[精品]新高中物理4.7功能原理和机械能守恒定律优质课教案
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功和能机械能守恒定律教案第一章:引言1.1 学习目标:让学生了解功和能的概念。
让学生了解机械能守恒定律的内容。
1.2 教学内容:引入功和能的概念,解释它们之间的关系。
介绍机械能守恒定律的定义和意义。
1.3 教学活动:教师通过实例展示功和能的概念,引导学生理解它们之间的关系。
教师通过实验或图片展示机械能守恒的现象,引导学生理解机械能守恒定律的内容。
第二章:功的概念2.1 学习目标:让学生了解功的定义和计算方法。
让学生能够运用功的概念解决实际问题。
2.2 教学内容:介绍功的定义和计算方法,包括力、位移和力的方向的关系。
解释功的单位和国际制单位。
2.3 教学活动:教师通过示例和练习题,引导学生理解和掌握功的计算方法。
教师通过实际问题,让学生运用功的概念解决实际问题。
第三章:能的概念3.1 学习目标:让学生了解能的概念和分类。
让学生能够运用能的概念解决实际问题。
3.2 教学内容:介绍能的概念和分类,包括动能、势能和热能等。
解释能量守恒定律的内容和意义。
3.3 教学活动:教师通过示例和练习题,引导学生理解和掌握能的概念和分类。
教师通过实验或图片展示能量守恒的现象,引导学生理解能量守恒定律的内容。
第四章:机械能守恒定律4.1 学习目标:让学生了解机械能守恒定律的内容和证明。
让学生能够运用机械能守恒定律解决实际问题。
4.2 教学内容:介绍机械能守恒定律的内容和证明方法。
解释机械能守恒定律的应用和限制。
4.3 教学活动:教师通过实验或图片展示机械能守恒的现象,引导学生理解机械能守恒定律的内容。
教师通过示例和练习题,引导学生理解和掌握机械能守恒定律的应用和限制。
第五章:应用实例5.1 学习目标:让学生能够运用功和能的概念以及机械能守恒定律解决实际问题。
让学生能够分析实际问题并得出合理的结论。
5.2 教学内容:分析实际问题,运用功和能的概念以及机械能守恒定律解决实际问题。
引导学生进行问题分析和解决,得出合理的结论。
功和能机械能守恒定律教案一、教学目标1. 让学生理解功的概念,掌握功的计算方法。
2. 让学生了解能量的转化和守恒,理解机械能的概念。
3. 让学生掌握机械能守恒定律,并能运用其分析和解决问题。
二、教学内容1. 功的概念及其计算2. 能量的转化和守恒3. 机械能的概念4. 机械能守恒定律的定义及判断5. 机械能守恒定律的应用三、教学重点与难点1. 教学重点:功的概念及其计算,能量的转化和守恒,机械能守恒定律的应用。
2. 教学难点:机械能守恒定律的判断及应用。
四、教学方法1. 采用问题驱动法,引导学生思考和探索。
2. 利用实验和动画演示,增强学生的直观感受。
3. 运用例题分析,让学生学会运用机械能守恒定律解决问题。
4. 开展小组讨论,促进学生之间的交流与合作。
五、教学过程1. 导入:通过一个简单的实验,让学生感受功的作用。
2. 功的概念及其计算:讲解功的定义,引导学生掌握功的计算方法。
3. 能量的转化和守恒:介绍能量的概念,讲解能量的转化和守恒原理。
4. 机械能的概念:讲解机械能的定义,让学生了解机械能的组成。
5. 机械能守恒定律的定义及判断:阐述机械能守恒定律的内容,教授如何判断机械能是否守恒。
6. 机械能守恒定律的应用:通过例题,让学生学会运用机械能守恒定律解决问题。
7. 课堂小结:回顾本节课所学内容,巩固知识点。
8. 课后作业:布置相关练习题,巩固所学知识。
9. 教学反馈:收集学生作业,了解掌握情况,为下一步教学做好准备。
10. 教学拓展:介绍机械能守恒定律在现实生活中的应用,激发学生兴趣。
六、教学活动设计1. 导入活动:通过一个有趣的物理现象——滚摆上升和下降过程中速度和高度的变化,引发学生对机械能的关注。
2. 主体活动:引导学生通过观察、实验、讨论等方式,探究机械能守恒定律的原理及应用。
3. 巩固活动:通过小组合作,让学生运用机械能守恒定律解决实际问题,如滑块与斜面问题、抛体运动问题等。
4. 拓展活动:组织学生进行课外调查,了解机械能守恒定律在现实生活中的应用,如节能减排、机械设备设计等。
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第七章机械能守恒定律1。
功和能概念总览2.机械功(功)力和物体在力的方向上发生的位移的乘积叫做机械功,简称功.1、符号:W(w ork)2、单位: J(J oule焦耳).3、大小:①W:某个力做的功;②F:力;③s:位移(以地面为参考系的位移)④:力与位移方向的夹角4、方向:标量,无方向详解:1、使用条件:力F是恒力2、功是标量,只有大小,没有方向,但有正负:①当时,,力对物体做正功。
②当时,,力对物体做负功,也称物体克服这个力做了功。
③当时,,力对物体不做功。
3、作用力与反作用力虽然等大、反向,但由于它们作用的对象不同,故位移关系不能确定。
因此,作用力做功时,反作用力可能做功,也可能不做功,可能做正功,也可能做负功,数值上也不一定相等。
4、编者的理解:某个力做的功等于这个力与位移的乘积,乘以这个力与位移之间夹角的余弦值。
研究某个力做的功即研究这个力对物体的运动是促进或是阻碍,与其他力的作用无关. 5。
合力做功等于各力做功的代数和.即。
实例:1、合力做的功,等于合力与位移的乘积,乘以合力与位移之间夹角的余弦值2、摩擦力做功,等于摩擦力与位移的乘积,乘以摩擦力与位移之间夹角的余弦值。
3、分析摩擦力做功严格按照功的公式进行分析,摩擦力阻碍的是相对接触面的运动,而不一定阻碍相对地面的运动,而做功公式中的位移是相对地面而言,所以摩擦力可以做正功,可以做负功,也可以不做功.3。
教学设计一、教学目标【知识与技能】知道机械能的概念,能够分析动能和势能之间的相互转化问题;理解机械能守恒定律的内容和适用条件,会判断机械能是否守恒。
【过程与方法】学习从物理现象分析、推导机械能守恒定律及适用条件的研究方法,初步掌握运用能量转化和守恒来解释物理现象及分析问题的方法。
【情感态度与价值观】体会科学探究中的守恒思想,养成探究自然规律的科学态度,提高科学素养。
二、教学重难点【重点】机械能守恒定律的推导及内容。
【难点】对机械能守恒定律条件的理解。
三、教学过程环节一:导入新课教师先找一名学生配合完成小实验:用一个衣架,上边拴住一个秤砣。
请一同学靠近,将秤砣偏至这位同学鼻尖处释放,当秤砣摆回时,观察该同学反应,并让学生分析会不会碰到鼻子,思考原因。
由此引入新课《机械能守恒定律》。
【设计意图】:激发学生的好奇心和求知欲,引入新课。
环节二:新课讲授(一)动能与势能的相互转化教师演示:与钩码相连的小车,哪两种能量发生了转化,哪个力做了功?学生:重力势能与动能发生转化,因为重力对物体做正功。
教师:那如果物体由于惯性在空中竖直上升时,能量又是怎样变化的?学生:物体原有的动能转化为重力势能。
教师:我们再看事例二,小孩射飞机的过程中,哪两种能量发生了转化,哪个力做了功?学生:弹性势能和动能,弹力做了功、教师:哪位同学可以再举出类似的事例,并说出哪个力做了功?学生举例。
教师总结:通过重力或弹力做功,动能和势能可以相互转化。
【设计意图】:通过一些具体事例,引起学生的感性认识。
(二)机械能守恒定律教师提问:物体动能和势能的相互h12转化是否存在某种定量的关系呢?给出两个情境:情境一,小球做自由落体运动,以地面为零势面,从高度落到处;情境二:小球在光滑斜面上滚下,由运动到处。
以三个同学为一小组,左边同学探究情景一,右边同学探究情境二,以ppt 上的五个问题为线索进行推理,五分钟后小组交流。
小组交流结果后得出两个不同情境,结论相同,对比相同点总结:在只有重力做功的物体系统内,动能和重力势能可以互相转化,而总的机械能保持不变。
机械能守恒定律优秀教案一、教学目标1. 让学生理解机械能的概念,掌握机械能的计算方法。
2. 引导学生了解机械能守恒定律的内容,理解守恒的条件和意义。
3. 通过实例分析,让学生能够运用机械能守恒定律解决实际问题。
二、教学内容1. 机械能的概念:动能和势能。
2. 机械能的计算方法:动能公式KE=1/2mv^2,势能公式PE=mgh。
3. 机械能守恒定律:在只有重力或弹力做功的系统中,系统的总机械能(动能加势能)保持不变。
4. 守恒的条件:只有重力或弹力做功,系统不受外力或外力做功为零。
5. 守恒的意义:能量不能创造也不能消失,只能从一种形式转化为另一种形式。
三、教学重点与难点1. 重点:机械能守恒定律的内容及其应用。
2. 难点:机械能守恒定律的判断和应用。
四、教学方法1. 采用问题驱动法,引导学生思考和探索机械能守恒定律。
2. 通过实例分析和讨论,培养学生的分析和解决问题的能力。
3. 利用多媒体教学,生动展示机械能的转化过程。
五、教学过程1. 导入:通过展示一个简单的机械能转化的例子,如摆钟的上下运动,引发学生对机械能的思考。
2. 讲解:介绍机械能的概念和计算方法,讲解机械能守恒定律的内容和条件。
3. 实例分析:分析一些常见的机械能守恒问题,如抛体运动、滑块下滑等,引导学生运用守恒定律解决问题。
4. 练习:布置一些练习题,让学生运用机械能守恒定律进行解答。
6. 作业布置:布置一些相关的作业,巩固所学知识。
六、教学评估1. 课堂问答:通过提问学生,了解他们对机械能守恒定律的理解程度。
2. 练习题解答:检查学生对实例分析和练习题的解答情况,评估他们的应用能力。
3. 课后作业:评估学生作业的完成质量,检查他们对课堂所学知识的掌握情况。
七、教学拓展1. 机械能与其他能量形式的关系:引导学生思考机械能与其他能量形式(如热能、电能等)之间的关系。
2. 能量守恒定律:介绍能量守恒定律的内容,引导学生理解各种能量形式之间的转化关系。
安图一中物理教案时间:2023年月日教 学 活 动[新课导入]师:上一节课我们学习了机械能守恒定律,我们首先采复习一下什么叫做机械能守恒定律?生:在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能与势能可以相互转化,而总的机械能保持不变.这叫做机械能守恒定律. 师:机械能守恒的条件是什么? 生:只有重力和弹力做功.师:自由落体运动中机械能是不是守恒?生:自由落体运动中物体只受到重力的作用,这个过程只有重力做功,所以机械能是守恒的.师:我们要想推导出机械能守恒定律在自由落体中的具体表达式,可以根据什么来进行推导呢?生1:可以通过牛顿运动定律进行推导. 生2:可以根据动能定理进行推导.(投影展示与一个自由落体运动相关的题目,从题目中知道有关的物理量,让学生分别根据牛顿运动定律和动能定理推导机械能守恒定律,再一次熟悉这个定律,并为本节课的教学打下基础) [新课教学]1、推导出机械能守恒定律在本实验中的具体表达式。
在图1中,质量为m 的物体从O 点自由下落,以地作零重力势能面,下落过程中任意两点A 和B 的机械能分别为:E A =A A mgh mv +221, EB =B B mgh mv +221 如果忽略空气阻力,物体下落过程中的机械能守恒,于是有E A =E B ,即A A mgh mv +221=B B mgh mv +221 上式亦可写成B A A B mgh mgh mv mv -=-222121该式左边表示物体由A 到B 过程中动能的增加,右边表示物体由A 到B 过程中重力势能的减少。
等式说明,物体重力势能的减少等于动能的增加。
为了方便,可以直接从开始下落的O 点至任意一点(如图1中A 点)来进行研究,这时应有:mgh mv A =221----本实验要验证的表达式,式中h 是物体从O 点下落至A 点的高度,v A 是物体在A 点的瞬时速度。
师:在做实验之前,我们首先要明确这样几个问题,首先这个实验需要什么器材?生:最容易想到的器材是重物、电磁打点计时器以及纸带.复写纸片.低压电源及两根导线,铁架台和铁夹,刻度尺,小夹子. 师:打点计时器的作用是什么?生:记录在纸带上打的点,用这些点来求出物体在经过某一点的速度.师:低压交流电源是不是必需的?生:低压交流电源并不是必需的,如果采用的是电火花计时器时,它所需要的电压是交流220V ,所以不需要低压电源.师:重物选取的原则是什么?为什么?生:密度比较大,质量相对比较大,可以减小因为空气阻力带来的误差. 师:实验中还有哪些应该注意的地方?学 生 活 动度》的实验,掌握用打点计时器测量匀变速直线运动速度的方法。
一、教学目标1. 让学生理解机械能的概念及其守恒原理。
2. 培养学生运用机械能守恒定律解决实际问题的能力。
3. 引导学生通过实验探究,提高观察、分析、解决问题的能力。
二、教学内容1. 机械能的定义及分类2. 机械能守恒的条件3. 机械能守恒定律的表达式4. 机械能守恒定律的应用5. 实验探究:验证机械能守恒定律三、教学重点与难点1. 重点:机械能守恒定律的内容及其应用。
2. 难点:机械能守恒定律在复杂情境下的应用。
四、教学方法1. 采用问题驱动法,引导学生主动探究机械能守恒定律。
2. 利用实验教学,让学生通过实践操作,感受机械能守恒的现象。
3. 运用案例分析法,分析实际问题,提高学生解决问题的能力。
五、教学过程1. 导入新课:通过生活中的实例,引导学生思考机械能的概念及守恒原理。
2. 讲解机械能的定义及分类,阐述机械能守恒的条件。
3. 推导机械能守恒定律的表达式,并解释其物理意义。
4. 运用实例分析,讲解机械能守恒定律的应用。
5. 安排实验:让学生分组进行实验,验证机械能守恒定律。
6. 总结归纳:通过实验结果,总结机械能守恒定律的正确性。
7. 布置作业:让学生运用机械能守恒定律解决实际问题,巩固所学知识。
六、教学评价1. 采用学生自评、互评和教师评价相结合的方式,对学生的学习情况进行全面评价。
2. 评价内容包括:对机械能概念的理解、机械能守恒定律的应用、实验操作技能等。
3. 评价方法:课堂提问、作业批改、实验报告等。
七、教学拓展1. 引导学生关注机械能在实际生活中的应用,提高学生学以致用的能力。
2. 介绍机械能守恒定律在其他学科领域的应用,拓宽学生的知识视野。
3. 组织学生进行小研究,探讨机械能守恒定律在现代科技发展中的作用。
八、教学资源1. 教材:《物理》(八年级上册)2. 实验器材:斜面、小车、弹簧测力计、细线、钩码等。
3. 多媒体课件:用于辅助教学,提高课堂效果。
九、教学进度安排1. 第1-2课时:讲解机械能的概念及分类,阐述机械能守恒的条件。
机械能守恒定律教课目的 :一、知识目标 : 1、知道什么是机械能,知道物体的动能和势能能够互相转变。
2、理解机械能守恒定律的内容。
3、在详细问题中,能判断机械能能否守恒,二、能力目标 : 1、学会在详细的问题中判这定物体的机械能能否守恒;2、初步学会从能量转变和守恒的看法来解说物理现象,剖析问题。
三、德育目标 : 经过能量守恒的教课,使学生建立科学看法,理解和运用自然规律,并用来解决实质问题。
四、教课要点: 1、从能的转变和功能关系出发理解机械能守恒的条件。
2、能正确判断研究对象在所经历的过程中机械能能否守恒五、教课方法: 1、对于机械能守恒定律的得出,采纳师生共同演绎推导的方法,明确该定律数学表达式公式的前因后果。
2、对于机械能守恒的条件,在教课时采纳列举实例,详细状况具体剖析的方法。
教课过程一、导入新课1、投影思虑题:①本章中我们学习了哪几种形式的能②动能定理的内容和表达式是什么③重力所做的功与物体重力势能的变化之间有什么关系学生回答:①本章我们学习了以下几种能:动能、重力势能、弹性势能。
②动能定理的内容是:物体所受合外力所做的功等于物体动能的改变,即:W=EK2- EK1。
③重力所做的功和物体重力势能之间变化的关系为:WG=EP1-EP23、教师总结:①同学们要注意动能定理中动能的变化量是末动能减去初动能,而重力做功与重力势能改变之间关系式中初地点的重力势能与末地点重力势能的差。
②引入:动能、重力势能、弹性势能属于力学范围,统称为机械能,本节课我们就来研究相关机械能的问题。
二、新课教课(一)机械能1、看法:物体的动能、势能的总和即E=E K+ E P2、机械能是标量,拥有相对性(需要设定势能参照平面)3、机械能之间能够互相转变。
( 1)实例剖析:滚摆上卷而后自由开释说明重力势能和动能间的互相转变。
( 2)播放图片,请学生仔细察看瀑布、撑杆跳、蹦床运动剖析起动能和势 能的转变。
4、过渡:经过上述剖析,我们获得动能和势能之间能够互相转变,那么在 动能势能的转变过程中,动能和势能的和有什么变化呢(二) 机械能守恒定律的推导老师与学生一同做个小实验:小球会不会碰鼻子这个例子有势能和动能的变换,假如我们掌握了此中的规律,就能采纳适合的方式办理了。
8.机械能守恒定律三维目标知识与技能1.知道什么是机械能,知道物体的动能和势能可以相互转化;2.正确推导物体在光滑曲面上运动过程中的机械能守恒,理解机械能守恒定律的内容,知道它的含义和适用条件;3.在具体问题中,能判定机械能是否守恒并能列出机械能守恒的方程式。
过程与方法1.学会在具体的问题中判定物体的机械能是否守恒;2.初步学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象,分析问题。
情感、态度与价值观通过能量守恒的教学,使学生树立科学观点,理解和运用自然规律,并用来解决实际问题。
教学重点1.掌握机械能守恒定律的推导、建立过程,理解机械能守恒定律的内容;2.在具体的问题中能判定机械能是否守恒,并能列出定律的数学表达式。
教学难点1.从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件;2.能正确判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒,能正确分析物体系统所具有的机械能,尤其是分析、判断物体所具有的重力势能。
教学方法演绎推导法、分析归纳法、交流讨论法。
教学工具投影仪、细线、小球、带标尺的铁架台、弹簧振子。
教学过程[新课导入]我们已学习了动能、重力势能和弹性势能。
各种形式的能可以相互转化,物体所受合外力所做的功等于物体动能的改变,重力对物体所做的功等于物体初位置的重力势能与末位置重力势能的差。
在一定条件下,物体的动能与势能(包括重力势能和弹性势能)可以相互转化,本节课我们就来定量地研究它们间相互转化时遵循的规律。
[新课教学]一、动能与势能的相互转化1.动能和重力势能的相互转化【演示】如图所示,一个用细线悬挂的小球从A点开始摆动。
记住它向右能够达到的最大高度。
然后用一把直尺在P点挡住摆线,看一看这种情况下小球所能达到的最大高度。
你认为这个小实验说明了什么?PA C甲乙用细线、小球、带有标尺的铁架台等做实验。
把一个小球用细线悬挂起来,把小球拉到一定高度的A 点,然后放开,小球在摆动过程中,重力势能和动能相互转化。
我们看到,小球可以摆到跟A点等高的C点,如图甲。
机械能守恒定律优秀教案一、教学目标1. 让学生理解机械能的概念,掌握机械能的计算方法。
2. 让学生了解机械能守恒定律的定义,理解机械能守恒的条件。
3. 培养学生运用机械能守恒定律解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 机械能的概念与计算2. 机械能守恒定律的定义与条件3. 机械能守恒定律的应用三、教学重点与难点1. 教学重点:机械能的概念,机械能守恒定律的定义与条件,机械能守恒定律的应用。
2. 教学难点:机械能守恒定律的应用,解决实际问题。
四、教学方法1. 采用问题驱动法,引导学生主动探究机械能的概念与计算方法。
2. 采用案例分析法,让学生通过实际案例理解机械能守恒定律的定义与条件。
3. 采用任务驱动法,培养学生运用机械能守恒定律解决实际问题的能力。
五、教学过程1. 导入:通过生活中的实例,引导学生思考机械能的概念。
2. 新课:讲解机械能的概念与计算方法,让学生掌握机械能的基本知识。
3. 案例分析:分析实际案例,让学生理解机械能守恒定律的定义与条件。
4. 应用实践:布置任务,让学生运用机械能守恒定律解决实际问题。
5. 总结:对本节课的内容进行总结,巩固学生对机械能守恒定律的理解。
6. 作业布置:布置相关练习题,巩固所学知识。
六、教学评价1. 评价内容:学生对机械能概念的理解,机械能计算方法的掌握,机械能守恒定律的定义与条件的理解,以及运用机械能守恒定律解决实际问题的能力。
2. 评价方法:课堂提问、作业批改、小组讨论、实例分析报告。
七、教学资源1. 教材:机械能守恒定律相关章节。
2. 辅助材料:PPT、实例分析、练习题。
3. 仪器设备:实验器材,如滑轮组、重物、计时器等。
八、教学进度安排1. 课时:本节课计划安排2课时。
2. 教学环节:导入(5分钟)、新课(20分钟)、案例分析(15分钟)、应用实践(10分钟)、总结(5分钟)、作业布置(5分钟)。
九、教学反思1. 反思内容:教学方法、教学内容、教学过程、学生反馈。
《机械能守恒定律》教案一、教学目标1. 让学生理解机械能的概念,掌握机械能的计算方法。
2. 让学生了解机械能守恒定律的内容,能够运用机械能守恒定律解决实际问题。
3. 培养学生的实验操作能力,提高学生的科学探究能力。
二、教学内容1. 机械能的概念及计算方法2. 机械能守恒定律的表述3. 机械能守恒定律的应用4. 实验:验证机械能守恒定律三、教学重点与难点1. 教学重点:机械能的概念及计算方法机械能守恒定律的表述与应用实验操作与数据处理2. 教学难点:机械能守恒定律的微观解释实验中误差的分析与处理四、教学方法1. 采用问题驱动的教学方法,引导学生思考机械能的概念及其重要性。
2. 利用多媒体课件,生动展示机械能守恒定律的应用实例,增强学生的理解。
3. 开展实验活动,让学生亲自动手操作,提高学生的实践能力。
4. 组织课堂讨论,鼓励学生发表自己的观点,培养学生的团队协作能力。
五、教学过程1. 导入新课:复习上节课的内容,引导学生思考机械能的概念。
提问:什么是机械能?为什么需要研究机械能?2. 讲解新课:讲解机械能的概念及计算方法。
讲解机械能守恒定律的表述及应用。
3. 课堂互动:开展课堂讨论,让学生分享自己对机械能守恒定律的理解。
回答学生提出的问题,解答学生的疑惑。
4. 实验环节:布置实验任务,讲解实验原理及操作步骤。
学生分组进行实验,记录实验数据。
布置作业,让学生巩固所学知识。
六、教学评价1. 评价内容:学生对机械能概念的理解程度。
学生对机械能守恒定律的掌握情况。
学生的实验操作技能及数据处理能力。
2. 评价方法:课堂问答:通过提问,了解学生对机械能概念和机械能守恒定律的理解程度。
实验报告:评价学生在实验中的操作技能和数据处理能力。
作业完成情况:检查学生对课堂所学知识的巩固程度。
七、教学反思1. 针对不同学生的学习情况,采用差异化教学策略,提高教学针对性。
2. 在实验环节,加强指导,确保学生能够熟练操作,掌握实验方法。
高三物理机械能守恒与动量守恒的优秀教案范本教学目标:1. 理解物理力学中的机械能守恒原理和动量守恒原理;2. 掌握应用机械能守恒和动量守恒解决物理问题的方法;3. 培养学生分析和解决物理问题的能力;4. 提高学生的实验操作和观察能力。
教学重点:1. 机械能守恒原理的理解和应用;2. 动量守恒原理的理解和应用;3. 学生实验操作的培养。
教学内容:1. 机械能守恒原理1.1 机械能的概念1.2 机械能守恒定律的表述和证明1.3 机械能守恒定律的应用实例2. 动量守恒原理2.1 动量的概念2.2 动量守恒定律的表述和证明2.3 动量守恒定律的应用实例教学步骤:第一节:机械能守恒原理1. 导入:老师可以通过提问或者展示一个有趣的物理现象来引起学生的兴趣,如一个摆球从一边摆动到另一边后返回原位的现象,让学生思考为什么会发生这种现象。
2. 理论讲解:2.1 介绍机械能的概念和组成部分,包括势能和动能;2.2 解释机械能守恒定律的表述和证明;2.3 给出机械能守恒定律的应用实例,如自由落体运动、弹簧振子等。
3. 实验演示:3.1 设计一个与机械能守恒相关的实验,如小球从不同高度自由落下,观察其到达地面的速度和位置;3.2 老师进行实验演示,同时引导学生观察、记录实验现象;3.3 学生根据观察结果,验证机械能守恒定律的正确性。
4. 总结与归纳:学生通过观察实验现象,归纳总结机械能守恒定律的规律和应用方法。
第二节:动量守恒原理1. 导入:老师可以通过展示一个与动量守恒相关的有趣视频或实验现象,引起学生的兴趣。
2. 理论讲解:2.1 介绍动量的概念和计算方法,解释动量守恒定律的表述和证明;2.2 给出动量守恒定律的应用实例,如火箭推进原理、弹道问题等。
3. 实验演示:3.1 设计一个和动量守恒相关的实验,如在平滑水平面上碰撞的两个小车的动量变化;3.2 老师进行实验演示,同时引导学生观察、记录实验现象;3.3 学生根据观察结果,验证动量守恒定律的正确性。
高一物理《机械能守恒定律》优秀教案1.在已经学习有关机械能概念的基础上,学习机械能守恒定律,掌握机械能守恒的条件,掌握应用机械能守恒定律分析、解决问题的基本方法。
2.学习从功和能的角度分析、处理问题的方法,提高运用所学知识综合分析、解决问题的能力。
1.机械能守恒定律是本章教学的重点内容,本节教学的重点是使学生掌握物体系统机械能守恒的条件;能够正确分析物体系统所具有的机械能;能够应用机械能守恒定律解决有关问题。
2.分析物体系统所具有的机械能,尤其是分析、判断物体所具有的重力势能,是本节学习的难点之一。
在教学中应让学生认识到,物体重力势能大小与所选取的参考平面(零势面)有关;而重力势能的变化量是与所选取的参考平面无关的。
在讨论物体系统的机械能时,应先确定参考平面。
3.能否正确选用机械能守恒定律解决问题是本节学习的另一难点。
通过本节学习应让学生认识到,从功和能的角度分析、解决问题是物理学的重要方法之一;同时进一步明确,在对问题作具体分析的条件下,要能够正确选用适当的物理规律分析、处理问题。
演示物体在运动中动能与势能相互转化。
器材包括:麦克斯韦滚摆;单摆;弹簧振子。
结合复习引入新课。
前面我们学习了动能、势能和机械能的知识。
在初中学习时我们就了解到,在一定条件下,物体的动能与势能(包括重力势能和弹性势能)可以相互转化,下面我们观察演示实验中物体动能与势能转化的情况。
[演示实验] 依次演示麦克斯韦滚摆、单摆和弹簧振子,提醒学生注意观察物体运动中动能、势能的变化情况。
通过观察演示实验,学生回答物体运动中动能、势能变化情况,教师小结:物体运动过程中,随动能增大,物体的势能减小;反之,随动能减小,物体的势能增大。
提出问题:上述运动过程中,物体的机械能是否变化呢?这是我们本节要学习的主要内容。
在观察演示实验的基础上,我们从理论上分析物理动能与势能相互转化的情况。
先考虑只有重力对物体做功的理想情况。
问题:质量为的物体自由下落过程中,经过高度h1处速度为v1,下落至高度h2处速度为v2,不计空气阻力,分析由h1下落到h2过程中机械能的变化(引导学生思考分析)。
2 n《验证机械能守恒定律教学设计》一、教材分析“验证机械能守恒定律”位于人教版物理必修二第七章第九节, 内容包括了重力做功,重力势能变化,验证机械能守恒定律,机械能所需要掌握的注意事项等几个教学知识点。
二、学情分析本节教学设计为高一新授实验课,实验课一定要给与学生充分的实验时间,给学生高度的自由度,让学生接触实验,感触实验, 领会实验。
再结合我校的“问——讲——练”的三五五教学模式,体现高一实验课的教学特点。
三、目标分析 (一)知识与技能 1、机械能。
2、验证机械守恒定律的实验步骤。
(二)过程与方法1、通过学生的分组实验来验证机械能守恒。
2、通过教师的演示实验来归纳总结mgh 1mv2。
(三)情感态度与价值观221、体验物理实验认真、严谨的科学态度以及尊重科学的精神。
2、培养学生的动手动脑的习惯,以及发现问题解决问题的能力。
三、教学的重点、难点重点:学生分组实验验证机械守恒定律。
难点:通过分析判断演示实验来得到mgh =1mv 2关系。
四、教法、学法 教法:三五五教学模式教学用具:多媒体设备,高拍仪,微课,实验室器材学法:实验法、自主探究法、归纳分析方法等。
五、教学过程: [实验目的]1. 验证机械能守恒定律。
2. 掌握实验数据处理方法,能定性分析误差产生的原因。
[实验原理]当物体自由下落时,只有重力做功,物体的重力势能和动能互相转化,机械能守恒。
若某一时刻物体下落的瞬时速度为 v ,下落高度为 h ,则应有:mg h =1m v 2 。
借助打点计时器,测出重物某时刻的下落高度 h 和该时刻的瞬时速度 v ,即可验证机械 图 1能是否守恒,实验装置如图 1 所示。
测定第 n 点的瞬时速度的方法是: v =h n +1 - h n-1n 2Tn2T2n实验器材铁架台(带铁夹)、打点计时器、纸带、交流电源、导线、带铁夹的重锤、纸带、刻度尺等。
[实验步骤]1. 按如图 1 装置把打点计时器安装在铁架台上,并使两限位孔在同一竖直线上,以减小摩擦阻力。
§4.7 功能原和机械能守恒定律4.7.1 功能原根据质点系动能定12k k E E W W -=+内外当质点系内有保守力作用和非保守力作用时,内力所做功又可分为非保保内W W W +=而由保守力做功特点知,保守力做功等于势能增量的负值,即21P P P E E E W -=∆-=保于是得到1221K K P P E E E E W W -=-++非保外)()1122P K P K E E E E W W +-+=+(非保外用E 表示势能与动能之和,称为系统机械能,结果得到12E E W W -=+非保外外力的功和非保守力内力所做功之和等于系统机械能的增量,这就是质点系的功能原。
可以得到(外力做正功使物体系机械能增加,而内部的非保守力作负功会使物体系的机械能减少)。
功能原适用于分析既有外力做功,又有内部非保守力做功的物体系,请看下题:劲度系为的轻质弹簧水平放置,左端固定,右端连接一个质量为的木块(图4-7-1)开始时木块静止平衡于某一位置,木块与水平面之间的动摩擦因为μ。
然后加F图4-7-1一个水平向右的恒力作用于木块上。
(1)要保证在任何情况下都能拉动木块,此恒力F 不得小于多少?(2)用这个力F 拉木块,当木块的速度再次为零时,弹簧可能的伸长量是多少?题目告知“开始时木块静止平衡于某一位置”,并未指明确切的位置,也就是说木块在该位置时所受的静摩擦力和弹簧的形变量都不清楚,因此要考虑各种情况。
如果弹簧自然伸展时,木块在O 点,那么当木块在O 点右方时,所受的弹簧的作用力向右。
因为木块初始状态是静止的,所以弹簧的拉力不能大于木块所受的最大静摩擦力μmg 。
要将木块向右拉动,还需要克服一个向左的静摩擦力μmg ,所以只要F ≥2μmg ,即可保证在任何情况下都能拉动木块。
设物体的初始位置为0x ,在向右的恒力F 作用下,物体到处的速度再次为零,在此过程中,外部有力F 做功,内部有非保守力f 做功,木块的动能增量为零,所以根据物体系的功能原有)(212121)()(020200x x k m g F kx kx x x m g x x F +=--=---μμ可得0)(2x k mg F x --=μ因为木块一开始静止,所以要求k mg μ-≤0x ≤k mgμ可见,当木块再次静止时,弹簧可能的伸长是 k mg μ≤x ≤k mg μ34.7.2 机械能守恒定律若外力的与非保守内力的功之和为零时,0=+非保外W W 则系统机械能守恒,这就是机械能守恒定律。
注意:该定律只适用于惯性系,它同时必须是选择同一惯性参照系。
在机械能守恒系统中,由于保守内力做功,动能和势能相互转,而总的机械能则保持不变。
下面介绍一例由机械能守恒推出的重要定:伯努利方程想流体 不可压缩的、没有粘滞性的流体,称为想流体。
定常流动 观察一段河床比较平缓的河水的流动,你可以看到河水平静地流着,过一会儿再看,河水还是那样平静地流着,各处的流速没有什么变。
河水不断地流走,可是这段河水的流动状态没有改变。
河水的这种流动就是定常流动。
流体质点经过空间各点的流速虽然可以不同,但如果空间每一点的流速不随时间而改变,这样的流动就叫做定常流动。
自水管中的水流,石油管道中石油的流动,都可以看做定常流动。
在定常流动中,流线表示流体质点的运动轨迹。
图4-7-2是液体流过圆柱体时流线的分布。
A 、B 处液体流过的横截面积大,D 处液体流过的横截面积小。
液体在D 处流得急,流速大。
AB 处的流线疏,D 处的流线密,这样,从流线的分布可以知道流速的大小。
流线疏的地方,流速小;流线密的地方,流速大。
图4-7-2伯努利方程 现在研究想流体做定常流动时流体中压强和流速的关系。
图4-7-3表示一个细管,其中流体由左向右流动。
在管的1a 处和2a 处用横截面截出一段流体,即1a 处和2a 处之间的流体,作为研究对象。
1a 处的横截面积为1S ,流速为1v ,高度为1h ,1a 处左边的流体对研究对象的压强为1p ,方向垂直于1S 向右。
2a 处的横截面积为2S ,流速为2v ,高度为2h ,2a 处左边的流体对研究对象的压强为2p ,方向垂直于2S 向左。
经过很短的时间间隔t ∆,这段流体的左端1S 由1a 移到1b 。
右端2S 由2a 移到2b 。
两端移动的距离分别为1l ∆和2l ∆。
左端流入的流体体积为111l S V ∆=∆,右端流出的流体体积为222l S V ∆=∆,想流体是不可压缩的,流入和流出的体积相等,21V V ∆=∆,记为V ∆。
现在考虑左右两端的力对这段流体所做的功。
作用在液体左端的力111S p F =,所做的功V p l S p l F W ∆=∆=∆=1111111。
作用在右端的力222S p F =,所做的功V p l S p l F W ∆-=∆-=∆-=2222222。
外力所做的总功V p p W W W ∆-=+=)(2121 (1)b 图4-7-3外力做功使这段流体的机械能发生改变。
初状态的机械能是1a 到2a 这段流体的机械能1E ,末状态的机械能是1b 到2b 这段流体的机械能2E 。
由1b 到2a 这一段,经过时间t ∆,虽然流体有所更换,但由于我们研究的是想流体的定常流动,流体的密度ρ和各点的流速v 没有改变,动能和重力势能都没有改变,所以这一段的机械能没有改变,这样机械能的改变12E E -就等于流出的那部分流体的机械能减去流入的那部分流体的机械能。
由于V m ∆=ρ,所以流入的那部分流体的动能为 V v mv ∆=21212121ρ重力势能为V gh mgh ∆=11ρ流出流体的动能为 V v mv ∆=22222121ρ重力势能为V gh mgh ∆=22ρ机械能的改变为V h h g V v v E E ∆-+∆-=-)()(2112212212ρρ (2)想流体没有粘滞性,流体在流动中机械能不会转为内能,所以这段流体两端受的力所做的总功W 等于机械能的改变12E E -,即 W=12E E -图4-7-4(3)将(1)式和(2)式代入(3)式,得V h h g V v v V p p ∆-+∆-=∆-)()(21)(12212221ρρ整后得 222212112121gh v p gh v p ρρρρ++=++ (4)1a 和2a 是在流体中任意取的,所以上式可表示为对管中流体的任意处:=++gh v p ρρ221常量 (5) (4)式和(5)式称为伯努利方程。
流体水平流动时,或者高度差的影响不显著时(如气体的流动),伯努利方程可表达为=+221v p ρ常量 (6)从(6)式可知,在流动的流体中,压强跟流速有关,流速v 大的地方要强p 小,流速v 小的地方压强p 大。
知道压强和流速的关系,就可以解释本节开始所做的实验了。
经过漏斗吹乒乓球时,乒乓球上方空气的流速大,压强小,下方空气的压强大,乒乓球受到向上的力,所以会贴在漏斗上不会掉下。
向两张纸中间吹气,两张纸中间空气的流速大,压强小,所以两张纸将互相贴近。
同样的道,两艘并排甲:不转球乙:旋转球图4-7-5的船同向行驶时(图4-7-4)如果速度较大,两船会互相靠近,有相撞的危险。
历史上就曾经发生过这类事故。
在航海中。
对并排同向行驶的船舶,要限制航速和两船的距离。
伯努利方程的应用:球类比赛中的旋转球和不转球的飞行轨迹不同,是因为球周围空气流动情况不同造成的。
图4-7-5甲表示不转球水平向左运动时周围空气的流线。
球的上方和下方流线对称,流速相同,上下不产生压强差。
现在考虑球的旋转,致使球的下方空气的流速增大,上方流速减小,周围空气流线如图乙所示。
球的下方流速大,压强小,上方流速小,压强大。
跟不转球相比,图4-1-6乙所示旋转球因为旋转而受到向下的力,飞行轨迹要向下弯曲。
例:如图4-7-6所示,用一弹簧把两物块A 和B 连接起后,置于水平地面上。
已知A 和B 的质量分别为1m 和2m 。
问应给物块A 上加多大的压力F ,才可能在撤去力F 后,A 向上跳起后会出现B 对地无压力的情况?弹簧的质量略去不计。
设弹簧原长为0l ,建立如图4-7-7所示的坐标,以表示弹簧的劲度系,则有 01kx g m = ①取图中O 点处为重力势能零点,当A 受力F 由O 点再被压缩了时,系统的机械能为)()(2102201gl m x x k gx m E x -+++-= ②图4-7-6撤去F 当A 上升到最高处即弹簧较其自然长度再伸长x '时,系统的机械能为21)(201x k x x g m E x '+'+=' ③A 在处时,其受力满足0)(01='+-+x x k g m F , 以①式的01kx g m =代入上式,乃有kx F = ④当F 撤去A 上升到x x '+0处时,弹簧的弹力大小为x k ',设此时B 受到地面的支持力为N ,则对于B 应有02=-'+g m x k N要B 对地无压力,即N=0,则上式变为g m x k 2=' ⑤因为A 由处上升至x x '+0处的过程中,对此系统无外力和耗散力作功,则其机械能守恒,即x E '=x E ⑥联立解②~⑥式,可得g m g m F 21+=。
显然,要出现B 对地无压力的情况,应为F ≥(g m m )21+。
当F=(g m m )21+时,刚好能出现B 对地无压力的情况,但B 不会离开地面;当F >(g m m )21+时,B 将出现离开地面向上跳起的情况。
图4-7-7。