《机械能》
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《机械能》教材分析
一、本章概述
功和能的概念是物理学中的基本概念,它和机械能守恒定律是学习各种不同形式的能量转化规律的起点,也是运动学和动力学知识的进一步综合和展开。
功和能量的转化关系不仅为解决力学问题开辟了一条重要道路,同时也是分析解决电磁学、热学等现象的重要依据。
解决力学问题,从能量的观点入手分析,可以不涉及整个过程作用的细节,只涉及起始状态和终了状态。既避免了直接应用牛顿定律所遇到的困难,同时也简化了解决问题的步骤。
二、本章的叙述特点
1、逐步加深理解功和能的概念及功能关系
2、在讲解功、功率、动能、重力势能、机械能守恒定律时都充分考察了初中学过的知识,并在此基础上定量展开。
3、在介绍有关知识时,注意知识的扩展,把知识讲活,如讲功的计算时,介绍了物体在变力作用下做功的思路;讲解动能定理时,指出不论是恒力还是变力,也不论物体是否做直线运动,动能定理都成立等。
三、三维教学目标
(1)知识与能力
1、理解功是能量变化的量度(举例),理解功和功率。生产生活中常见机械功率的大小及意义。
(例:分析力与移动方向不在一直线时力的功)
(例:分析功率一定时,牵引力与速度的关系)
2、理解重力势能。重力做功与重力势能变化的关系。
探究弹性势能的影响因素。
3、通过实验探究恒力功与物体动能变化的关系,理解动能定理。
(例:用打点计时器或光电计时器探究恒力功与物体动能变化的关系,从牛顿第二定律导出动能定理)
4、理解机械能守恒定律,验证机械能守恒定律。
5、能量守恒及能源。
(例:评价核能的好处和问题)
(2)过程与方法
1、通过探究活动进一步了解微元法、图象法等方法,打点计时器的使用及纸带处理的方法。
2、通过物理概念的建立过程学习物理研究的方法。
3、培养学生用能量思想分析问题及解决问题的方法,并比较与动力学方法的优劣。
(3)情感、态度与价值观
1、通过理论及实验等探究活动培养学生学习物理的兴趣。理论联系实际,体验生活中的物理。
2、通过日常生活及社会实践活动,认识能源对人类发展的重要作用。
四、本章教材的地位
1、牛顿定律的延续和深入
课本通过引入功和能的概念及功和能之间的关系,在牛顿运动定律和运动学的基础上, 得出动能、重力势能的表达式以及动能定理、机械能守恒定律两个重要规律。
2、高中物理的基础之一
解决力学问题,特别是比较复杂的曲线运动和一些非匀变速运动问题用能量的观点来分析,往往会带来方便,是牛顿定律所不能取代的。能量的思想是整个高中物理的基础。
五、单元划分
第一单元:功和功率
第二单元:功和能,动能、动能定理和重力势能
第三单元:机械能守恒定律及其应用
六、教学建议
1、依托初中知识展开,降低教学难度
本章在讲解功、功率、动能、重力势能、机械能守恒定律时,都是在复习初中知识的基础上展开的。
2、依托已有的动力学知识,遵循学生的认知规律。
功的一般公式、动能定理、机械能守恒定律,都是在恒力、直线运动的情况下推导出来的,但不限于恒力或直线运动,教学中要遵循学生的认知规律,循序渐进,逐步拓展。 3、抓住功能关系这一主要线索讨论研究问题,重视意义建构。
4、开展理论探究与实验探究,形成科学的思想方法。