7.8 机械能守恒定律(公开课教案)
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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。
咐呼州鸣咏市呢岸学校第三高三物理一轮复习< 机械能守恒律>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.会正确推导物体在光滑曲面上运动过程中的机械能守恒,理解机械能守恒律的内容,知道它的含义和适用条件.3.在具体问题中,能判机械能是否守恒,并能列出机械能守恒的方程式。
过程与方法1.在具体的问题中判物体的机械能是否守恒.2.初步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,使学生树立观点,理解和运用自然规律,并用来解决实际问题.的机械能,尤其是分析、判断物体所具有的重力势能.3.用机械能守恒律解决具体问题.教学1.掌握机械能守恒律的推导、建立过程,理解机械能守恒律的内容.2.在具体的问题中能判机械能是否守恒,并能列出律的数学表达式.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探究、讲授、讨论、练习教具准备投影仪、细线、小球,带标尺的铁架台、弹簧振子.教学活动[课导入]师:我们已学习了重力势能、弹性势能、动能.这些不同形式的能是可以相互转化的,那么在相互转化的过程中,他们的总量是否发生变化?这节课我们就来探究这方面的问题.[课教学]一、动能和势能的相互转化师:现在看这样几个例子,分析各个物体在运动过程中能量的转化情况.(投影展示教材上的实例,包括自由下落的物体、沿光滑斜面向下运动的物体、竖直上抛的物体,这些物体最好是具体的实物,以增加学生学习的兴趣,减小问题的抽象性)师:我们先来看自由落体运动的物体,自由落体运动是一种最简单的加速运动,在这个运动过程中能量的转化情况是怎样的?生:在自由落体运动中,物体在下落的过程中速度不断增大,动能是增加的;而随着高度的减小,物体的重力势能是减少的.师:在竖直上抛运动的过程中,能量的转化情况又是怎样的?生:竖直上抛运动可以分成两个阶段,一个是上升过程的减速阶段,一个是下落过程的加速阶段,下落过程的加速阶段能量的变化过程和自由落体运动中能量的转化过程是一样的,动能增加,重力势能减少,因为这个阶段的运动实质上就是自由落体运动.在上升过程中,物体的动能减少,重力势能增加.师:物体沿光滑斜面上滑,在运动过程中受到几个力,有几个力做功,做功的情况又是怎么样的?生:在物体沿光滑的斜面上滑时,物体受到两个力的作用,其中包括物体受到的重力和斜面对它的支持力,这两个力中重力对物体做负功,支持力的方向始终和物体运动方向垂直,所以支持力不做功.师:在竖直上抛过程中能量的转化情况是怎样的?生:在竖直上抛过程中,先是物体的动能减少,重力势能增加,然后是重力势能减少,动能增加.师:我们下面再看这样一个例子:(演示:如图5.8—1,用细线、小球、带有标尺的铁架台做.把一个小球用细线悬挂起来,把小球拉到一高度的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点高的C点,如图5.8—1甲.如果用尺子在某一点挡住细线,小球虽然不能摆到C点,但摆到另一侧时,也能到达跟A点相同的高度,如图5.8—1乙)师:在这个小中,小球的受力情况如何?各个力的做功情况如何?这个小说明了什么问题?生:小球在摆动过程中受重力和绳的拉力作用.拉力和速度方向总垂直,对小球不做功,只有重力对小球能做功.证明,小球在摆动过程中重力势能和动能在不断转化.在摆动过程中,小球总能回到原来的高度.可见,重力势能和动能的总和不变.师:上面几个例子都是说明动能和重力势能之间的相互转化,那么动能和另外一个势能——弹性势能之间的关系又是什么呢?我们看下面一个演示.(演示,如图5.8—2,水平方向的弹簧振于.用弹簧振子演示动能和弹性势能的相互转化)师:在这个小中,小球的受力情况如何?各个力的做功情况如何?这个小说明了什么?(学生观察演示,思考问题,选出代表发表见解)生1: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.生2: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:上述几个例子中,系统的机械能的变化情况是怎样的?生:虽然动能不断地变化,势能也不断地变化,它们的变化该存在一个规律,即总的机械能是不变的.(课堂训练)如图5.8—3所示,桌面高为A,质量为m的小球从离桌面高为H处自由落下,不计空气阻力,假设桌面处的重力势能为零,那么小球落到地面前瞬间的机械能为…………………………………………( )A.mghB.mgHC.mg(H+h)D.mg(H—h)解析:机械能是动能和势能的总和,因为选桌面为零势舶面,所以开始时机械能为mgH,由于小球在下落过程中只受重力,所以小球在落地之前机械能守恒,即在下落过程中任意一个位置机械能都与开始时机械能相.答案:B师:刚刚这些例子只是半量地了解机械能内部动能和势能的转化情况,要想精确地解决这个问题,还需要进一步的研究.我们得到动能和势能之间可以相互转化,那么在动能和势能的转化过程中,动能和势能的和是否真的保持不变?下面我们就来量讨论这个问题.二、机械能守恒律师:我们来看这样一个问题:(投影课本23页图5.8—3的问题,学生自主推导结论,老师巡视指导,及时解决学生可能遇到的困难.投影学生的推导过程,和其他学生一起点评)物体沿光滑曲面滑下,只有重力对物体做功.用我们学过的动能理以及重力的功和重力势能的关系,推导出物体在A处的机械能和B处的机械能相.师:这个问题该怎样解决,结论是什么?生:推导的结果为:E k2 +E P2 =E k1 + E P1,即E1= E2.师:这个结论用文字表达该是什么?生:动能和重力势能可以相互转化,而总的机械能保持不变.师:这个结论的前提是什么?生:这个结论的前提是在只有重力做功的物体系统内.师:除了这样一个条件之外,在只有弹力做功的系统内,动能和弹性势能可以相互转化,而总的机械能不变.师(得出结论):在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能和弹性势能可以相互转化,总的机械能也保持不变,这就是机械能守恒律.为了熟悉机械能守恒律的解题步骤,我们看下面的例题.(投影展示课本23页例题,学生尝试解决这个问题,在解决问题中体会用机械能守恒律解决问题的一般步骤)把一个小球用细线悬挂起来,就成为一个摆,摆长为L,最大倾角为θ.小球到达最底端的速度是多大?师:这个问题该怎样分析?生:和刚刚举的例子一样,小球在摆动过程中受到重力和细线的拉力.细线的拉力与小球的运动方向垂直,不做功,所以整个过程中只有重力做功,机械能守恒.小球在最高点只有重力势能,没有动能,计算小球在最高点和最低点的重力势能的差值,根据机械能守恒律就能得到它在最低点的动能,从而计算出在最低点的速度.师:具体的解答过程是什么?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律方便.生2:用机械能守恒律解题,必须明确初末状态机械能,要分析机械能守恒的条件.师:下面总结一下用机械能守恒律解决问题的一般步骤.(投影学生总结的用机械能守恒律解题的一般步骤,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)生:可以分为以下几步进行:1.选取研究对象——系统或物体.2.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.恰当地选取参考平面,确研究对象在过程的初末状态时的机械能.4.根据机械能守恒律列方程,进行求解.师:它和动能理解题的相同点是什么呢?生:这两个理都可以解决变力做功问题和运动轨迹是曲线的问题.它们都关心物体初末状态的物理量.师:用动能理和机械能守恒律解题的不同点是什么?生:机械能守恒律需要先判断机械能是不是守恒,而用动能理时要求要比机械能守恒律条件要宽松得多.用机械能守恒律解决问题首先要规零势能面,而用动能理解决问题那么不需要这一步.师:刚刚同学们分析得都很好,机械能守恒律是一个非常重要的律,一要熟练掌握它.〔四〕实例探究☆对机械能守恒律条件的理解[例1]如下图,以下四个选项的图中,木块均在固的斜面上运动,其A、B、C中的斜面是光滑的,图D中的斜面是粗糙的,图A、B中的F为木块所受的外力,方向如图中箭头所示,图A、B、D中的木块向下运动,图C中的木块向上运动。
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7。
8 机械能守恒定律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高度,可见,弹性势能和动能的总和应该保持不变.即机械能保持不变。
总结:通过上述分析,我们得到动能和势能之间可以相互转化,那么在动能和势能的转化过程中,动能和势能的和是否真的保持不变?下面我们就来定量讨论这个问题。
2、机械能守恒定律质量为m 的物体自由下落过程中,经过高度h1的A点时速度为v1,下落至高度h2的B 点处速度为v2,不计空气阻力,取地面为参考平面,试写出物体在A 点时的机械能和B 点时的机械能,并找到这两个机械能之间的数量关系。
A 点 12121mgh mv E E E PA kA A +=+= B 点22221mgh mv E E E PB kB B +=+=根据动能定理,有21222121mv mv W G -=重力做功在数值上等于物体重力势能的减少量。
21mgh mgh W G -=由以上两式可以得到121222mgh mv 21mgh mv 21+=+即 1122p k p k E E E E +=+ 即 12E E =可见:在只有重力做功的物体系统内,动能和重力势能可以相互转化,而总的机械能保持不变。
机械能守恒定律一、教学设计思路高一的学生,还没有用守恒的观点分析问题和解决问题的习惯。
所以在教学开始,从生活实例出发,让学生观察现象,提出问题,找出动能、势能的相互转化的途径,力做正功势能转化为动能,力做负功动能转化为势能。
然后,引导学生提出猜想:在动能与势能相互转化的过程中总量保持不变!再通过实验探究和理论探究这两个环节理解机械能守恒定律及其条件,并步步加深,层层提高。
最后通过三道例题进一步巩固判断机械能守恒的条件,应用机械能守恒定律解题的步骤,体会它解题的优越性。
二、教学目标1.能够根据动能定理和重力做功与重力势能变化的关系,推导出机械能守恒定律,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,领会运用机械能守恒定律解决问题的优越性。
三、重点、难点1.机械能守恒定律是本章教学的重点内容,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.本节教学的难点是对机械能守恒定律条件的理解。
四、教学资源多媒体课件五、教学流程图应用六、教学过程(一)展示现象,发现问题。
观察下列现象,说出你想要提出的问题:1、跳台滑雪2、过山车3、拉弓射箭4、撑杆跳高总结学生提出的问题:1、动能和势能是怎样变化的?依据?2、动能和势能之间的转化是通过什么实现的?依据?(二)分析现象,解决问题依次分析以上四种现象,让学生讨论,后总结出:动能,重力势能和弹性势能科相互转化,是通过重力做功和弹力做功来实现的,做正功势能转化为动能,做负功动能转化为势能。
(三)解决旧问题,产生心问题动能和势能在相互转化的过程中有没有规律科循呢?若有,应遵循什么规律?(四)实验探究让学生观察1、弹簧振子从C—O—B的过程能量如何转化,在C,B两个状态的能量关系?2、单摆在没有钉子和有钉子时,左右能摆到的最高点一样说明什么?(五)理论探究现在,我们以自由落体运动为例来研究动能和重力势能相互转化的情况,证明机械能守恒定律,如图,小球从某高处自由下落,经过任意两点A、B,设在A点速度为V1,高度为h1,在B 点速度为V2,高度为h2,分析1、小球做什么运动?2、小球受几个力的作用?3、力做不做功?由动能定理:W G =1/2mv22-1/2mv12mg(h1-h2)=1/2mv22-1/2mv12mgh1+1/2mv12=mgh2+1/2mv22讨论:①mgh1、1/2mv12、mgh2、1/2mv22意义②mgh1+1/2mv12, mgh2+1/2mv22是什么?③由于A,B是任意选择的,所以在整个过程中机械能守恒。
课题:§7.8机械能守恒定律一、教学目标:1、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)掌握机械能守恒定律的内容及得出过程;(3)会根据机械能守恒的条件判断机械能是否守恒,能运用机械能守恒定律解决有关问题,并领会运用机械能守恒定律解决问题的优越性。
2、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,分析物理问题。
3、情感、态度与价值观通过机械能守恒定律的教学,使学生树立科学的观点,理解和运用自然界客观存在的规律,来解决生活中的实际问题。
二、教学重点:(1)掌握机械能守恒定律的内容及其条件。
(2)能在具体问题中判断机械能是否守恒,并能运用机械能守恒定律解决问题。
三、教学难点:从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件;能正确判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒。
四、教学方法:演绎推理法、分析归纳法、交流讨论法、探究式教学法。
五、教学工具:多媒体课件、细线、小球、带标尺的铁架台、弹簧振子六、教学过程设计:(一)引入新课演示实验1:学生总结:重力势能与动能可以相互转化.问题猜想:过程中,哪个量守恒?(二)新课教学板书:一、机械能投影机械能的概念、表达式、特点(标量、相对量)问题:如何从理论上证明以上猜想学生阅读教材76页并总结回答投影展示推导过程演示实验2:学生总结现象,并分析导致与实验1现象不同的原因教者总结:演示实验3:弹性轨道的形变学生总结:形变的弹性轨道具有弹性势能演示实验4:弹簧振子学生总结:弹性势能与动能可以相互转化.教者总结:板书并投影:二、机械能守恒定律1、内容2、表达式3、条件(三)例题分析,总结判断机械能守恒的条件及应用机械能守恒定律的一般步骤(四)课堂小结七、典型例题:例题1、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)(以地面为参考面或者以抛出点为参考面)(1)小球在刚释放时机械能为:(2)小球落到地面前瞬间的机械能应为:例题2、在下列实例中运动的物体,不计空气阻力,试判断机械能是否守恒。
《机械能守恒定律》教案一、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《机械能》第八节的教学内容,主要学习机械能的定义、机械能守恒定律,掌握推导机械能守恒定律的方法,本节内容是本章的主要内容,占有重要地位。
二、教学目标知识与技能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.会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.3.应用机械能守恒定律解决具体问题.三、教学重点难点教学重点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机械能。
四、教学方法探究、讲授、讨论、练习五、课前准备1.学生的学习准备:预习《机械能守恒定律》,并填写学案。
2.教师的教学准备:多媒体课件制作,课前预习学案,课内探究学案,课后延伸拓展学案。
3.教具准备:投影仪、细线、小球,带标尺的铁架台、弹簧振子,滚摆,斜面,滑块。
六、课时安排:1课时七、教学过程(一)预习检查、总结疑惑(二)情景导入、展示目标。
教师首先提问:思考1:动能和势能的相互转化是否存在某种定量关系,遵守什么规律呢?思考2:机械能守恒需要什么条件?设计意图:步步导入,吸引学生的注意力,明确学习目标。
(三)合作探究、精讲点拨。
探究一:动能和势能的相互转化师:现在大家看这样几个例子,分析各个物体在运动过程中能量的转化情况.(投影展示教材上的实例,包括自由下落的物体、沿光滑斜面向下运动的物体、竖直上抛的物体等等,这些物体最好是具体的实物,以增加学生学习的兴趣,减小问题的抽象性)师:我们先来看自由落体运动的物体,自由落体运动是一种最简单的加速运动,在这个运动过程中能量的转化情况是怎样的?生:在自由落体运动中,物体在下落的过程中速度不断增大,动能是增加的;而随着高度的减小,物体的重力势能是减少的.师:在竖直上抛运动的过程中,能量的转化情况又是怎样的?生:竖直上抛运动可以分成两个阶段,一个是上升过程的减速阶段,一个是下落过程的加速阶段,下落过程的加速阶段能量的变化过程和自由落体运动中能量的转化过程是一样的,动能增加,重力势能减少,因为这个阶段的运动实质上就是自由落体运动.在上升过程中,物体的动能减少,重力势能增加.师:物体沿光滑斜面上滑,在运动过程中受到几个力,有几个力做功,做功的情况又是怎么样的?生:在物体沿光滑的斜面上滑时,物体受到两个力的作用,其中包括物体受到的重力和斜面对它的支持力,这两个力中重力对物体做负功,支持力的方向始终和物体运动方向垂直,所以支持力不做功.师:在竖直上抛过程中能量的转化情况是怎样的?生:在竖直上抛过程中,先是物体的动能减少,重力势能增加,然后是重力势能减少,动能增加.师:我们下面再看这样一个例子:(演示:如图5.8—1,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5.8—1甲.如果用尺子在某一点挡住细线,小球虽然不能摆到C点,但摆到另一侧时,也能达到跟A点相同的高度,如图5.8—1乙)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?这个小实验说明了什么问题?生:小球在摆动过程中受重力和绳的拉力作用.拉力和速度方向总垂直,对小球不做功,只有重力对小球能做功.实验证明,小球在摆动过程中重力势能和动能在不断转化.在摆动过程中,小球总能回到原来的高度.可见,重力势能和动能的总和不变.师:上面几个例子都是说明动能和重力势能之间的相互转化,那么动能和另外一个势能——弹性势能之间的关系又是什么呢?我们看下面一个演示实验.(实验演示,如图5.8—2,水平方向的弹簧振于.用弹簧振子演示动能和弹性势能的相互转化)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?这个小实验说明了什么?(学生观察演示实验,思考问题,选出代表发表见解)生1: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.生2: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:上述几个例子中,系统的机械能的变化情况是怎样的?生:虽然动能不断地变化,势能也不断地变化,它们的变化应该存在一个规律,即总的机械能是不变的.探究二:机械能守恒定律师:我们来看这样一个问题:(投影课本23页图5.8—3的问题,学生自主推导结论,老师巡视指导,及时解决学生可能遇到的困难.投影学生的推导过程,和其他学生一起点评)物体沿光滑曲面滑下,只有重力对物体做功.用我们学过的动能定理以及重力的功和重力势能的关系,推导出物体在A处的机械能和B处的机械能相等.师:这个问题应该怎样解决,结论是什么?生:推导的结果为:E k2 +E P2 =E k1 + E P1,即E1= E2.师:这个结论用文字叙述应该是什么?生:动能和重力势能可以相互转化,而总的机械能保持不变.师:这个结论的前提是什么?生:这个结论的前提是在只有重力做功的物体系统内.师:除了这样一个条件之外,在只有弹力做功的系统内,动能和弹性势能可以相互转化,而总的机械能不变.师(得出结论):在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能和弹性势能可以相互转化,总的机械能也保持不变,这就是机械能守恒定律.为了熟悉机械能守恒定律的解题步骤,我们看下面的例题.(投影展示课本23页例题,学生尝试独立解决这个问题,在解决问题中体会用机械能守恒定律解决问题的一般步骤)把一个小球用细线悬挂起来,就成为一个摆,摆长为L,最大倾角为θ.小球到达最底端的速度是多大?师:这个问题应该怎样分析?生:和刚才举的例子一样,小球在摆动过程中受到重力和细线的拉力.细线的拉力与小球的运动方向垂直,不做功,所以整个过程中只有重力做功,机械能守恒.小球在最高点只有重力势能,没有动能,计算小球在最高点和最低点的重力势能的差值,根据机械能守恒定律就能得到它在最低点的动能,从而计算出在最低点的速度.师:具体的解答过程是什么?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)生:可以分为以下几步进行:1.选取研究对象——系统或物体.2.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.恰当地选取参考平面,确定研究对象在过程的初末状态时的机械能.4.根据机械能守恒定律列方程,进行求解.师:它和动能定理解题的相同点是什么呢?生:这两个定理都可以解决变力做功问题和运动轨迹是曲线的问题.它们都关心物体初末状态的物理量.师:用动能定理和机械能守恒定律解题的不同点是什么?生:机械能守恒定律需要先判断机械能是不是守恒,而应用动能定理时要求要比机械能守恒定律条件要宽松得多.应用机械能守恒定律解决问题首先要规定零势能面,而用动能定理解决问题则不需要这一步.师:刚才同学们分析得都很好,机械能守恒定律是一个非常重要的定律,大家一定要熟练掌握它.实例探究对机械能守恒定律条件的理解[例1]如图所示,下列四个选项的图中,木块均在固定的斜面上运动,其中图A、B、C 中的斜面是光滑的,图D中的斜面是粗糙的,图A、B中的F为木块所受的外力,方向如图中箭头所示,图A、B、D中的木块向下运动,图C中的木块向上运动。
7.8 机械能守恒定律教学目标一、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.会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。
二、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。
三、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。
教具细线、小球、带标尺的铁架台。
教学过程一、引入新课教师活动:课件展示翻滚过山车的精彩片断,激发学生学习的兴趣,引出本节课的学习内容。
在学生观看过山车的同时,教师提醒学生分析过山车在运行过程中动能和势能的变化情况。
我们已学习了重力势能、弹性势能、动能,这些不同形式的能是可以相互转化的,那么在相互转化的过程中,他们的总量是否发生变化?这节课我们就来探究这方面的问题。
二、新课教学(一)动能与势能的相互转化教师:我们下面看这样一个例子:演示:见教材图7.8-1,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,如果用尺子在某一点挡住细线,小球虽然不能摆到C点,但摆到另一侧时,也能达到跟A点相同的高度。
教师: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?这个小实验说明了什么问题?教师总结:小球在摆动过程中受重力和绳的拉力作用。
7.8 机械能守恒定律(公开课教案)
织金三中 王丹宜
【教学目标】
1.知识与技能
知道机械能的概念,能确定机械能的大小。
掌握机械能守恒定律,知道它的含义和适用条件。
2.过程与方法
在具体问题中,能判断机械能是否守恒,并能列出机械能守恒方程式。
3.情感态度与价值观
初步掌握用机械能守恒定律解决力学问题。
【教学重点】1. 机械能。
2. 机械能守恒定律以及它的含义和适用条件。
【教学难点】机械能守恒定律以及它的含义和适用条件。
【教学内容】
一、新课引入
前面我们学习了重力势能和动能,当在只有重力做功的情况下会有什么规律呢?
二、新课讲授
(一)、机械能E
1.定义: 2.表达式:E=EK+EP
3.注意:①机械能是即时量。②机械能是标量。
③机械能具有相对性,因为势能具有相对性(须确定零势能参考平面),所以机械
能也具有相对性。另外与动能相关的速度也具有相对性(应该相对于同一惯性参考
系,一般是地面)。
4.机械能的几种不同形式之间可以相互转化。
法制教育:《中华人民共和国民法通则》建筑物或者其他设施及建筑物上的搁置物,
悬挂物发生倒塌、脱落、坠落造成他人损害的,它的所有热或者管理人要承担民
事责任,但能够证明自己没有过错的除外。
( 二)、机械能守恒定律
1.推导: 2.定律的表述:
3.表达式:EK2+EP2=EKl+EPl 或者E2=E1
4.适用条件:只有系统内的重力或弹簧弹力做功,其他力不做功或做功的代
数和为零。
5.物理意义:定律包含两层意思:一是机械能的几种不同形式(动能与势能)
之间相互转化,其转化的条件是系统内的重力或弹簧的弹力做功。二是机械能的
总量保持不变,其条件是只有系统内的重力或弹簧的弹力做功。“守恒”是一个动
态概念,指在动能和势能相互转化的整个过程中的任何时刻、任何位置的机械能
的总量总保持恒定不变。
6. 对定律的理解:
(1)机械能守恒定律指出了重力和弹性力对物体(或系统)的做功过程,必然伴
随着物体(或系统)的动能和势能、或势能和动能之间相互转化的过程。 (2)
机械能守恒的条件必须是“只有重力和弹性力做功.没有其他外力做功”。不能把
定律的成立条件说成是“只有重力和弹性力的作用”,“作用”与“做功”是不同
的两个物理概念,不能相混.
(3)机械能守恒是针对一个系统而言的,不能对单个物体运用。
(4)除重力弹力以外的其他力对物体做功多少,是物体机械能变化的量度。
三、如何判断机械能是否守恒
(1)确定好研究对象和研究范围(哪个系统?哪一段物理过程?)。
(2)分析系统所受各力的情况及各力做功的情况
(3)在下列几种情况下,系统机械能守恒
①物体只受重力或弹簧弹力作用;
②只有系统内的重力或弹簧弹力做功,其他力均不做功;
③虽有多个力做功,但除系统内的重力或弹簧弹力以外的其他力做功的代数
和为零;
④系统跟外界没有发生机械能的传递,系统内外也没有机械能与其他形式能
之间的转化。
【例一】在下列实例中,不计空气阻力,机械能守恒的是( )
A.作自由落体运动的物体。B.小球落在弹簧上,把弹簧压缩后又被弹起。
C.沿光滑曲面自由下滑的物体。D.起重机将重物匀速吊起。
【例二】如图所示,两个质量相同的物体A和B,在同一高度处,A物体自由落下,
B物体沿光滑斜面下滑,则它们到达地面时(空气阻力不计)( )
A.速率相同,动能相同。
B.B物体的速率大,动能也大。
C.A、B两物体在运动过程中机械能都守恒。
D.B物体重力所做的功比A物体重力所做的功多。
【例三】在水平地面上以10m/s的初速度斜向上方抛出一个石块,一次初速度的
方向与地面成60°角,另一次与地面成30°角,石块落回地面时速度的大小是否
相同,各是多大?
【例四】用一根长l的细线,一端固定在项板上,另一端拴一个质量为m的小球。
现使细线偏离竖直方向α角后,从A处无初速地释放小球(如图),试问:
(1)小球摆到最低点O时的速度?
(2)小球摆到左方最高点的高度(相对最低点)?
(3)若在悬点正下方P处有一钉子,O′P=l/3,则小球碰钉后,向左摆动过程中
能达到的最大高度有何变化?
四、课堂小结:按板书小结
五、作业:完成练习
六、板书设计:
第八节 机械能守恒定律
一、机械能E
1.定义: 2.表达式:E=EK+EP
3.注意:①机械能是即时量。②机械能是标量。
③机械能具有相对性, 4.机械能的几种不同形式之间可以相互转化。
二、机械能守恒定律
1.推导: 2.定律的表述:
3.表达式:EK2+EP2=EKl+EPl 或者E2=E1
4.适用条件:只有系统内的重力或弹簧弹力做功,其他力不做功或做功的代
数和为零。
5.物理意义:的总量总保持恒定不变。
机械能守恒定律教学反思
机械能守恒定律是本章的重点,学生对定律的得出、含义、适用条件应该有
明确的认识。这是能够用这个定律解决实际问题的基础,教学中首先要重视这些
内容,因此,我分三步完成机械能守恒定律第一课时的教学:第一步要使学生理
解动能和势能之间可以通过力做功实现相互转化,第二步从理论上推导机械能守
恒定律,第三步要使学生理解机械能守恒定律成立的条件。
1、动能与势能之间的相互转化
这部分内容教材的编写特点是很注意从生活中的典型实例入手导入课题。
通过实例的分析,使学生了解势能和动能相互转化的定性关系,知道一
种能量减少,必然导致另一种能量的增加;然后提出动能和势能转化有什么定量
关系,让学生进行讨论与交流并提出猜想,调动学生的积极性,培养学生的合作
意识与交流能力,加强师生的互动性。不足之处在于,由于担心时间进度,处理
不是很细致,提出的问题层次性不强。
2、机械能守恒定律的理论推导
实际的课堂教学中,学生的理论推导过程用时应该较长,教师应该细致观察
学生的推导进度,掌握好时间。
学生通过自行推导得出机械能守恒定律,要引导学生做好讨论和交流,展示
自己的推导结果。
3、机械能守恒定律的适用条件
学生对机械能守恒定律的适用条件应该有明确的认识,并且会根据适用条
件判断具体过程中机械能是否守恒,这是应用机械能守恒定律解决问题的前
提。1、物体只受重力(或弹力)作用;2、物体除受重力(或弹力)外,还受
其他力作用,但其他力不做功或代数和为零。
从学生的学习情况来看,这部分内容的处理基本达到了教学设计的要求,
学生能够判断一些简单情景中机械能是否守恒。不足之处在于,所举的实例难
以涵盖所有的情景,课堂时间有限,难以展开讲解。所以,在今后教学中,我
应该注重基本方法和基本思路的形成,培养学生独立分析的能力。只有让学生
掌握了最基本和最朴实的物理思想方法,才能以不变应万变,真正做到让学生
举一反三,提高学习效率。
机械能守恒定律说课稿
一、说教材
1、教材的地位、作用及特点
①在教学中的地位和作用:机械能守恒定律属物理规律教学,是对功能关系的
进一步认识,是学生理解能量的转化与守恒的铺垫,为今后学习动量守恒、电
荷守恒打下基础。②在高考中的地位:它结合动量守恒定律是解决力学综合题
的核心,而这类问题又常伴随着较为复杂的运动过程和受力特点是充分考查学
生抽象思维能力、分析能力、应用能力的关键点,所以在高考中也是必考点—
—占整个力学部分的30%左右。
2、重点、难点
根据教材安排特点及新课标的要求特定:
①重点:机械能守恒定律的推理分析过程,定律的内容及条件
②难点:能正确判定研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒
二、说学生
目前的学生经过了势能、动能定理的学习,已会一些基本模型的建立。
三、说学法
1、在具体的物理情景及老师的引导下进行探究式学习,体现由物讲理的基本方
法。
2、学生应当在具体的物理情景中学会思考与分析,演绎推理、归纳与总结。
四、教学过程(程序)
(一)、引入环节:1、知识铺垫—复习
① ①已经学习了动能、势能,还知道他们可以相互转化。(可举例)。②动能定
理的内容是?重力做功与重力势能变化的关系是?
2、概念介绍与目标明确
① 把动能和势能(包括重力势能、弹性势能)统称为机械能。②本节课就研究
动能与势能转化过程中其总和满足什么特点?
〈这就是我们本节课我们要研究的问题,同时板书标题〉
(二)、演示实验
(三)、定性分析初得结论
(四)、设问;现实物理世界存在大量动能和势能转化的实例,如自由落体、竖直
上抛及物体沿光滑斜面下滑等,在这些实例中物体的动能和势能相等是否又具有
普遍性(即转化过程中的任意位置)呢?必须经过严密的论证。
(五)、学生(在老师的指导下)进行实例探究演绎:1、物体的受力如何?
2、各力做功怎样?
3、根据已有的动能定理知识能否推证出我们要的结论(EA=EB)?
(六)、教学总结及作业布置