第五章 机械能及其守恒定律教案
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高中物理课堂教学教案年月日高中物理课堂教学教案年月日高中物理课堂教学教案年月日高中物理课堂教学教案年月日高中物理课堂教学教案年月日高中物理课堂教学教案年月日高中物理课堂教学教案年月日师:用动能定理和我们以前解决这类问题的方法相比较,生1:动能定理不涉及运动过程中的加速度和时间,用它来处理问题要比牛顿定律方便.生2:动能定理能够解决变力做功和曲线运动问题,而牛顿运动解决这样一类问题非常困难.师:下面大家总结一下用动能定理解决问题的一般步骤.(投影展示学生的解决问题的步骤,指出不足,完善问题参考步骤用动能定理解题的一般步骤:师:通过以前的学习我们知道,做功的过程是能量从一种形式转化为另一种形式的过程.在上面的例题中,阻力做功,汽车的动能到哪里去了?生:汽车的动能在汽车与地面的摩擦过程中转化成内能,以热的形式表现出来,使汽车与地面间的接触面温度升高.[小结]本节课的内容是高中物理的一个重中之重,是高考中必考的内容之一,并且所占的比重非常大,所以要引起老师和学生的高度重视。
本节连同下一节内容(机械能守恒定律)是用能量观点解决问题的重要组成部分,这两节课后可以加适当的习题课加以巩固,也可以在本节课后就加一节习题课.本节课的内容不是十分复杂,在用牛顿定律推导动能定理时学生一般都能够自己推导,要放开让学生自己推导,以便学生对动能定理的进一步认识.动能定理的应用当然是这一节课的一个关键,这节课不可能让学生一下子就能够高中物理课堂教学教案年月日师:在这个小实验中,小球的受力情况如何?各个力的做功情况如何师:在这个小实验中,小球的受力情况如何?各个力的做功情况如何验说明了什么?学生观察演示实验,思考问题,选出代表发表见解):小球在往复运动过程中,竖直方向上受重力和杆的支持力作用,水平方向上受弹力作用.重力、支持力和速度方向总垂直,对小球不做功;只有弹簧的弹力对小球能做功.:实验证明,小球在往复运动过程中弹性势能和动能在不断转化.小球在往复运动过程中总能回到原来的位置,可见,弹性势能和动能的总和应该不变.师:动能和重力势能的总和或者动能和弹性势能的总和叫做什么能量生:动能和重力势能和弹性势能的总和叫做机械能.师:通过这个题目的解答,你能够得到什么启发呢?生1:机械能守恒定律不涉及运动过程中的加速度和时间,用它来处理问题要比牛顿定律方便.生2:用机械能守恒定律解题,必须明确初末状态机械能,要分析机械能守恒的条件.师:下面大家总结一下用机械能守恒定律解决问题的一般步骤.(投影学生总结的用机械能守恒定律解题的一般步骤,组织学生讨论完善这个问题,形成共同的看法)(参考解题步骤)高中物理课堂教学教案年月日。
新人教高中物理必修2第五章机械能及其守恒定律整章精品教案物理名言:物理学的任务是发现普遍的自然规律。
因为这样的规律的最简单形式之一表现为某种物理量的不变性,所以对于守恒量的寻求不仅是合理的,而且是极为重要的方法——劳厄(1879-1960)德国物理学家,诺贝尔奖获得者。
他首先用晶体对X射线的衍射来研究晶体,并由此证明了X射线的波动性。
任何人类活动都离不开能量。
在长期的科学实践中,人类已经建立起各种形式的能量概念及其量度的方法。
如:动能、势能、电磁能、核能等。
研究过程中发现,各种能量之间可以相互转化,而且转化过程中遵从能量守恒这个基本原理。
5.1 追寻守恒量教学三维目标1、知识与技能(1)领悟伽利略理想斜面实验中的转化和守恒的事实;(2)理解能量这个物理量及动能、势能的物理意义;(3)独立分析伽利略理想斜面实验的能量转换和守恒关系;(4)除伽利略理想斜面实验以外,能列举出其它动能与势能相互转化和守恒的实例;(5)能够列举出不同形式的能量可以互相转化并可能守恒;(6)理解能量转化与守恒是一种重要的自然规律,激发学生产生用这一规律解决问题的意识。
2、过程与方法(1)体会伽利略分析问题的精妙,学习他能分析出事物本质的方法;(2)体会费恩曼所说话的深刻内涵,体会转化与守恒的普遍性。
3、情感、态度、价值观(1)体会大自然的多样性和科学概念的概括性,激发对自然现象的探究欲望和对科学知识的崇尚精神。
(2)体会物理规律分析问题的简洁之美。
教学重点:理解动能、势能的含义,体会能量转化、守恒的普遍存在性。
教学难点:培养创新能力,使学生在发现了能量转化、守恒的普遍存在性后,能马上意识到这里面存在的巨大的使用前景(就象商人看到了商机)。
教学用具:多媒体课件、视频录像、双线摆系统和直尺一套、悠悠球一个,实物投影系统一套。
教学过程:第1节追寻守恒量从本章开始,我们研究力学中另外一个重要的物理量:能量,以及它所遵守的规律。
大家知道,牛顿是经典力学的奠基人,他提出了三个定律和万有引力定律,但是他没有研究过能量(至少没有深入研究),课本上有一句话:“‘能量’是牛顿没有留给我们的少数力学概念之一”至于力学中还有哪些概念牛顿也没有研究过,有兴趣的同学可以自己查找资料。
机械能及其守恒定律第一讲 功 功率教学目标:1.理解功的概念,会计算有关功的问题 2.理解功率的概念,会计算有关功率的问题 3.会讨论有关机车的起动问题 本讲重点:1.功的概念,功的计算 2.功率的概念,功率的计算 本讲难点:功和功率的计算 考点点拨:1.功的分析与计算 2.一对作用力和反作用力做功的特点 3.功率的分析与计算 4.机车的两种起动问题 一、重难点阐释 1、功功是力的空间积累效应。
它和位移相对应(也和时间相对应)。
计算功的方法有两种: ⑴按照定义求功。
即:W =Fs cos θ。
在高中阶段,这种方法只适用于恒力做功。
这种方法也可以说成是:功等于恒力和沿该恒力方向上的位移的乘积。
⑵用动能定理W =ΔE k 或功能关系求功。
当F 为变力时,高中阶段往往考虑用这种方法求功。
这里求得的功是该过程中外力对物体做的总功(或者说是合外力做的功)。
这种方法的依据是:做功的过程就是能量转化的过程,功是能的转化的量度。
如果知道某一过程中能量转化的数值,那么也就知道了该过程中对应的功的数值。
2、功率⑴功率的定义式:tWP,所求出的功率是时间t 内的平均功率。
⑵功率的计算式:P =Fv cos θ,其中θ是力与速度间的夹角。
该公式有两种用法:①求某一时刻的瞬时功率。
这时F 是该时刻的作用力大小,v 取瞬时值,对应的P 为F 在该时刻的瞬时功率;②当v 为某段位移(时间)内的平均速度时,则要求这段位移(时间)内F 必须为恒力,对应的P 为F 在该段时间内的平均功率。
二、考点精析 (一)功与功的计算 考点点拨功是力对空间位移的积累。
它和位移相对应(也和时间相对应)。
计算功的常用方法有三种: (1)按照定义求功。
即:W =Fs cos θ。
在高中阶段,这种方法只适用于恒力做功。
(2)用动能定理W =ΔE k 求功。
当F 为变力时,高中阶段往往考虑用这种方法求功。
这里求得的功是该过程中外力对物体做的总功(或者说是合外力做的功)。
机械能守恒定律教案机械能守恒定律教案篇一一、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:把钢球用细绳悬起,请一同学靠近,将钢球偏至这位同学鼻尖处释放,当钢球摆回时,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》。
环节二:新课讲授(一)动能与势能的相互转化教师播放视频:荡秋千、过山车、撑杆跳、瀑布等视频材料,初步深刻感受各种丰富多彩的'动能与势能发生相互转化的过程。
教师播放演示实验:滚摆、单摆、自由落体等实验。
教师:演示实验中物体自由下落时,重力势能怎样变化?变化的原因是什么?学生:重力势能减少,因为重力对物体做正功。
思考:减少的重力势能去哪了?学生:物体下落过程中,速度在逐渐增加,说明物体的动能增加了,即物体原来的重力势能转化成了动能。
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。
教师播放演示实验:水平弹簧振子在气垫导轨上振动的实验。
感受弹力做功引起弹性势能的变化。
教师举例说明:物体被弹簧弹出去之后,弹力做正功,弹簧的弹性势能减少,而物体的速度增加,动能增加。
也就是弹簧的弹性势能转化成了物体的动能。
学生总结:不仅重力势能可以与动能相互转化,弹性势能也可以与动能相互转化。
教师补充:从上面的例子可以发现:通过重力或弹力做功,机械能可以从一种形式转化成另外一种形式。
(二)机械能守恒定律教师提问:物体动能和势能的相互转化是否存在某种定量的关系呢?以动能和重力势能的相互转化为例,研究这一问题。
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。
高中物理《机械能守恒定律》教学教案(6篇)重点、难点分析篇一1.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。
说明篇二势能是相互作用的物体系统所共有的,同样,机械能也应是物体系统所共有的。
在中学物理教学中,不必过份强调这点,平时我们所说物体的机械能,可以理解为是对物体系统所具有的机械能的一种简便而通俗的说法。
教学目标篇三1.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。
小结篇四1.在只有重力做功的过程中,物体的机械能总量不变。
通过例题分析要加深对机械能守恒定律的理解。
2.应用机械能守恒定律解决问题时,应首先分析物体运动过程中是否满足机械能守恒条件,其次要正确选择所研究的物理过程,正确写出初、末状态物体的机械能表达式。
3.从功和能的角度分析、解决问题,是物理学研究的重要方法和途径。
通过本节内容的学习,逐步培养用功和能的观点分析解决物理问题的能力。
4.应用功和能的观点分析处理的问题往往具有一定的综合性,例如与圆周运动或动量知识相结合,要注意将所学知识融汇贯通,综合应用,提高综合运用知识解决问题的能力。
物理教案:机械能守恒原理的教学设计:一、教学目标1.知识目标:(1)了解机械能的概念及其种类;(2)了解机械能守恒原理;(3)了解机械能守恒原理的应用。
2.能力目标:(1)通过实验的方式锻炼学生的观察和思考能力;(2)让学生具有探究精神,锻炼学生的实验设计能力;(3)让学生掌握基础物理知识,培养学生严谨的科学态度。
3.情感目标:(1)培养学生对科学实验的兴趣,提高他们的科学素养;(2)让学生了解机械能守恒的重要性,引导他们尊重自然,珍惜我们的资源。
二、教学重点难点1.重点:(1)理解机械能的概念及其种类;(2)掌握机械能守恒原理的应用。
2.难点:(1)了解机械能守恒原理;(2)理解机械能的转换过程。
三、教学过程1.兴趣激发老师可以在课堂上讲一些有趣的故事,让学生体会到能源的重要性和供应的困难。
利用这些故事,可以引导学生对能源的思考。
2.理论授课接下来,老师可以讲授一些基本概念:机械能的定义,机械能的种类。
为了让学生进一步理解这些概念,老师可以用一些实例解释;例如,可以让学生自己操作机关或者车,让他们对机械能的种类和转换方式有更加深刻的认识。
3.实验操作接下来,老师可以组织学生进行实验操作,让他们通过实验的方式更加深入地理解机械能守恒原理。
例如,可以通过引力滑车来实验机械能守恒的情况,让学生通过实验来理解机械能的转化过程。
4.问题探究在实验完成后,老师可以提出一些问题供学生探究。
例如,可以让学生探究悬挂物块高度变化时的机械能守恒情况,或者让学生观察弹簧在挤压情况下的机械能守恒情况等等。
5.总结回顾老师可以让学生回顾整个教学过程,简要总结刚才所学的知识和技能,并可以设计相关的练习题让学生进行巩固。
四、教学评价在本节课结束时,老师需要对这次教学进行全面评价。
包括对学生在实验操作中的表现评价以及对学生提出的问题进行解答,最后总结学生此次学习的情况,确定下一步教学重点,为下一步教学做好准备。
五、教学反思对于这次教学,老师需要进行反思。
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. 机械能的概念与计算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:机械能的概念与计算机械能守恒定律的表述与应用2. 教学难点:机械能守恒定律的微观解释实验操作与数据分析四、教学方法1. 采用问题驱动的教学方法,引导学生通过实验观察和数据分析,探索机械能守恒定律。
2. 利用多媒体教学资源,展示机械能守恒定律的微观过程,帮助学生形象理解。
3. 组织小组讨论,培养学生的团队合作能力和科学探究能力。
五、教学过程1. 导入:通过一个简单的机械能转化实例,引导学生思考机械能的概念和守恒现象。
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表述,并通过示例进行分析。
3. 实验:组织学生进行验证机械能守恒定律的实验,指导学生正确操作实验设备,收集实验数据。
4. 分析:引导学生根据实验数据进行分析,探讨机械能守恒定律的微观机制。
六、教学延伸1. 引导学生思考机械能守恒定律在实际工程中的应用,例如物体自由下落、抛体运动等。
2. 介绍机械能守恒定律与其他物理学定律的关系,如牛顿运动定律、能量守恒定律等。
七、课堂作业1. 请学生完成课后习题,巩固机械能的概念、计算方法和机械能守恒定律的应用。
2. 布置一道应用题,要求学生运用机械能守恒定律解决实际问题。
八、课后反思2. 学生分享自己在课堂上的收获和感受,提出疑问和建议。
九、教学评价1. 课堂表现评价:观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况,了解学生的学习状态。
2. 作业评价:检查学生完成的课后习题和应用题,评估学生的理解和应用能力。
3. 实验报告评价:评估学生在实验过程中的操作技能和数据分析能力。
关于《机械能守恒》的教学教案一、教学目标1. 让学生了解机械能守恒的概念,理解机械能守恒的条件。
2. 掌握机械能守恒的计算方法,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,提高学生的科学思维能力。
二、教学内容1. 机械能守恒的概念2. 机械能守恒的条件3. 机械能守恒的计算方法4. 机械能守恒在实际问题中的应用5. 实验操作:验证机械能守恒定律三、教学重点与难点1. 重点:机械能守恒的概念、条件、计算方法及在实际问题中的应用。
2. 难点:机械能守恒的计算方法,实验操作中数据的处理与分析。
四、教学方法1. 采用问题驱动法,引导学生思考和探讨机械能守恒的相关问题。
2. 运用案例分析法,分析机械能守恒在实际问题中的应用。
3. 利用实验验证法,让学生亲自动手操作,提高学生的实践能力。
4. 采用小组讨论法,培养学生的团队合作精神。
五、教学过程1. 导入:通过一个简单的例子,引导学生思考机械能的概念。
2. 讲解:讲解机械能守恒的概念、条件,并通过实例进行分析。
3. 计算:讲解机械能守恒的计算方法,并进行示范性计算。
4. 应用:分析机械能守恒在实际问题中的应用,让学生尝试解决实际问题。
5. 实验:分组进行实验,验证机械能守恒定律。
6. 总结:对本节课的内容进行总结,强调机械能守恒的重要性和应用价值。
7. 作业:布置相关练习题,巩固所学知识。
8. 课后反思:鼓励学生对所学内容进行反思,提高学生的自主学习能力。
六、教学评估1. 课堂问答:通过提问了解学生对机械能守恒概念的理解程度。
2. 练习题:布置课堂练习题,评估学生对机械能守恒计算方法的掌握情况。
3. 实验报告:评估学生在实验中的操作技能和对数据的处理分析能力。
七、教学拓展1. 机械能守恒在现代科技中的应用。
2. 介绍机械能守恒在其他领域的相关知识,如天体物理学、生物力学等。
八、教学资源1. 教材:推荐学生使用的教材,提供详细的教学内容。
第一节追寻守恒量教学目标:1、了解势能、动能的概念2、初步建立机械能守恒和能量守恒的思想3、通过守恒观点的建立使学生树立科学的世界观教学重难点:通过对具体事例的分析建立守恒的思想教具:单摆,玻璃棒若干根。
教学过程:[引入]:问题:在一个大热天,小强和小明呆在小强家里玩游戏,两人热得是满头大汗,可小强家里没有空调,怎么办呢?最后还是小明反应快,他对小强说:“你家不是有冰箱吗,咱们把冰箱的门开着,不就可以降温了吗!”于是,他们把门窗关好,把冰箱门开着,他们能达到预期的效果吗?[新课]:一.关于理想实验问题:伽利略的理想实验的内容?小球怎样运动的?为什么这样运动?(从力的角度)内容:如图所示,让小球从斜面1由静止开始滚下,小球将滚上斜面2,如果没有摩擦,小球将滚到与斜面1等高的地方。
解释:当小球在斜面1上向下滚时,重力沿Array斜面向下的分力使小球做加速运动,小球的速度越来越大;当小球滚上斜面2时,重力沿斜面向下的分力使小球做减速运动,小球的速度越来越小。
但从动力学的角度不能解释小球为什么会到达与斜面1上等高的地方,不会高也不会低。
事实上,这一特点说明小球在运动的过程中,有一个量是不变的,即守恒的。
这个量就是能量或能。
二.两种形式的能1.相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势能。
(重力势能、弹性势能)2.物体由于运动而具有的能量叫做动能。
解释:当小球被抬高时,它获得了一定量的重力势能,随着小球向下运动,它的重力势能逐渐减少,但它的速度逐渐增大,即它的动能逐渐增加;当小球沿着斜面2向上运动时,过程与在斜面1上相反。
讨论:小球要达到与斜面1等高的地方,必须满足什么条件?提示:(1)小球在初始位置的重力势能与小球到达底端时的动能具有什么关系?(2)小球在其它位置的能量与小球在初始位置的重力势能有什么关系?如果没有摩擦,小球向下运动时,重力势能向动能转化,小球在斜面底端的动能等于小球在初始位置时的重力势能,当小球向上运动时,动能向重力势能转化,小球上升到最高位置时的重力势能与底端时的动能相等,所以小球一定上升到与斜面1等高的地方。
事实上,小球在任何位置的动能与重力势能之和都相等,即机械能守恒。
三.拓展让学生列举生活现象并加以讨论。
秋千(单摆),过山车,钻木取火,电炉丝通电发热,植物的光合作用,以及解释开头提出的问题。
把守恒的观点推广到多个物体和其它形式的能。
§5.2功知识与技能:1.知道功的定义及做功的两个因素。
2.知道功的一般公式。
3.理解正功和负功的意义。
4.学会总功的计算。
过程与方法:1.理解功的一般公式的推导过程(力做功的等效思想),搞清楚为什么要把力进行正交分解,将位移进行进行正交分解可以吗?提高学生逻辑思维的能力2.理解求总功可以通过求合力来求、也可以通过先求各个分力的功再求其代数和,并比较其优劣情感与价值观:理性而全面思考问题,培养学生的严谨的科学态度教学重难点:功的一般公式的推导;正功和负功教学过程:问题1:投影展示并提问什么力如何使物体什么能发生变化?①手推小车 ②瀑布 ③水轮机 ④钻石取火 ⑤飞机升空问题2:回忆并讨论初中阶段对功是如何定义的?说说力对物体做功的条件。
问题3:若力的方向与物体发生位移(初中讲是路程)方向有一定的夹角为α,力对物体做的功如何求呢?问题4:对丙-1,为什么可以将F 进行分解,为什么要这样正交分解?(等效且F 2做的功为零,有利于简化),得出的结论如何?问题5:可以将s 按丙-2进行正交分解吗?(可以)这样做有什么好处?(等效、方便、简化),得出的结论如何?与比较问题4说明了什么?(殊途同归)甲乙丙丙-1丙-2问题6:对功的一般公式W =FScos α是如何理解的?(①功是标量、过程量;②F 一般为恒力,可以是某一个力也可以是几个力的合力,但要求这个合力也是恒力,若作用力是变力,千万不能用;③S 为力F 作用时物体所发生的位移,不一定是力的方向上的位移;④α是F 与S 的夹角;⑤要计算功只要找恒力F 、S 和α就可以了,不必计较物体的做怎样的运动) 例1: 请找出计算功中的α(α的理解很重要,细节决定成败)例2:某足球运动员用200N 的力把质量为1㎏的球踢出去,球滚动了50m 停下来,g 取10m/s 2,则该运动员踢球做的功为多少?(注意学生会乱套公式,提醒学生怎样正确理解、运用功的一般公式)问题7:在用功的一般公式力对物体做功时,你发现了W 有正负了吗?怎么认识?若力对物体做功是负的,说明功的方向与运动方向或位移方向向反吗? (①当α<90°时,cos α>0,W >0,力做正功,力为动力;②当α=90°时,cos α=0,W =0,力不做功;③当90°<α<180°时,cos α<0,W <0,力做负功,力为阻力。
力做负功也可以说成物体克服力做正功。
)问题8:若力对物体做功是负的,说明功的方向与运动方向或位移方向向反吗?说明什么?(功是标量)那么这个负是什么意义?(力为阻力,说明能量的转化方向是物体向外转化)问题9:一个物体受到的力往往不是一个,而且往往有许多力对物体做功,那么如何求几个力对物体做的合功?(①先求各个力分别对物体所做功,再求其代数和;②先求出合外力,再求合外力做的功。
)例3:如图所示,质量为m=1Kg 的小物体,从长为5m 倾角为37°的斜面顶端静止释放,小物体与斜面间动摩擦因数为m=0.5,则在小物体从静止释放直至斜面底端的过程中。
求:小物体所受外力做的总功为多少?θ=30°θ=150° 37°m例4:将质量为m的物体竖直向上抛出,上升的最大高度为h,运动过程中空气对物体的阻力大小恒为f,则在物体从抛出直至落回到抛出点的过程中,重力对物体所做的功为,空气阻力对物体所做的功为,整个过程中外力对物体做的总功为。
作业:教材P62、3、4五、重力势能第七课时机械能守恒定律的应用【教学目标】【知识目标】1.知道应用机械能守恒定律解题的步骤以及用该定律解题的优点,会用机械能守恒定律解决简单的问题;2.能判断具体问题中物体系统的机械能是否守恒,明确应用机械能守恒定律分析问题的注意点;3.掌握用机械能守恒定律和动能定理、动量守恒定律综合解题的方法。
【能力目标】1.针对具体的物理现象和问题,正确应用机械能守恒定律;2.掌握解决力学问题的思维程序,学会解决力学综合问题的方法。
【教学目标】德育目标1.通过解决实际问题,培养认真仔细有序的分析习惯;2.具体问题具体分析,提高思维的客观性和准确性。
【教学重点】机械能守恒定律的应用【教学难点】正确判断对象在研究过程中机械能是否守恒,在应用时能找准始、末状态的机械能。
【教学方法】自学讨论与讲练结合。
【教学过程】导入新课上节课我们学习了机械能守恒定律,知道在只有重力做功的情形下,物体的动能和重力势能发生相互转化,但机械能的总量保持不变;在只有弹簧弹力做功的情形下,物体的动能和弹性势能发生相互转化,但机械能的总量保持不变。
本节课我们来学习机械能守恒定律的应用。
新课教学一.应用机械能守恒定律解题步骤 【例题1】一个物体从光滑斜面项端由静止开始滑下,如图。
斜面高1m ,长2m 。
不计空气阻力,物体滑到斜面底端的速度是多大? 解法一:用动力学运动学方法求解。
物体受重力mg 和斜面对物体的支持力FN ,将重力mg 沿平行于斜面方向和垂直于斜面方向分解,沿斜面方向根据牛顿第二定律有mgsin θ=ma得 a =gsin θ又sin θ=21=L h 故a =4.9 m/s2又aL v v t 2202=- 所以Vt =aL 2=29.42⨯⨯ m/s =4.4 m/s 。
解法二:用机械能守恒定律求解。
物体沿光滑斜面下滑,只有重力做功,物体的机械能守恒。
以斜面底端所在平面为零势能参考平面。
物体在初状态的机械能E1=Ep1+Ek1=mgh ,末状态的机械能E2=Ep2+Ek2=221mv 。
根据机械能守恒定律有mgh =221mv 所以gh v 2==4.4m/s 。
把两种解法相比较,可以看出,应用机械能守恒定律解题,可以只考虑运动的初状态和末状态,不必考虑两个状态之间的过程的细节,不涉及加速度的求解。
所以用机械能守恒定律解题,在思路和步骤上比较简单。
如果把斜面换成光滑的曲面(如右图),同样可以应用机械能守恒定律求解,而中学阶段则无法直接用牛顿第二定律求解。
【例题2】把一个小球用细线悬挂起来,就成为一个摆,如图。
摆长为L ,最大偏角为θ。
小球运动到最低位置时的速度是多大? 解析:这个问题在中学阶段无法直接用牛顿第二定律和运动学公式来处理,现用机械能守恒定律来求解。
小球受重力和悬线拉力,拉力始终垂直于小球的运动方向,不做功。
小球在摆动过程中,只有重力做功,所以机械能守恒。
选择小球在最低位置时所在的水平面为参考平面,小球在最高点时的机械能为E1=Ep1+E k1=mgL(1-cos θ),小球在最低位置时的机械能为E 2=E p2+E k2=221mv 。
根据机械能守恒定律有221mv =mgL(1-cos θ)所以)θc o s 1(2-=gL v另解:选择B 点所在的水平面作为参考平面时,小球在最高点时的机械能为E 1=E p1+E k1=0,小球摆球到达最低点时的,重力势能E p2=-mgh =-mgL(1-cos θ),动能E k2=221mv ,机械能E 2=E p2+E k2=221mv -mgL(1-cos θ)。
根据机械能守恒定律有0=221mv -mgL(1-cos θ)所以)θc o s 1(2-=gL v点评:由本题的求解过程可以看出,在应用机械能守恒定律解题时,参考平面的选择是任意的,与解题结果无关。
在具体解题时应视解题方便来选择参考平面。
由以上两例的求解可以归纳出应用机械能守恒定律解题的一般步骤如下: (1)确定研究对象例题1中以下滑的物体作为研究对象;例题2中以小球作为研究对象。
(2)对研究对象进行正确的受力分析例题1中的物体受到重力和斜面的支持力;例题2中的小球受到重力和悬线的拉力。
(3)判定各个力是否做功,并分析是否符合机械能守恒的条件 例题1中的物体所受的支持力与物体的运动方向垂直,不做功,物体在下滑过程中只有重力做功,所以机械能守恒;例题2中的小球所受的悬线的拉力始终垂直于小球的运动方向,不做功,小球在摆动过程中,只有重力做功,所以小球的机械能守恒。
(4)视解题方便选取零势能参考平面,并确定研究对象在始、末状态时的机械能。
(5)根据机械能守恒定律列出方程,或再辅之以其他方程,进行求解。
二.应用机械能守恒定律求解实际问题【例题3】在距离地面20m 高处以15m/s 的初速度水平抛出一小球,不计空气阻力,取g =10m/s2,求小球落地速度大小。