高中物理《机械能守恒定律》教案
机械能守恒定律教学设计
《8.4机械能守恒定律》教学设计(XXXX中学 XXX)课题机械能守恒定律授课对象高中一年级教材来源人教版高中物理必修二第八章第4节课时安排1课时教学方法探究法、实验法、讨论法、归纳法相结合的启发式教学方法。
教学目标知识与技能1. 识记机械能守恒定律的内容;2. 知道机械能守恒条件并会判断。
能力与方法1. 掌握研究物理过程的方法:提出问题→实例探究→发现结论→理论推证→总结规律→应用并领悟物理规律;2. 学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象。
情感态度与价值观通过机械能守恒的教学,使学生树立科学的价值观,理解和运用自然规律,来解决实际问题。
教学重难点重点1. 掌握机械能守恒定律的推导;2. 认识并理解机械能守恒定律的内容。
难点1.理解机械能守恒定律的条件;2. 学会探究机械能守恒定律的方法。
教学媒体与资源多媒体课件、过山车模型、重力加速度测试仪、计时计数测速仪(MUJ-5C)、通用电脑式毫秒仪(HMS-2)、WL-05型物理天平、砝码、小球。
教学过程教师活动学生活动及设计思想一、创设情景引入新课播放过山车视频,并提出问题:翻滚过山车为什么能完成一系列有惊无险的运动呢?为了便于研究山车的运动情况,同时演示模型实验。
演示实验时,适当引导学生给出探究方向:小球在运动中,那些能量发生了变化?通过学生的回答很好的解释了“翻滚过山车为什么能完成一系列有惊无险的运动”这一问题。
进而设置问题:既然动能和势能可以相互转化,那么在转化的过程中其总和机械能是否发生变化呢?活跃课堂气氛,集中学生注意力。
引发学生思考,请一位同学回答(小球的重力势能转化为动能)。
引入课题二、设计实验探究规律以自由落体运动为例,分析物体下落的过程中重力势能与动能都发生变化,紧接着提出问题:物体的机械能是否也会发生变化呢?鉴于同学们各执己见,不防提出猜想:假设其机械能保持不变。
实验探究:提问:欲探究机械能的大小需测量哪几个物理量?选用仪器:依据m、v、h这三个参量,选用:物理天平、重力加速度测试仪、计时计数测速仪、通用电脑式毫秒仪、砝码、小球等器材。
机械能守恒定律教学设计
篇一:机械能守恒定律教学设计《机械能守恒定律》教学设计【课题】机械能守恒定律【课型】新授课【课标解读】普通高中物理课程标准要求:通过实验,验证机械能守恒定律.理解机械能守恒定律.用机械能守恒定律分析有关问题.关键词是:实验、理解、分析问题.关于验证机械能守恒定律的验证过程可以放在下一课时进行.所以本节课在引入、实验探究、理论探究和实际应用等各环节都要充分利用生产和生活中的问题.为了让学生理解机械能守恒定律,要充分发挥学生的自主能动性,让学生自主推导定律,并总结出机械能守恒定律的条件,然后进行巩固练习.【高考考试说明】ⅱ级要求【学情分析】通过初中的学习学生已经知道什么叫机械能,机械能的构成因素.通过前几节内容的学习,学生在此前已经历了探究守恒量,重力势能的概念和弹性势能的表达式的学习,学生知道了重力做功会引起重力势能的变化,弹簧的弹力做功将使弹性势能发生变化,合外力的功将引起物体动能的变化.学生对于初中阶段学过的一些定性的东西逐渐找到了定量方面的联系,对功能关系的认识加深了,也萌发了继续探究的兴趣.那么,在动能、重力势能和弹性势能都参与转化的过程中,情况又将如何呢?这是学生急待解决的问题,机械能守恒定律的建立也倒了水到渠成的时候了.【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《机械守恒定律能》第八节的内容.本章逻辑结构是:“追寻守恒量”从上位概念是为引入能量概念为目的,从下位概念是揭示机械能守恒,基于学生认知发展顺序,教材采取了不完全归纳的思维体系,第四节到第七节“重力势能”“探究弹性势能的表达式”“实验:探究功与速度的变化关系”“动能和动能定理”是关于功和能关系的具体讨论.重力势能的概念和弹性势能的表达式的学习,学生知道了重力做功会引起重力势能的变化,弹簧的弹力做功将使弹性势能发生变化,合外力的功将引起物体动能的变化.该课节是对前面几节的综合.机械能守恒定律一节的内容与本章其他各节的内容有紧密的逻辑关系,是全章知识链中重要的一环,机械能守恒定律的探究建立在前面所学知识的基础上,而机械能守恒定律又是普遍的能量守恒定律的一种特殊情况,守恒定律在物理学理论和实际应用中都十分重要.教学过程回顾已学知识,通过几个具体事例,先明确动能和势能的相互转化关系,引出对机械能守恒定律及守恒条件的理论探究,联系重力势能变化跟重力做功以及弹性势能变化跟弹力做功的关系的知识,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.本节教学内容的重点是通过机械能守恒定律的推导知道机械能守恒定律的内涵,理解机械能守恒定律的条件,学会应用机械能守恒定律解决实际问题;而正确分析物体系统所具有的机械能,判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒,以及定律的应用是学生学习中的难点.在教学设计时,力图通过生活和生产中的实例,展示相关情景,既激发学生的求知欲,又使学生体会到“物理就在我身边,身边处处有物理’,体现“从生活中学习物理,物理应用于生活”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,并通过规律的应用巩固知识,初步运用机械能守恒定律解释物理现象,体会自然界中的守恒规律和科学中的守恒思想,体会物理规律对生产和生活实践的作用,领悟运用机械能守恒定律解决问题的优越性,形成科学价值观.【不同版本比较】沪科版:必修二第四章《能量守恒与可持续发展》中的第二节《研究机械能守恒定律》,教材先介绍了机械能的概念,通过重锤下落分析论证机械能守恒定律,然后通过两个方案进行实验验证,然后应用机械能守恒定律分析生活中的一些问题.司南版:必修二第二章《能的转化与守恒》中的第三节《能量守恒定律》,教材先运用实验进行动能和重力势能的转化和守恒关系的探究,再通过自由落体运动进行理论推导,然后进行应用.人教版:人教版必修二第七章《机械能守恒定律》第八节《机械能守恒定律》,教材先通过生活实例分析了动能和势能的相互转化,再利用小球沿光滑曲面滑下的过程进行理论推导,然后解决一些实际问题.下一节再通过实验验证机械能守恒定律.与旧教材相比,过去是计算物体自由下落时的能量,从而得知机械能守恒,进而推广到普遍的机械能守恒定律.新教材重视理论联系实际,增加了许多生活中的实例,先定性地分析若干具体事例,猜测动能与势能在变化过程中的定量关系,然后定量计算物体只在重力作用下动能和势能各自的变化情况以及总机械能的不变性,最后得出机械能守恒的定量关系.综上所述,我认为人教版的安排更合理,因为在有理论推导的情况下,无论是探究性实验还是验证性实验,都很难在一个课时完成目标.另外在三个版本的教材中,都对机械能守恒定律的适用条件一带而过,而这恰是本节的难点,所以本节课在理论推导的过程中从不同情景来得到规律,进而得到适用条件,这对于学生全面理解和应用机械能定都是有利的.【教学目标】1.通过对生活中一些常见现象的观察与分析进一步明确机械能的各种形式,能够利用动能和势能之间的相互转化来分析一些现象产生的原因.2.能够利用动能定理和重力做功与重力势能变化间的关系,通过自主与合作相结合的方式推导出机械能守恒定律的表达式,总结出机械能守恒的条件,并能利用精确的语言表述出机械能守恒定律的内容.3.能够运用机械能守恒定律分析生活中一些常见的物理现象,并能将其转化为简单的物理模型,领悟运用机械能守恒定律解决问题的优越性.4.通过理论推导和对生活中一些物理现象的分析,进一步体会功是能量转化的量度,能够从机械能有没有和其它形式的能发生相互转化的角度进一步理解机械能守恒.【教学重点、难点】1.通过物理现象的分析和机械能守恒定律的推导过程,能理解机械能守恒定律的内容和守恒的条件.2.会判定具体问题中机械能是否守恒,能运用机械能守恒定律分析一些简单的实际问题.【评价目标】1.通过课堂引入的视频、演示实验等完成教学目标1;2.通过实验推导和理论推导的过程完成教学目标2;3.通过实际应用、目标3评价和课后作业等完成教学目标3;4.通过单摆的演示实验,理论推导的过程,实际应用、课堂引入、目标4评价等完成教学目标4.【教学方法】自主思考、合作探究、即时评价.【教学过程】【创设情境,导入新课】【目标1】通过对生活中一些常见现象的观察与分析进一步明确机械能的各种形式,能够利用动能和势能之间的相互转化来分析一些现象产生的原因.播放世界上最美的瀑布、全球最陡的过山车运动、何雯娜2008年奥运会蹦床决赛等视频,把学生引入相关情景并激发学生的兴趣.上述视频中,能量分别是怎样转化的?【温故知新】1.动能定理的内容和表达式是什么?2.重力所做的功与物体重力势能有什么关系?3.弹簧的弹力做的功与弹簧弹性势能有什么关系?4.在能量转化的过程中,功扮演着怎样的角色?动能、重力势能、弹性势能之间可以相互转化,具有密切的联系,我们把它统称为机械能.动能和势能的转化是否存在某种定量关系?请看下面的实验.【实验探究】如图所示的装置,悬挂摆球的铁架台上固定一只水平放置的横杆,实验时:调整横杆的高度使小球从不同位置摆动,观察小球摆动的情况.用一把直尺在p点挡住悬线,看看这种情况下小球所能达到的最大高度.分析:(1)分析小球在摆动过程中受力情况,各力做功情况.(2)在小球的摆动过程中能量如何转化?教师总结:实验中小球在摆动过程中通过重力做功,势能与动能互相转换.小球下降时:重力做正功,重力势能减少,动能增加;小球上升时:重力做负功,重力势能增加,动能减少.【设问】小球摆动过程中总能回到原来高度,好像“记得”自己原来的高度,说明什么?说明在摆动过程中有一个物理量是保持不变的,是什么呢?重力势能与动能的总和保持不变,也就是机械能保持不变.要想实现这一不变,前提条件是什么?下面我们从理论上研究一下,生活中很多的物理情景在忽略一些次要因素的时候,都可以简化为我们熟悉的物理模型.比如下落的物体在忽略空气阻力时可以简化成自由落体运动,高空滑雪运动员在飞翔时可以简化成平抛运动,滑雪运动员在倾斜的赛道上比赛时可以简化成沿光滑斜面的运动,极限运动员在u型赛道上比赛时可以简化成沿光滑曲面下滑的运动,还有在弹簧的作用下小球的运动也可以简化成如下运动.下面请大家根据学案中提供的物理情景以及简化的模型,完成学案表格中的问题.【理论探究】【目标2】能够利用动能定理和重力做功与重力势能变化间的关系,通过自主与合作相结合的方式推导出机械能守恒定律的表达式,总结出机械能守恒的条件,并能利用精确的语言表述出机械能守恒定律的内容.1.创设情景,任意选两个位置,让学生分析受力和运动情况,机械能及相互转化情况,然后完成学案中的表格,请把过程写在表格中.(全班分成5个大组,每个小组完成一个情景)情景1.一个自由下落的物体,由a位置运动到b位置,可以得到以下能量关系:情景2. 滑雪运动员腾空飞跃建立模型:一个做平抛运动的物体,由a位置运动到b位置,可以得到以下能量关系:情景3. 滑雪运动员在倾斜赛道上的运动建立模型:一个沿光滑斜面下滑的物体,由a位置运动到b位置,可以得到以下能量关系:情景4. u型篇二:机械能守恒定律教学设计教学设计学校名称:《机械能守恒定律》教学设计1235篇三:机械能守恒定律教学设计《机械能守恒定律》教学设计一、教学三维目标:【知识与技能】1、知道机械能的概念,理解物体的动能和势能可以相互转化;2、理解机械能守恒定律的内容和守恒条件;1、通过实例分析,让学生体会能量的相互转化;2、通过定量计算,让学生感受机械能守恒是有条件的;3、通过机械能守恒条件的初步探究,让学生理解,做功和作用的区别;二、教学重点与难点:【教学重点】机械能守恒条件的教学【教学难点】机械能守恒定律的理论推导三、教学过程:(一)新课引入:实验1:(激疑)钢球用细绳悬起,请一同学靠近,将钢球拉至同学鼻子处释放,摆回时,观察该同学的反应,重锤为什么撞不到同学的鼻子?【提出课题】:机械能守恒定律本环节教学设计说明:(二)新课教学1、动能与势能之间可以相互转化引导学生分析通过重力或弹力做功可以实现动能和势能的相互转化。
机械能守恒定律教案
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。
《机械能守恒定律》说课稿优秀3篇
《机械能守恒定律》说课稿优秀3篇机械能守恒定律说课稿篇一学习目标:1、学会利用自由落体运动验证机械能守恒定律。
2、进一步熟练掌握应用计时器打纸带研究物体运动的方法。
学习重点: 1. 验证机械能守恒定律的实验原理和步骤。
2、验证机械能守恒定律实验的注意事项。
学习难点:验证机械能守恒定律实验的注意事项。
主要内容:一、实验原理物体在自由下落过程中,重力势能减少,动能增加。
如果忽略空气阻力,只有重力做功,物体的机械能守恒,重力势能的减少等于动能的增加。
设物体的质量为m,借助打点计时器打下纸带,由纸带测算出至某时刻下落的高度h及该时刻的瞬时速度v;进而求得重力势能的减少量│△Ep│=mgh和动能的增加量△EK=1/2mv2;比较│△Ep│和△EK,若在误差允许的范围内相等,即可验证机械能守恒。
测定第n点的瞬时速度vn:依据"物体做匀变速直线运动,在某段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度",用公式vn=(hn+1-hn-1)/2T计算(T为打下相邻两点的时间间隔)。
二、实验器材电火花计时器(或电磁打点计时器),交流电源,纸带(复写纸片),重物(带纸带夹子),导线,刻度尺,铁架台(带夹子)。
三、实验步骤(1)按图装置固定好计时器,并用导线将计时器接到电压合适的交流电源上(电火花计时器要接到220 V交流电源上,电磁打点计时器要接到4 V~6 V 的交流低压电源上)。
(2)将纸带的一端用小夹子固定在重物上,使另一端穿过计时器的限位孔,用手竖直提着纸带,使重物静止在靠近计时器的地方。
(3)接通电源,松开纸带,让重物自由下落,计时器就在纸带上打下一系列小点。
(4)换几条纸带,重做上面的实验。
(5)从几条打上了点的纸带上挑选第一、二两点间的距离接近2 mm且点迹清晰的纸带进行测量。
(6)在挑选出的纸带上,先记下打第一个点的位置0(或A),再任意选取几个点1、2、3(或B、C、D)等,用刻度尺量出各点到0的距离h1、h2、h3等,如图所示。
高中物理_《机械能守恒定律》教学设计学情分析教材分析课后反思
《机械能守恒定律》教课方案一、【教材剖析】机械能守恒定律是人教版教材必修二第七章第八节的知识,这一节的内容与本章的各节内容有密切的逻辑关系,是全章知识链中重要的一环,机械能守恒定律的研究成立在前方所学知识的基础上,而机械能守恒定律又是广泛的能量守恒定律的一种特别状况,教材经过“做一做”小实验展现了与研究守恒量的联系,经过多个详细实例,先猜想动能和势能的互相转变的关系,引出对机械能守恒定律及守恒条件的研究,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,由定性剖析到定量计算,逐渐深入,最后得出结论,并经过应用使学生领悟定律在解决实质问题时的优胜性。
本设计力争经过生活实例和物理实验 , 展现有关情形,激发学生的求知欲,引出对机械能守恒定律的研究 , 表现从“生活走向物理”的理念 , 经过成立物理模型, 由浅入深进行研究 , 让学生领悟科学的研究方法 , 并经过规律应用稳固知识 , 领会物理规律对生活实践的作用。
二、【学习目标】(一)知识和技术1.知道机械能的含义,理解物体动能和势能间的互相转变。
2.理解机械能守恒定律的内容和守恒条件。
3.能用机械能守恒定律剖析生活中的详细问题。
(二)过程与方法经过让学生剖析物理模型理解功能关系,培育学生剖析问题解决问题的能力。
(三)感情态度与价值观培育研究物理知识的兴趣和科学谨慎的态度。
三、【学习重难点】重点:机械能守恒定律的应用难点:机械能守恒定律合用条件的理解判断四、【教课过程】(一)复习回首指引学生回首复习以下三个问题,让学生作答。
1、动能,动能定理。
2、重力势能,重力做功与重力势能变化量之间的关系。
3、弹性势能,弹力做功与弹性势能变化量之间的关系。
设计企图:让学生对前方的知识进行再回首,再次领会做功和能量变化之间的关系,为本节课的学习做好铺垫。
(二)情境导入经过展现学生常有的物理模型,比如:小球在斜面上的转动以及物体对弹簧的挤压,领会功和能之间的转变,联合学生的预习状况引出本节课所要学习的内容 - 机械能。
高中物理《机械能守恒定律》教学教案(6篇)
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。
人教版高中物理必修二机械能守恒定律教案
《机械能守恒定律》【教学设计】【新课导入】碰鼻实验:如图1所示,把悬挂重球拉至鼻尖由静止释放,实验者立于原位不动,小球来回摆动,学生表演者怕重球碰坏了鼻子。
结果大伙儿都能预料到,至于其中的原因是什么?包含着如何的物理规律?我们学会这节课的内容,相信大伙儿就特别清楚了!【新课教学】(一)机械能在本章我们学习了两种形式的能量,动能、重力势能、弹性势能,物理学中,我们将动能和势能统称为机械能。
(二)动能与势能之间的相互转化生活中动能和重力势能、弹性势能进行转化是特别常见的、1、动能—-重力势能举出几个动能和重力势能相互转化的例子呢?苹果的下落,三峡大坝水的下落,重力势能转化为水的动能,从而带动发动机发电。
2、动能—-弹性势能举出动能和弹性势能相互转化的例子呢?弯弓射箭、弓的弹性势能转化为箭的动能。
3、重力势能——动能——弹性势能生活中有没有同时涉及三种能量转化的例子呢?观看蹦床视频在观看蹦床视频的时候,认真分析一下,不同的过程分别对应的是什么能量之间的转化!下降:空中时,重力势能转化为动能;从接触弹簧到运动至最低点的过程中,若以最低点为零势能面动能和重力势能最终都转化为弹簧的弹性势能。
上升:三种能量的转化与下落过程是对应的!(三) 探究机械能守恒定律1、实验观察提出猜想2、实例探究小组探究讨论,得出结论质量为1千克的物体从离地面20米高处自由落下,求下落5米,10米,15米,20米时的速度,重力势能,动能以及动能和重力势能的总和。
( g=10m/s2 ,以地面为重力势能零势能面20将学生按学习小组,分别计算5米,10米,15米,20米处的各量、然后由教师汇总各组结果,通过表格显示结果,引导学生探究出其中的规律、学生初得结论:物体在运动过程中,假如只有重力做功,机械能的总量保持不变。
3、理论推导[情景一] 情景一:如图,质量为m的小球从光滑曲面上滚下,到A点时速度为v1,距地面的高度为h1,到B点时速度为v2,距地面的高度为h2、1)、小球的机械能由哪几种能量组成?在A、B两点的机械能分别如何表示(取地面为零势能面)?2)、重力做功与重力势能变化的关系式:3)、从A到B的过程的动能定理表达式:4)、观察上述两个表达式,您会发现A、B两点的机械能有什么关系。
新教材人教版高中物理必修第二册 第八章 机械能守恒定律 优秀教案教学设计
第八章机械能守恒定律8.1功与功率 ................................................................................................................... - 1 - 8.2重力势能 ................................................................................................................. - 11 - 8.3动能和动能定理...................................................................................................... - 20 - 8.4机械能守恒定律...................................................................................................... - 29 - 8.5实验:验证机械能守恒定律.................................................................................. - 40 -8.1功与功率教学过程一.导入新课:起重机竖直提升重物时,重物运动的方向与力的方向一致,则力对物体做的功为力的大小与重物移动距离的乘积。
更普遍的情形是物体运动的方向与力的方向不一致,例如马拉雪橇时拉力方向和雪橇运动方向间有一个角度。
这时应当怎样计算功呢?【教师引导】回忆初中学过的功的计算公式和做功条件(1)表达式W=FS。
(2)做功条件:力和物体在力的方向上发生的位移,两者缺一不可。
讲授新课:(1)功【教师引导】当力F的方向与运动方向成某一角度时,如图,可以把力F分解为两个分力:与位移方向一致的分力1F,与位移方向垂直的分力2F。
高一物理《机械能守恒定律》说课稿
高一物理《机械能守恒定律》说课稿高一物理《机械能守恒定律》说课稿作为一名教学工作者,总不可避免地需要编写说课稿,说课稿有助于教学取得成功、提高教学质量。
怎么样才能写出优秀的说课稿呢?下面是小编为大家整理的高一物理《机械能守恒定律》说课稿,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助。
高一物理《机械能守恒定律》说课稿1一、说教材(过渡句:教材是进行教学的评判凭据,是学生获取知识的重要来源。
首先,我对本节教材进行一定的分析。
)《机械能守恒定律》选自高中物理人教版必修2第七章第8节,本节课的主要内容是机械能的定义及机械能守恒定律。
学生已经知道了重力、弹力及合外力做功对能量的影响,但是如果这三种能量都参与转化,会出现怎样的情况,这是学生亟待解决的问题,本节课中机械能守恒定律的建立已经到了“水到渠成”的时候;其次,本节课的学习也为下节学习能量守恒定律夯实基础。
因此,本节课就本章内容而言,有着举足轻重的地位。
二、说学情(过渡句:学生是学习的主人,学生已有的知识结构和认知水平,是教师授课的依据与出发点。
)我所面对的是高一学生,他们在初中已经学习过有关机械能的基本概念,对机械能并不陌生,接受起来相对轻松。
通过前几节内容的学习,学生对机械能这一概念较初中也有了更深的认识,在此基础上学习机械能守恒定律会更容易些。
三、说教学目标(过渡句:新课标指出,教学目标应包括知识与技能,过程与方法,情感态度与价值观这三个方面,而这三维目标又应是紧密联系的一个有机整体,这告诉我们,在教学中应以知识与技能为主线,渗透情感态度价值观,并把前面两者充分体现在过程与方法中。
因此,我将三维目标进行整合,确定本节课的教学目标为)【知识与技能目标】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。
【过程与方法目标】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。
《机械能守恒定律》教学设计
“机械能守恒定律”教学设计整体设计思路:首先,通过两个演示实验导入新课,引发学生思考动能与势能的转化过程;进而教师总结过渡,引出“机械能守恒定律”的学习,最后通过练习巩固和学生一、新课引入以综艺节目——《加油向未来》的一段视频来引入,撒贝宁坐在摆球中被拉到距离地面8m高的空中,张腾跃则坐在和摆球完全对称的位置上。
在摆球完成摆动的过程中,两人在8m的高空尝试击掌。
师:小撒坐在大摆球中能否与张腾跃在空中击掌成功,以及为什么,学完本节课,同学们自然可以知晓答案。
【§7.8 机械能守恒定律】(板书)二、新课教学【一、动能与势能的相互转化】(板书)演示实验1:如下图,用细线、小球、带有标尺的铁架台等进行实验。
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。
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,如图乙。
师: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? 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。
【重力势能−−−→←相互转化动能】(板书)演示实验2:如图,水平方向的弹簧振子。
拉动弹簧振子,使之在水平方向做往复运动。
师: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? 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高度。
【弹性势能−−−→←相互转化动能】(板书)师:从上面的讨论可以看到,重力势能、弹性势能与动能之间具有密切的联系,我们把它们统称为机械能。
【机械能:势能与动能的总和】(板书) 师: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。
高中物理_机械能守恒定律教学设计学情分析教材分析课后反思
机械能守恒定律——教学设计一、知识回顾进一步理解功是能量转化的量度。
请学生写出以下功功能关系1.动能定理:2.重力做功与重力势能变化的关系:3.弹力做功与弹性势能变化的关系:二、导入新课1、提出课题—机械能守恒定律。
(板书)2、力做功的过程也是能量从一种形式转化为另一种形式的过程,物体的动能和势能总和称为机械能,例举:通过重力或弹力做功,动能与势能相互转化。
(展示图片和视频)瀑布(自由落体):重力势能动能高山滑动能重力势能过山车:动能重力势能动能射箭:弹性势能动能蹦床动能弹性势能、重力势能动能……学生描述分析上述各个过程中能量转换及重力、弹力做功的情况,体会守恒量的存在。
【实验1】钢球用细绳悬起,请一同学靠近,将钢球偏至同学鼻子处释放,摆回时,观察该同学反应,并让学生分析会不会碰到鼻子。
三、新课教学1、探究守恒量【实验2】将小钢球用细线悬挂一端固定在的小黑板上部,让小球摆动,通过实验发现,小球可以摆到跟释放点等高处,再用一钉子固定在小黑板上某点挡住细线,再观察,发现仍等高。
引导学生讨论探究摆动中能量转换,分析实验现象所展示的能量转化特点,实验1和实验2中小球在摆动过程中通过重力做功,势能与动能互相转换:重力做正功,重力势能减少,动能增加;重力做负功,重力势能增加,动能减少。
【设问】小球摆动过程中总能回到原来高度,好像“记得”自己原来的高度,说明在摆动过程中有一个物理量是保持不变的,是什么呢?重力势能与动能的总和保持不变,也就是机械能保持不变。
引导学生从以下几方面分析1.小球受哪些力作用?2.哪些力对小球做功3.猜动能+势能=恒量?4.什么条件机械能守恒?2、探究规律,并找出机械能不变的条件。
提出研究方法:在探究物理规律时,应该是由简单到复杂,逐步深入,先对简单的物理现象进行探究,然后加以推广深化。
对以下四种运动进行功能转化分析找出共同点。
乙甲A B CA(1)只受重力作用分析情景1:如图所示,质量为m 的物体在空中自由落体运动,当物体距离地面高度为h 1的A 点时,物体的速度为v 1,当物体距离地面高度为h 2的B 点时,物体的速度为v 2。
高中物理机械能守恒教案
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。
机械能守恒定律教案汇总
机械能守恒定律教案汇总一、教学内容本节课选自高中物理教材《物理》(第二版)第四章第一节“机械能守恒定律”。
详细内容包括:机械能的定义,机械能守恒定律的表述及其适用条件,运用机械能守恒定律分析物体在重力、弹力作用下的运动问题。
二、教学目标1. 理解机械能的概念,掌握机械能守恒定律的表述及适用条件。
2. 能够运用机械能守恒定律解决实际问题,提高分析问题和解决问题的能力。
3. 培养学生的逻辑思维能力和科学探究精神。
三、教学难点与重点教学难点:机械能守恒定律的适用条件,运用机械能守恒定律分析实际问题。
教学重点:机械能的概念,机械能守恒定律的表述及其应用。
四、教具与学具准备教具:黑板、粉笔、多媒体设备、演示实验器材(如斜面、滑块、重物等)。
学具:学生分组实验器材(如斜面、滑块、弹簧测力计等),物理课本、练习本。
五、教学过程1. 引入:通过演示实验(如重物自由下落、斜面滑块实验等),引导学生观察和思考物体在受力作用下的运动规律。
2. 讲解:讲解机械能的概念,阐述机械能守恒定律的表述及适用条件。
3. 例题讲解:选取典型例题,结合机械能守恒定律,分析物体在重力、弹力作用下的运动问题。
4. 随堂练习:布置相关练习题,让学生独立完成,并及时给予反馈。
5. 分组讨论:组织学生分组讨论,探讨机械能守恒定律在实际问题中的应用。
六、板书设计1. 机械能的定义2. 机械能守恒定律的表述及适用条件3. 例题解析4. 随堂练习七、作业设计1. 作业题目:(1)物体从高处自由下落,求落地时的速度。
(2)斜面滑块实验中,求滑块在斜面底部的速度。
2. 答案:(1)根据机械能守恒定律,物体落地时的速度为v = √(2gh)。
(2)根据机械能守恒定律,滑块在斜面底部的速度为v =√(2gh'),其中h'为滑块在斜面上的高度。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思:本节课学生对机械能守恒定律的理解程度,以及对例题和练习的掌握情况。
高中物理第八章机械能守恒定律4机械能守恒定律教案
恒,当物块速度为零时,弹簧的弹性
势பைடு நூலகம்最大,得:
速度为v1时的弹性势能为EP,由系统机械能守恒得:
代入数据得:
引导学生分析:③式也可以写成
思考:物块在运动过程中机械能守恒吗?(不守恒),说明,研究对象的选取不同,结果不一定相同。
教学环节
教师活动预设
学生活动预设
变式1.如图所示,一颗子弹水平射入置与光滑水平面上的木块m1中并留在其中,m1、m2用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起,则:
由B到C由机械能守恒得: ③
④
联立③④可得:
由牛顿第三定律得小车对轨道的压力大小为6mg.
拓展:如果脱离轨道,应该在那个区域脱离?
二、类型二:物体系的机械能守恒类
㈠弹簧类
例.如图轻质弹簧一端与墙相连,质量为m=4kg的木块沿光滑的水平面以v0=5m/s的速度挤压弹簧,求弹簧在被压缩的过程中的最大弹性势能及木块的速度v1=3m/s时弹簧的弹性势能.
教师引导学生一起分析解题过程,在分析过程中渗透解题的各个环节。
机械能守恒时,动能定理和机械能守恒表达式是等效的。动能定理的应用范围比机械能守恒广。
教学环节
教师活动预设
学生活动预设
无初速释放。不计各处阻力,求小球通过最低点时,细绳对小球拉力多大?取g=10m/s2。
解:设到达最低点时速度为v,
由机械能守恒守恒得: ①
例1.把一个小球用细绳悬挂起来,就成为一个摆,如图所示,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?此时悬线拉力多大?
解:设到达最低点时速度为v,由机械能守恒守恒(动能定理) 得:
最低点选线拉力为T,可得:
将速度带入可得:
高中物理《机械能守恒定律》教案沪科版必修
一、教学目标1. 让学生理解机械能守恒定律的概念,掌握其表达式和适用条件。
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,加深对机械能守恒定律的理解。
二、教学内容1. 机械能守恒定律的概念和表达式。
2. 机械能守恒定律的适用条件。
3. 机械能守恒定律在实际问题中的应用。
4. 实验探究机械能守恒定律。
三、教学重点与难点1. 重点:机械能守恒定律的概念、表达式和适用条件。
2. 难点:运用机械能守恒定律解决实际问题,实验探究机械能守恒定律。
四、教学方法1. 采用问题驱动的教学方法,引导学生通过思考和讨论,深入理解机械能守恒定律。
2. 通过实验探究,让学生直观地感受机械能守恒定律的应用。
3. 利用多媒体辅助教学,帮助学生更好地理解抽象的概念和复杂的运动过程。
五、教学过程1. 引入:通过一个简单的例子,引导学生思考机械能的概念和守恒原理。
2. 讲解:讲解机械能守恒定律的概念、表达式和适用条件,并通过具体的例题进行讲解。
3. 实验:让学生进行实验探究,观察和记录实验数据,验证机械能守恒定律。
4. 应用:让学生通过解决实际问题,运用机械能守恒定律进行分析和计算。
5. 总结:对本节课的内容进行总结,强调机械能守恒定律的重要性和应用价值。
教案编辑专员,教案编写,高中物理,机械能守恒定律,沪科版必修,一、教学目标,二、教学内容,三、教学重点与难点,四、教学方法,五、教学过程六、教学评价1. 评价学生对机械能守恒定律的概念、表达式和适用条件的理解程度。
2. 评价学生运用机械能守恒定律解决实际问题的能力。
3. 评价学生在实验探究中观察、记录和分析数据的能力。
七、教学资源1. 多媒体课件:用于展示机械能守恒定律的原理、例题和实验过程。
2. 实验器材:用于进行机械能守恒定律的实验探究。
3. 练习题库:用于巩固学生对机械能守恒定律的理解和应用。
八、教学进度安排1. 第一课时:引入机械能守恒定律的概念和表达式。
《机械能守恒定律》教案
7.8机械能守恒定律教案一、教案背景1.面向学生:高中2.学科:物理3.课时:1课时4.学生课前准备:①复习动能和势能的相关知识;②预习新课二、教学课题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。
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、理解机械能守恒定律的内容3、在具体问题中,能判定机械能是否守恒三、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,主要学习机械能守恒定律,掌握机械能守恒的条件,本节内容是本章的主要内容,占有重要地位。
教学重点: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过程中机械能是否守恒教学准备:1.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2.教具准备:投影仪、细线、小球,带标尺的铁架台、弹簧振子3.学生的学习准备:预习并填写学案四、教学方法探究、讲授、交流讨论、练习五、教学过程(一) 预习检查、总结疑惑检查落实学生的预习情况并了解学生的疑惑,使教学具有针对性(二)导入新课教师利用事先准备好的演示器材,请同学配合,指导他们完成一个小游戏,让同学们认真观察并思考游戏里面的科学道理。
器材:细线、小钢球、铁架台实验:拉开用细线悬挂的小球,以“勇敢”学生的鼻尖为初始位置释放,观察该同学的反应,小球能否碰到该同学的鼻子呢?教师活动:前面我们学习了动能、势能和机械能的知识,并了解到在一定条件下,物体的动能与势能可以相互转化,动能与势能相互转化的例子在生活中很多,请同学们举出生活中的例子来说明动能与势能的相互转化。
(三)、进行新课一.动能与势能的相互转化1.机械能1)概念:物体的动能、势能的总和,即E=EK +EP1)机械能是标量,具有相对性(需要设定势能参考平面)3)机械能之间可以相互转化2.观看视频资料:荡秋千、翻滚过山车、撑杆跳高、瀑布等视频资料,让学生深刻感受各种多彩的动能与势能发生相互转化的过程。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
高中物理《机械能守恒定律》教案高中物理《机械能守恒定律》教案作为一位兢兢业业的人民教师,常常需要准备教案,教案是教学活动的依据,有着重要的地位。
教案应该怎么写才好呢?下面是小编为大家收集的高中物理《机械能守恒定律》教案,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。
高中物理《机械能守恒定律》教案1一、教学目标知识与技能:知道动能和势能之间的转化关系,会用动能定理进行计算; 过程与方法:通过对机械能守恒的探究过程,提高学生观察和分析的能力;情感态度与价值观:体会物理之间的紧密联系,提高科学的严谨性。
二、教学重难点重点:机械能守恒定律的理解与应用; 难点:动能与势能之间的转化关系。
三、教学过程环节一:新课导入教师找学生上台演示实验:用细绳拴住一个小球,将小球摆动一定的角度,并靠近同学的鼻尖,根据实验结果让学生分析并不会碰到鼻子的原因是什么?引入新课“机械能守恒定律”。
环节二:新课讲授 (一)动能与势能饿相互转化通过上述实验引导学生得到动能和势能之间可以相互转化,并通过自由落体得出重力势能减少,动能增加的关系。
教师接下来组织学生进行思考讨论,还有哪些动能与势能之间相互转化的例子,并找同学分享讨论的结果。
教师总结:上述例子能够看出动能和势能之间可以相互转化,动能和势能统称为机械能,弹性势能属于势能,并提问学生他们之间有哪些关系?从而引入机械能守恒定律。
(二)机械能守恒定律结合教材中给出的自由落体例子,提示学生在AB两点的机械能是多少?从A-B动能怎么变化,重力做功与重力势能之间的关系,并组织学生以4人为一组进行讨论,教师加以指导。
并提问学生的讨论结果。
教师通过让学生根据结论总结出规律后在给出机械能守恒定律的定义: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。
这叫做机械能守恒定律。
教师强调出机械能守恒定律的适用条件。
环节三:巩固提高例题巩固学生判断以下几种情况机械能是否守恒?( ) A、竖直上抛运动 B、做平抛运动的小球 C、沿光滑的斜面下滑的物体 D、竖直方向匀速下降的物体环节四:小结作业小结:师生共同总结本节课的内容作业:完成书后的练习题。
(略)高中物理《机械能守恒定律》教案2一、教学目标 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。
二、重点、难点分析 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。
三、教具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。
四、主要教学过程 (一)引入新课结合复习引入新课。
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。
(二)教学过程设计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。
1.只有重力对物体做功时物体的机械能问题:质量为m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)。
分析:根据动能定理,有下落过程中重力对物体做功,重力做功在数值上等于物体重力势能的变化量。
取地面为参考平面,有 WG=mgh1-mgh2 由以上两式可以得到引导学生分析上面式子所反映的物理意义,并小结:下落过程中,物体重力势能转化为动能,此过程中物体的机械能总量不变。
指出问题:上述结论是否具有普遍意义呢?作为课后作业,请同学们课后进一步分析物体做平抛和竖直上抛运动时的情况。
明确:可以证明,在只有重力做功的情况下,物体动能和势能可以相互转化,而机械能总量保持不变。
提出问题:在只有弹簧弹力做功时,物体的机械能是否变化呢? 2.弹簧和物体组成的.系统的机械能以弹簧振子为例(未讲振动,不必给出弹簧振子名称,只需讲清系统特点即可),简要分析系统势能与动能的转化。
明确:进一步定量研究可以证明,在只有弹簧弹力做功条件下,物体的动能与势能可以相互转化,物体的机械能总量不变。
综上所述,可以得到如下结论: 3.机械能守恒定律在只有重力和弹簧弹力对物体做功的情况下,物体的动能和势能可以相互转化,物体机械能总量保持不变。
这个结论叫做机械能守恒定律。
提出问题:学习机械能守恒定律,要能应用它分析、解决问题。
下面我们通过具体问题的分析来学习机械能守恒定律的应用。
在具体问题分析过程中,一方面要学习应用机械能守恒定律解决问题的方法,另一方面通过问题分析加深对机械能守恒定律的理解与认识。
4.机械能守恒定律的应用例1.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。
引导学生思考分析,提出问题: (1)前面学习过应用运动合成与分解的方法处理平抛运动,现在能否应用机械能守恒定律解决这类问题? (2)小球抛出后至落地之前的运动过程中,是否满足机械能守恒的条件?如何应用机械能守恒定律解决问题?归纳学生分析的结果,明确: (1)小球下落过程中,只有重力对小球做功,满足机械能守恒条件,可以用机械能守恒定律求解; (2)应用机械能守恒定律时,应明确所选取的运动过程,明确初、末状态小球所具有的机械能。
例题求解过程:取地面为参考平面,抛出时小球具有的重力势能Ep1=mgh,动能落地时小球的速度大小为提出问题:请考虑用机械能守恒定律解决问题与用运动合成解决问题的差异是什么?例2.小球沿光滑的斜轨道由静止开始滑下,并进入在竖直平面内的离心轨道运动,如图所示,为保持小球能够通过离心轨道最高点而不落下来,求小球至少应从多高处开始滑下?已知离心圆轨道半径为R,不计各处摩擦。
提出问题,引导学生思考分析: (1)小球能够在离心轨道内完成完整的圆周运动,对小球通过圆轨道最高点的速度有何要求? (2)从小球沿斜轨道滑下,到小球在离心轨道内运动的过程中,小球的机械能是否守恒? (3)如何应用机械能守恒定律解决这一问题?如何选取物体运动的初、末状态?归纳学生分析的结果,明确: (1)小球能够通过圆轨道最高点,要求小球在最高点具有一定速度,即此时小球运动所需要的向心力,恰好等于小球所受重力; (2)运动中小球的机械能守恒; (3)选小球开始下滑为初状态,通过离心轨道最高点为末状态,研究小球这一运动过程。
例题求解过程:取离心轨道最低点所在平面为参考平面,开始时小球具有的机械能E1=mgh。
通过离心轨道最高点时,小球速度为v,此时小球的机械能成完整的圆周运动。
进一步说明:在中学阶段,由于数学工具的限制,我们无法应用牛顿运动定律解决小球在离心圆轨道内的运动。
但应用机械能守恒定律,可以很简单地解决这类问题。
例3.长l=80cm的细绳上端固定,下端系一个质量 m=100g的小球。
将小球拉起至细绳与竖直方向成60°角的位置,然后无初速释放。
不计各处阻力,求小球通过最低点时,细绳对小球拉力多大?取g=10m/s2。
提出问题,引导学生分析思考: (1)释放后小球做何运动?通过最低点时,绳对小球的拉力是否等于小球的重力? (2)能否应用机械能守恒定律求出小球通过最低点时的速度?归纳学生分析结果,明确: (1)小球做圆周运动,通过最低点时,绳的拉力大于小球的重力,此二力的合力等于小球在最低点时所需向心力; (2)绳对小球的拉力不对小球做功,运动中只有重力对球做功,小球机械能守恒。
例题求解过程:小球运动过程中,重力势能的变化量ΔEp=-mgh=-mgl(1-cos60°),在最低点时绳对小球的拉力大小为提出问题:通过以上各例题,总结应用机械能守恒定律解决问题的基本方法。
归纳学生的分析,作课堂小结。
五、小结 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。
六、说明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。