其势能逐渐减小,而动能逐渐增加,最终达到最大值。
2. 弹簧振子弹簧振子是一种涉及机械能转化的系统。
当弹簧振子偏离平衡位置时,它具有势能;当它通过振动重新回到平衡位置时,势能转化为动能。
根据机械能守恒定律,弹簧振子在振动过程中机械能保持不变。
3. 动能转化机械能守恒定律也适用于动能在不同形式之间的转化。
例如,当一个物体由静止开始沿斜面滑下时,其势能减少,而动能增加,保持总机械能不变。
同样地,当一个物体沿反方向上升时,动能减少,势能增加,机械能仍然保持不变。
4. 能量利用和设计机械能守恒定律在工程设计和能量利用中有着广泛的应用。
例如,水力发电利用水的下落产生的机械能,转化为电能。
再如,机械能守恒定律可以帮助工程师设计高效的机械系统,以最大限度地利用能量,减少能量浪费。
总结:机械能守恒定律是动力学中的重要定律,描述了一个系统中机械能保持不变的原理。
通过对机械能守恒定律的应用,可以解释自由落体运动、弹簧振子等物理现象,并在工程设计和能量利用中发挥重要作用。
理解和应用机械能守恒定律有助于我们深入理解能量转化和守恒的基本原理。
机械能守恒定律教案幼儿园1. 引言机械能守恒定律是物理学中的重要定律之一,它描述了在没有外力作用下机械能的守恒现象。
在幼儿园的科学教育中,教授机械能守恒定律可以帮助幼儿理解物体运动的基本原理,并培养他们的观察能力和实践能力。
本教案将介绍如何在幼儿园中教授机械能守恒定律。
2. 教学目标-了解机械能的概念及其守恒定律-能够观察和描述机械能守恒定律在日常生活中的应用-通过实践活动培养幼儿动手能力和观察能力3. 教学内容和步骤3.1 介绍机械能的概念(15分钟)-通过图片、模型或真实物体向幼儿展示机械能并解释其定义-使用简单明了的语言和直观的例子解释机械能有势能和动能两个方面3.2 讲解机械能守恒定律(15分钟)-引导幼儿思考没有外力作用情况下物体的运动情况-解释机械能守恒定律的概念,即机械能在运动过程中总是保持不变的3.3 展示机械能守恒定律的实验(30分钟)-准备一些简单的实验装置,例如小球在斜面上滚动或挂钟摆的实验-向幼儿演示实验过程并解释其中的机械能转化和守恒定律-鼓励幼儿观察实验现象并提出问题,引导他们思考机械能守恒定律的原因3.4 实践活动(30分钟)-将幼儿分成小组进行实践活动,例如利用积木或球进行滚动实验-鼓励幼儿观察实验现象并讨论机械能的转化和守恒-引导幼儿总结实践活动中观察到的机械能守恒的现象和规律4. 教学评估-观察幼儿在实践活动中的表现和讨论的参与程度,评估他们对机械能守恒定律的理解程度-通过幼儿的回答问题或进行简单绘图,了解他们对机械能守恒定律的掌握情况5. 教学延伸-引导幼儿观察日常生活中的机械能守恒现象,例如滑梯、秋千和车辆运动等-鼓励幼儿在日常生活中应用机械能守恒定律的知识,例如选择正确的力量推动玩具车行驶-组织幼儿进行更多实践活动,进一步巩固和拓展他们对机械能守恒定律的理解6. 总结通过本教案的学习,幼儿将能够了解机械能的概念和机械能守恒定律,并通过实践活动探索机械能转化和守恒的规律。
高中物理机械能教案
主题:机械能
目标:
1. 了解机械能的概念和种类;
2. 理解机械能守恒定律;
3. 掌握机械能计算的方法。
教学内容:
一、机械能的概念和种类
1. 机械能的定义:机械能是物体由于位置或速度而具有的能量,可以分为动能和势能。
2. 动能:物体由于运动而具有的能量,可表示为K = 1/2mv^2。
3. 势能:物体由于位置而具有的能量,可表示为U = mgh。
二、机械能守恒定律
1. 机械能守恒定律:在一个封闭系统内,机械能的总量保持不变。
2. 机械能守恒的条件:系统内只有重力做功,没有非保守力做功或能量损失。
三、机械能计算的方法
1. 机械能的计算公式:系统的机械能等于动能和势能的总和,即E = K + U。
2. 机械能守恒法则的应用:利用机械能守恒定律来解决物体在不同位置的速度、高度等问题。
教学活动:
1. 演示实验:利用小球在斜面上滚动的实验,观察和探讨动能和势能之间的关系;
2. 计算练习:让学生通过练习题来巩固和应用机械能的计算方法;
3. 分组讨论:组织学生分组探讨机械能守恒定律在生活中的应用及意义。
教学评估:
1. 小测验:出几道题测试学生对机械能的理解和计算能力;
2. 实验报告:要求学生撰写实验报告,总结和分析实验结果,体会机械能守恒定律的重要性。
教学反思:
1. 对于本节课内容的难点和重点,采取不同的教学方法和策略;
2. 对学生的学习情况和反馈进行分析,及时调整教学进度和内容,确保学生的学习效果。
机械能守恒定律优秀说课稿: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。
二教学目标的确定依据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。
三教学目标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。
4掌握机械能守恒的条件。
机械能守恒定律板书
机械能守恒定律是物理学中一个重要的基本定律,它描述了一个封闭系统中机械能的总量在没有外力做功的情况下保持不变。
机械能包括动能和势能两部分,而根据机械能守恒定律,这两部分之和在一个封闭系统内始终保持不变。
在日常生活中,我们可以通过很多例子来说明机械能守恒定律。
比如,当一个摆锤从最高点释放下落时,它的动能逐渐增加,而势能逐渐减少,但总的机械能保持不变。
或者当一个滑块在光滑水平面上运动时,它的动能和势能也会随着位置的变化而相互转化,但总的机械能仍然守恒。
除了这些简单的例子外,机械能守恒定律还可以应用在更复杂的系统中。
比如在机械工程中,当一个弹簧振子在振动时,它的动能和势能也会不断地相互转化,但总的机械能保持恒定。
这个定律在设计和分析各种机械系统时都起着至关重要的作用。
在物理学中,机械能守恒定律是一个非常基础且普适的定律,它可以帮助我们理解和解释很多物理现象。
通过这个定律,我们可以推导出很多重要的结论,比如能量守恒定律、动量守恒定律等。
因此,深入理解和应用机械能守恒定律对于物理学习和科学研究都具有重要意义。
总的来说,机械能守恒定律是物理学中一个非常重要且基础的定律,
它描述了一个封闭系统中机械能的总量在没有外力做功的情况下保持不变。
通过对这个定律的理解和应用,我们可以更好地理解和分析各种物理现象,推导出更多的物理规律,为科学研究和工程应用提供理论支持。
希望大家能够深入学习和理解机械能守恒定律,探索其中的奥秘并应用于实际生活中。
第3节机械能守恒定律及其应用一、重力做功与重力势能1.重力做功的特点(1)重力做功与路径无关,只与初、末位置的高度差有关.(2)重力做功不引起物体机械能的变化.2.重力势能(1)公式:E p=mgh.(2)特性:①标矢性:重力势能是标量,但有正、负,其意义是表示物体的重力势能比它在参考平面上大还是小,这与功的正、负的物理意义不同。
②系统性:重力势能是物体和地球所组成的“系统"共有的.③相对性:重力势能的大小与参考平面的选取有关。
重力势能的变化是绝对的,与参考平面的选取无关。
3.重力做功与重力势能变化的关系(1)定性关系:重力对物体做正功,重力势能就减少;重力对物体做负功,重力势能就增加。
(2)定量关系:重力对物体做的功等于物体重力势能的减少量.即W G=E p1-E p2=-ΔE p。
二、弹性势能1.定义:发生弹性形变的物体之间,由于有弹力的相互作用而具有的势能.2.弹力做功与弹性势能变化的关系:弹力做正功,弹性势能减少;弹力做负功,弹性势能增加。
即W=-ΔE p。
三、机械能守恒定律1.机械能动能和势能统称为机械能,其中势能包括重力势能和弹性势能.2.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,动能和势能可以互相转化,而总的机械能保持不变。
(2)守恒的条件:只有重力或系统内的弹力做功。
(3)守恒表达式:mgh1+错误!mv错误!=mgh2+错误!mv错误!。
一、思考辨析(正确的画“√”,错误的画“×”)1.重力势能的大小与零势能参考面的选取有关。
2.重力势能的变化与零势能参考面的选取有关。
3.克服重力做功,物体的重力势能一定增加。
4.做曲线运动的物体机械能可能守恒。
(√)5.物体初、末状态的机械能相等,则物体的机械能守恒.6.只有弹簧弹力对物体做功,则物体机械能守恒。
二、走进教材1.(粤教版必修2P70讨论与交流改编)在同一位置以相同的速率把三个小球分别沿水平、斜向上、斜向下方向抛出.不计空气阻力,则落在同一水平地面时的速度大小()A.一样大B.水平抛出的最大C.斜向上抛出的最大D.斜向下抛出的最大[答案]A2。
(人教版必修2P78T3改编)(多选)如图所示,在地面上以速度v0抛出质量为m的物体,抛出后物体落到比地面低h的海平面上。
若以地面为零势能面,而且不计空气阻力,则下列说法中正确的是()A.重力对物体做的功为mghB.物体在海平面上的势能为mghC.物体在海平面上的动能为错误!mv错误!-mghD.物体在海平面上的机械能为错误!mv错误![答案]AD3。
(人教版必修2P80T2改编)一小球以一定的初速度从图示位置进入光滑的轨道,小球先进入圆轨道1,再进入圆轨道2,圆轨道1的半径为R,圆轨道2的半径是轨道1的1.8倍,小球的质量为m,若小球恰好能通过轨道2的最高点B,则小球在轨道1上经过A处时对轨道的压力为()A.2mg B.3mg C.4mg D.5mgC[小球恰好能通过轨道2的最高点B时,有mg=错误!,小球在轨道1上经过A处时,有F+mg=错误!,根据机械能守恒,有1。
6mgR=错误!mv错误!-错误!mv错误!,解得F=4mg,C正确.]机械能守恒的判断错误!1.(多选)如图所示,下列关于机械能是否守恒的判断正确的是()甲乙丙丁A.甲图中,物体A将弹簧压缩的过程中,物体A的机械能守恒B.乙图中,物体A固定,物体B沿斜面匀速下滑,物体B的机械能守恒C.丙图中,不计任何阻力和定滑轮质量时,A加速下落,B 加速上升过程中,A、B组成的系统机械能守恒D.丁图中,小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时,小球的机械能守恒CD[甲图中重力和系统内弹力做功,物体A和弹簧组成的系统机械能守恒,但物体A的机械能不守恒,A错误;乙图中物体B除受重力外,还受到弹力和摩擦力作用,弹力不做功,但摩擦力做负功,物体B的机械能不守恒,B错误;丙图中绳子张力对A做负功,对B做正功,代数和为零,A、B组成的系统机械能守恒,C正确;丁图中小球的动能不变,势能不变,机械能守恒,D正确。
]2.如图所示,斜面体置于光滑水平地面上,其光滑斜面上有一物体由静止沿斜面下滑,在物体下滑过程中,下列说法正确的是()A.物体的重力势能减少,动能不变B.斜面体的机械能不变C.斜面对物体的作用力垂直于接触面,不对物体做功D.物体和斜面体组成的系统机械能守恒D[物体由静止开始下滑的过程其重力势能减少,动能增加,A错误;物体在下滑过程中,斜面体做加速运动,其机械能增加,B错误;物体沿斜面下滑时,既沿斜面向下运动,又随斜面体向右运动,其合速度方向与弹力方向不垂直,弹力方向垂直于接触面,但与速度方向之间的夹角大于90°,所以斜面对物体的作用力对物体做负功,C错误;对物体与斜面体组成的系统,只有物体的重力做功,机械能守恒,D正确。
] 3.(多选)如图所示,用轻弹簧相连的物块A和B放在光滑的水平面上,物块A紧靠竖直墙壁,一颗子弹沿水平方向射入物块B后留在其中。
在下列依次进行的过程中,由子弹、弹簧和A、B所组成的系统机械能守恒的是()A.子弹射入物块B的过程B.物块B带着子弹向左运动,直到弹簧压缩量达到最大的过程C.弹簧推着带子弹的物块B向右运动,直到弹簧恢复原长的过程D.带着子弹的物块B因惯性继续向右运动,直到弹簧伸长量达到最大的过程BCD[子弹射入物块B的过程中,由于要克服子弹与物块之间的滑动摩擦力做功,一部分机械能转化成了内能,所以系统机械能不守恒;在子弹与物块B获得了共同速度后一起向左压缩弹簧的过程中,对于A、B、弹簧和子弹组成的系统,墙壁给A一个弹力作用,系统的外力之和不为零,但这一过程中墙壁的弹力不做功,只有系统内的弹力做功,动能和弹性势能发生转化,系统机械能守恒,这一情形持续到弹簧恢复原长为止;当弹簧恢复原长后,整个系统将向右运动,墙壁不再有力作用在A上,这时动能和弹性势能相互转化,故系统的机械能守恒。
]定义法利用机械能的定义直接判断,分析物体或系统的动能和势能的和是否变化,若不变,则机械能守恒做功法若物体或系统只有重力或系统内弹力做功,或有其他力做功,但其他力做功的代数和为零,则机械能守恒转化法若物体或系统中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式能的转化,则机械能守恒单物体的机械能守恒问题错误!1.表达式2.求解单个物体机械能守恒问题的基本思路(1)选对象:选取研究对象——物体。
(2)析受力、判守恒:根据研究对象所经历的物理过程,进行受力、做功分析,判断机械能是否守恒.(3)析运动、明状态:恰当地选取参考平面,确定研究对象在初、末状态时的机械能。
(4)列方程、解方程:选取方便的机械能守恒定律的方程形式(E k1+E p1=E k2+E p2、ΔE k=-ΔE p)进行求解。
3.选用技巧在处理单个物体机械能守恒问题时通常应用守恒观点和转化观点,转化观点不用选取零势能面.错误!如图所示,是某公园设计的一种游乐设施,所有轨道均光滑,AB面与水平面成一定夹角。
一无动力小滑车质量为m=10 kg,沿斜面轨道由静止滑下,然后滑入第一个圆形轨道内侧,其轨道半径R=2.5 m,不计过B点的能量损失,根据设计要求,在圆轨道最低点与最高点各放一个压力传感器,测试小滑车对轨道的压力,并通过计算机显示出来。
小滑车到达第一圆轨道最高点C处时刚好对轨道无压力,又经过水平轨道滑入第二个圆形轨道内侧,其轨道半径r=1。
5 m,然后从水平轨道上飞入水池内,水面离水平轨道的距离为h=5 m。
g取10 m/s2,小滑车在运动全过程中可视为质点.求:(1)小滑车在第一圆形轨道最高点C处的速度v C的大小;(2)在第二个圆形轨道的最高点D处小滑车对轨道压力F N的大小;(3)若在水池内距离水平轨道边缘正下方的E点x=12 m处放一气垫(气垫厚度不计),要使小滑车既能安全通过圆轨道又能落到气垫之上,则小滑车至少应从离水平轨道多高的地方开始下滑?审题指导:[解析](1)在C点mg=m错误!解得v C=5 m/s。
②(2)由C点到D点过程根据机械能守恒mg2R+错误!mv错误!=错误!mv错误!+mg2r在D点mg+F N′=m错误!所以F N′=333.3 N ⑤由牛顿第三定律知小滑车对轨道的压力F N为333。
3 N。
(3)小滑车要能安全通过圆形轨道,在平台上速度至少为v1,根据机械能守恒有错误!mv错误!+mg(2R)=错误!mv错误!小滑车要能落到气垫上,在平台上速度至少为v2,则h=错误!gt2 ⑦x=v2t ⑧解得v2〉v1,所以只要mgH=错误!mv错误!,即可满足题意。
解得H=7.2 m。
[答案](1)5 m/s(2)333。
3 N(3)7。
2 m[跟进训练]1.如图所示,光滑圆轨道固定在竖直面内,一质量为m的小球沿轨道做完整的圆周运动。
已知小球在最低点时对轨道的压力大小为N1,在最高点时对轨道的压力大小为N2。
重力加速度大小为g,则N1-N2的值为()A.3mg B.4mgC.5mg D.6mgD[设小球在最低点时速度为v1,在最高点时速度为v2,根据牛顿第二定律有,在最低点:N1-mg=m错误!,在最高点:N2+mg=m错误!;从最高点到最低点,根据机械能守恒有mg·2R=错误!mv错误!-错误!mv错误!,联立可得:N1-N2=6mg,故选项D正确。
] 2.取水平地面为重力势能零点。
一物块从某一高度水平抛出,在抛出点其动能与重力势能恰好相等。
如果抛出点足够高,当物块的动能等于重力势能的两倍时,速度与水平方向的夹角为()A.错误!B.错误!C.错误!D.错误!A[设物块水平抛出的初速度为v0,抛出时的高度为h。
根据题意,有错误!mv错误!=mgh,则v0=错误!;设当物块的动能等于重力势能的两倍时,物块距离地面的高度为h′,由机械能守恒定律得2mgh=mgh′+错误!mv2,又2mgh′=错误!mv2,解得h′=错误! h,则此时物块在竖直方向上的分速度为v y=2g h-h′=错误!,则tan θ=错误!=错误!,即速度与水平方向的夹角为错误!,选项A正确。
]3.如图所示,P是水平面上的固定圆弧轨道,从高台边B点以速度v0水平飞出质量为m的小球,恰能从左端A点沿圆弧切线方向进入。
O是圆弧的圆心,θ是OA与竖直方向的夹角。
已知m=0.5 kg,v0=3 m/s,θ=53°,圆弧轨道半径R=0。
5 m,g 取10 m/s2,不计空气阻力和所有摩擦,求:(1)A、B两点的高度差;(2)小球能否到达最高点C?如能到达,小球对C点的压力大小为多少?[解析](1)小球从B到A做平抛运动,到达A点时,速度与水平方向的夹角为θ,则有v A=错误!=5 m/s根据机械能守恒定律,有mgh=错误!mv错误!-错误!mv错误!解得A、B两点的高度差h=0。