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高中物理必修二第七章机械能教案

2021-08-20 来源:小奈知识网
授课班级: 计划课时: 追寻守恒量 追寻守恒量 教学三维目标 授课备注(教学班级的授课具体时师自由调整内容、课堂教学记录等。 ) 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: 教学过程: 1、 对理想斜面实验的初步分析 2、给出动能与势能的概念, 体会动能与势能转化并守恒的普遍存在 性。 重点列举两个: (1)视频:游乐场中的海盗船和秋千。 双线摆演示 (老师给出双线摆这个名字) ; 并演示证明左右最高点一样高,若时间允许可以让学生探究如何用这些器材证 明左右一样高 (提醒证明方法不唯一) 。最后采用底部放置直尺, 左右摆开的最 大距离相等) (2)视频:滚摆。悠悠球演示 提问 5: 课本开头给出了费恩曼的一段话, (老师阅读),费恩曼是何许人,也 同学们课下自己去了解,他的这段话的意思是自然界的一切现象都受能量的转 化与守恒定律支配,回忆初中所学知识,除了动能和势能外,还学过哪些能量 列举出它们可以相互转化且总能量可能守恒的实例如电能转化为光能等。 3、体会追寻能量转化与守恒思想的意义。 能量的转化与守恒是自然界普遍存在的现象,由此你想到了什么或说你意 识到什么 提醒:(赫兹发现了电磁波,很快有人发明了电报)气象预报说: “近年夏天会 持续高温,而且干旱⋯⋯”国美的老板听了会想到什么:空调会热销,发财的 机会来了。使用价值:如果我掌握了守恒的规律,就可以用它来解决问题,看 到了新技术,就要琢磨怎样应用它,就是创新。如果你对它无动于衷,就总是 落后于人家。 4、作业布置: 板书设计: 第 1 节 追寻守恒量 (1)伽利略对理想斜面实验的分析: 高度与速度相互转化, 转化过程中与高度 有关的量和与速度有关的量之和守恒。 课后小结与反思: 势能 : 相互作用的物体凭借其 位置而具有的能量 (2) 能量 动能 : 物体由于运动而具有的 能量 (3)在理想斜面实验中,动能与势能相互转化,转化过程中总能量守恒 (4)能量的转化与守恒是自然界普遍存在的现象。 (5)追寻“守恒量”的意义:开辟一种新的简单的解决问题的途径。 (6)能量的概念是人类在寻找“运动中的守恒量是什么”的过程中 发展起来的。

授课班级:

教学三维目标

1、知识与技能

( 1)理解功的概念, 知道力和物体在力的方向发生位移是做功的两个不可缺少的因素;

(2)理解正功和负功的概念,知道在什么情况下力做正功或负功; (3)知道在国际单位制中,功的单位是焦耳 (J),知道功是标量; (4)掌握合力做功的意义和总功的含义;

(5)掌握公式 W=Fs cosα的应用条件,并能进行有关计算。

2、过程与方法 : 理解正负功的含义,并会解释生活实例。

3、情感、态度与价值观: 功与生活联系非常密切,通过探究功来探究生活

实例。

计划课授时:课 备注(教学班级的授课具体时间、教 师自由调整内容、课堂教学记录等。 )

教学重难点:

(1)重点使学生掌握功的计算公式,理解力对物体做功的两个要素;

(2)难点是物体在力的方向上的位移与物体运动方向的位移容易混淆, 需要讲 透、讲白;

(3)使学生认识负功的意义较困难,也是难点之一。

教学方法: 教师启发、引导,学生自主阅读、思考,讨论、交流学习成果。 教学工具: 教学过程:

第二节 功

(一)引入新课

初中我们学过做功的两个因素是什么(一是作用在物体上的力,二是物体 在力的方向上移动的距离。 )

扩展 :高中我们已学习了位移,所以做功的两个要素我们可以认为是:①作用 在物体上的力;②物体在力的方向上移动的位移。

导入:一个物体受到力的作用,且在力的方向上移动了一段位移,这时,我们 就说这个力对物体做了功。在初中学习功的概念时,强调物体运动方向和力的 方向的一致性,如果力的方向与物体的运动方向不一致呢相反呢力对物体做不 做功若做了功,又做了多少功怎样计算这些功呢本节课我们来继续学习有关功 的知识,在初中的基础上进行扩展。

(二)教学过程设计

1、推导功的表达式

由于物体所受力的方向与运动方

向成一夹角α,可根据力 F 的作用效果把 F 沿两个方向分解:即跟位移方向一 致的分力 F1,跟位移方向垂直的分力 F2,如图所示:

F1 Fcos F F sin

2

据做功的两个不可缺少的因素可知:分力

F1 对物体所做的功等于 F1s。而

分力 F2 的方向跟位移的方向垂直, 物体在 F2的方向上没有发生位移, 所以分力 F2所做的功等于零。所以,力 F 所做的功 W=W1+ W2=W1=F1s=Fscosα

力 F 对物体所做的功等于力的大小、位移的大小、力和位移夹角的余弦这 三者的乘积。即:

W = F s cosα

W 表示力对物体所做的功, F表示物体所受到的力, s 物体所发生的位

移, α力 F 和位移之间的夹角。功的公式还可理解成在位移方向的分力与位移的乘 积,或力与位移在力的方向的分量的乘积。

2、对正功和负功的学习

(1)当α=π/2时,cosα=0,W=0。力 F和位移 s的方向垂直时,力 F不做功;

(2)当α<π /2 时, cosα> 0,W>0。这表示力 F 对物体做正功; (3)当π /2<α≤π时, cosα< 0,W<0。这表示力 F对物体做负功。 总结:

功的正负由力和位移之间的夹角决定,所以功的正负决不表示方向,而只 能说明做功的力对物体来说是动力还是阻力。当力对物体做正功时,该力就对 物体的运动起推动作用; 当力对物体做负功时, 该力就对物体运动起阻碍作用。

3、几个力做功的计算

当物体在几个力的共同作用下发生一段位移时,这几个力对物体所做的功可以 用下述方法求解:

( 1)求出各个力所做的功,则总功等于各个力所做功的代数和; ( 2)求出各个力的合力,则总功等于合力所做的功。

4、作业布置:

板书设计:

第二节 功

1、推导功的表达式

课后小结与反思:

W = Fscosα

功的单位是焦耳 (J)

2、对正功和负功的学习

(1)当α=π/2时,cosα=0,W=0。力 F和位移 s的方向垂直时,力 F不做功; (2)当α<π /2 时, cosα> 0,W>0。这表示力 F 对物体做正功; (3)当π /2<α≤π时, cosα< 0,W<0。这表示力 F对物体做负功。

(1)功的正负表示是动力对物体做功还是阻力对物体做功。 (2)功的正负是借以区别谁对谁做功的标志。

(3)一个力对物体做负功,往往说成物体克服这个力做功。

3、几个力做功的计算

几个力对物体所做的功可以用下述方法求解:

(6)求出各个力所做的功,则总功等于各个力所做功的代数和; (2)求出几个力的合力,则总功等于合力所做的功

授课班级: 计划课时: 功率 三维教学目标 授课备注(教学班级的授课具体时师自由调整内容、课堂教学记录 1、知识与技能 (1)理解功率的定义及额定功率与实际功率的定义; (2)P=w/t,P=Fv的运用。 2、过程与方法 (1) P=w/t 通常指平均功率, t 0 为瞬时功率; (2)P=Fv,分析汽车的启动,注意知识的迁移。 3、情感、态度与价值观: 感知功率在生活中的实际应用,提高学习物理科 学的价值观。 教学重点: 理解功率的概念,并灵活应用功率的计算公式计算平均功率和瞬 时功率。 教学难点: 正确区分平均功率和瞬时功率所表示的物理意义,并能够利用相 关公式计算平均功率和瞬时功率。 教学方法: 教师启发、引导,学生自主阅读、思考,讨论、交流学习成果。 教学工具: 教学过程: 第三节 功 率 (一)新课导入 在学习了功之后,我们来回忆一下这样的问题:力对物体所做的功的求解 公式是什么 功的定义式是: W=F· L·cosa。 一台起重机在 1 min 内把 l t 重的货物匀速提到预定的高度;另一台起重机 在 30 s 内把 1 t 货物匀速提到相同的高度。这两台起重机做的功是不是一样呢 两台起重机对物体做功的大小相同,那么这两台起重机做功有没有区别呢 区别是什么(区别就在于他们做功的快慢不一样)为了进一步研究力对物体做 功的快慢,我们进入这一节课的主题: 功 率 (二)进行新课 1、功率: 功率是描述力对物体做功快慢的物理量。 2、对额定功率和实际功率的学习 指导学生阅读教材 7页“额定功率和实际功率” 一段,提出问题, 你对“额 定功率和实际功率”是怎样理解的通过学生阅读,培养学生的阅读理解能力。 (1)额定功率: 指机器正常工作时的最大输出功率, 也就是机器铭牌上的标称 值。 (2)实际功率: 指机器工作中实际输出的功率。 机器不一定都在额定功率下工作。 实际功率总是小于或等于额定功率。 实际 功率如果大于额定功率容易将机器损坏机车起动过程中,发动机的功率指牵引 力的功率而不是合外力或阻力的功率。 3、功率与速度 分析 :公式的意义。 条直线上时,则用它们在一条直线上的分量相乘。 (1)P=Fv,即力 F的功率等于力 F和物体运动速度 v的乘积。当 F与 v不在一 (2)公式 P=Fv中若 v表示在时间 t 内的平均速度, P表示力 F在这段时间 t 内 的平均功率。 (3)如果时间 t 取得足够小,公式 P=Fv 中的 v 表示某一时刻的瞬时速度时, P 表示该时刻的瞬时功率。 根据公式 P=Fv: (1)当功率 P一定时,F与 v成反比,即做功的力越大,其速度就越小。当交 通工具的功率一定时,要增大牵引力,就要减小速度。所以汽车上坡时,司机 用换档的办法减小速度来得到较大的牵引力。 (2)当速度 v 一定时 ,P 与 F成正比,即做功的力越大,它的功率就越大。汽 车从平路到上坡时,若要保持速率不变,必须加大油门,增大发动机功率来得 到较大的牵引力。 (3)当力 F一定时 ,功率 P与速度 v成正比,即速度越大,功率越大。起重机 吊起同一物体时以不同的速度匀速上升,输出的功率不等,速度越大,起重机 输出的功率越大。 4、作业布置: 板书设计: 第三节 功 率 课后小结与反思: 1、功率 做功率。用 p 表示 在物理学中,一个力所做的功 W 跟完成这些功所用时间 t 的比值 w/t ,叫 P = w / t 功率的单位( J/s)或 瓦特,符号是 W。1 kW=1 000W,另外还有一 个应该淘汰的常用单位:马力, 1 马力= 735 W。 (1)p= w/t 指平均功率。 (2)用这个公式也可以表示瞬时功率,当△ t→ 0。时,即表示瞬时功率。 (3)功率是描述力对物体做功快慢的物理量。 2、对额定功率和实际功率的学习 (1)额定功率:指机器正常工作时的最大输出功率,也就是机器铭牌上的 标称值。 (2)实际功率:指机器工作中实际输出的功率。 3、功率与速度 根据公式 P = F v (1)当功率 P一定时,F与 v成反比,即做功的力越大,其速度就越小。当交 通工具的功率一定时,要增大牵引力,就要减小速度。所以汽车上坡时,司机 用换档的办法减小速度来得到较大的牵引力。 (2)当速度 v 一定时 ,P 与 F成正比,即做功的力越大,它的功率就越大。汽 车从平路到上坡时,若要保持速率不变,必须加大油门,增大发动机功率来得 到较大的牵引力。 (3)当力 F一定时 ,功率 P与速度 v成正比,即速度越大,功率越大。起重机 吊起同一物体时以不同的速度匀速上升,输出的功率不等,速度越大,起重机 输出的功率越大。 授课班级: 计划课时: 设计思路 重力势能 授课备注(教学班级的授课具体时师自由调整内容、课堂教学记录 《重力势能》一节新教材与旧教材相比有很大变化。教材首先从重力做功 开始,讨论物体竖直向下运动、沿倾斜直线向下运动、以至物体沿任意路径向 下运动几种情况的重力做功,利用极限思想,严格证明了重力对物体做功与路 径无关。分析“ mgh”是一个具有特殊意义的物理量,来定义重力势能。然后 再分析重力势能的变化和重力做功的关系,再讲重力势能的相对性和系统性。 这样将重力势能的讲法准确了,也加深了,思路比较清晰。 本节课内容既是重点又是难点,学生在一节课内不容易全面理解和掌握, 教学中不宜追求多而全,可以在后续课程中逐渐理解与加深。 教学过程中可以多举身边的实际例子,由简单的现象如自由落体等进行分 析,便于得出结论,学生也容易接受。 教法上教师应充分调动学生的思维,使学生始终处于学习的主体,激发探 究意识和学习的积极性。 教学三维目标 1、知识与技能 (1)理解重力势能的概念,会用重力势能的定义进行计算; (2)理解重力势能的变化和重力做功的关系,知道重力做功与路径无关; (3)知道重力势能的相对性和系统性。 2、过程与方法 (1)根据已有的知识,利用极限的思想证明重力做功与路径无关; (2)根据功和能的关系, 推导重力势能的表达式。 使学生体会知识建立的方法。 3、情感态度与价值观: 从对生活中有关的物理现象观察、对已有知识的掌 握得到物理结论,激发和培养学生探索自然规律的兴趣。 4、教学重点: 重力做功与路径无关,重力势能的概念,重力势能的变化和 重力做功的关系。 5、教学难点: 重力势能的变化和重力做功的关系,重力势能的相对性和系 统性。 6、教学内容: 第四节 重力势能 (一)引入新课 问题 1:水力发电站是利用水来发电的,水是利用什么来发电的呢高 处的石头欲落下,你为什么害怕,急于要躲开呢(物体由于被举高而具有 重力势能。) 问题 2:怎么样认识重力势能呢 演示 :粉笔在竖直方向上的运动。 (引导学生分析粉笔上升和下降过 程重力做功与重力势能的变化) 功与能是两个密切联系的物理量。 物体的高度发生变化, 重力势能发 生变化,重力要做功。我们认识重力势能,不能脱离重力做功的研究。 (二)进行新课 本节课就从重力做功的研究入手,来认识重力势能。 1、重力做功 根据功的计算公式分别计算甲、 乙、丙三种情况中小球由 A 到 B 过程 中重力所做的功。

AA

甲 乙 丙

结论:物体运动时, 重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关, 而跟物体运动的路径无关。

2、重力势能

(1)定义 :地球上的物体具有的和它的高度有关的能量,叫做重力势能。

( 2)表达式 :Ep=mgh 即物体的重力势能等于它所受重力与所处高度

3) 重力势能为标量 。

4)单位 :1J=1kg·m/s·m=1Nm

2

3、重力势能的变化和重力做功的关系

(1)物体的高度下降时, 重力做正功, 重力势能减少, 重力势能减少的量等于 重力所做的功;

( 2)物体的高度增加时, 重力做负功, 重力势能增加, 重力势能增加的量等于 物体克服重力所做的功。 (3)重力势能变化只与重力做功有关,与其他力做功无关。

4、重力势能的相对性

(1)参考平面上, EP=0;

(2)参考平面的选取一般以研究问题的方便为原则。 (3)对选定的参考平面而言:

上方: h> 0,EP> 0;

下方: h<0,EP< 0,表示物体这个位置具有的重力势能比在参考平面上 具有的重力势能要少。 5、重力势能的系统性 我们一直在讲某物体的重力势能,是不是准确呢由重力做功与重力势能的 关系、重力的产生看,如果没有地球,就谈不上重力势能,因此,严格说, 重力势能是地球与物体这一系统所共有的,不是物体单独所有的,通常说某物 体的重力势能是多少,只是一种简化的说法。 6、作业布置: 板书设计: 第四节 重力势能 1、重力做功: 物体运动时, 重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关, 而跟 物体运动的路径无关。 课后小结与反思: 2、重力势能 ( 1)定义:地球上的物体具有的和它的高度有关的能量,叫做重力势能。 ( 2)定义式: Ep=mgh 即物体的重力势能等于它所受重力与所处高度 的乘积。 ( 3)重力势能为标量。 ( 4)单位: 1J=1kg· m/s· m=1Nm 23、重力势能的变化和重力做功的关系 Wmg=—△ EP ( 1)物体的高度下降时,重力做正功,重力势能减少,重力势能减少的 量等于重力所做的功; ( 2)物体的高度增加时,重力做负功,重力势能增加,重力势能增加的 量等于物体克服重力所做的功。 (3)重力势能变化只与重力做功有关,与其他力无关。 4、重力势能的相对性 5、重力势能的系统性: 授课班级: 计划课时: 探究弹性势能的表达式 三维教学目标 授课备注(教学班级的授课具体时间、教 师自由调整内容、课堂教学记录等。 ) 1、知识与技能 (1)理解弹性势能的概念; (2)知道探究弹性势能表达式的方法,了解计算变力做功的思想与方法; (3)进一步了解功和能的关系。 2、过程与方法 (1)利用逻辑推理和类比的方法探究弹性势能表达式; (2)通过探究弹性势能表达式的过程, 让学生体会微分思想和积分思想在物理 学中的应用。 3、情感态度与价值观 (1)培养学生对科学的好奇心与求知欲; (2)通过讨论与交流等活动, 培养学生与他人进行交流与反思的习惯。 发扬与 他人合作的精神,分享探究成功后的喜悦之情; (3)体味弹性势能在生活中的意义,提高物理在生活中的应用意识。 教学重点: 探究弹性势能表达式的过程与方法;体会微分思想和积分思想在 物理学中的应用。 教学难点: 如何合理的推理与类比;结合图像体会微分和积分思想 ,研究拉力 做功。 教学过程: 第五节 探究弹性势能的表达式 (1)猜想弹簧的弹性势能与什么因素有关。 (2)类比:研究重力势能是从分析 重力做功入手的。 1、探究 1 (定性) 弹簧的弹性势能与什么因素有关:弹簧的形变量、弹簧的劲度系数。 2、探究 2 (定量) 利用微元法,把变力做功问题转化为恒力做功问题。 (通过 v—t 图像进行知识迁移,引导学生利用 F--t 图像下的面积代表功)拉 力(或压力)做功 W=kl/2,弹簧弹力做功的表达式 W=-kl/2。 223、作业布置: 板书设计: 课后小结与反思: 授课班级: 计划课时: 授课备注(教学班级的授课具体时师自由调整内容、课堂教学记录等。 ) 探究功与物体速度变化的关系 三维教学目标 1、知识与技能 (1)会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度; (2)学习利用物理图像探究功与物体速度变化的关系。 2 、过程与方法: 通过用纸带与打点计时器来探究功与物体速度相关量变化 的关系,体验知识的探究过程和物理学的研究方法。 3、情感态度与价值观: 体会学习的快乐, 激发学习的兴趣; 通过亲身实践, 树立“实践是检验真理的唯一标准”的科学理念。 本课剖析: 地位与作用:本节是下一节动能和动能定理的基础,要让学生在 实践探究中体会功对物体的作用。本节的内容对于第七节动能和动能定理的学 习起到很好的铺垫作用,非常重要。 教学重点 :学习探究功与物体速度变化的关系的物理方法――倍增法,并会 利用图像法处理数据。 教学难点: 实验数据的处理方法――图像法。 思路方法 (1)在实验探究活动前, 通过提出问题的方式, 研究探索的思路,提出研究的 方法; (2)在实验探究活动中, 要围绕分析论证实验预案、 确定完善课本方案并在实 验操作中改进实验、对实验数据进行分析处理得出结论这条主线进行; (3)在实验探究活动后, 要善于总结, 理出方法; 长期积累起来的科学的探究 问题的方法,必将对今后的科学探究活动起到积极的指导作用。 教学仪器、器材准备: 第六节 探究功与物体速度变化的关系 阅读教材,提出方法 (1)实验装置:见右图。配套器材: 课本方案装置 (2)实验思想方法:倍增法。虽为变 力做功, 但橡皮条做的功, 随着橡皮条 数目的成倍增加功也成倍增加。这种方法的构思极为巧妙。历史上,库仑应用 类似的方法发现了着名的库仑定律。当然,恒力做功时,倍增法同样适用。 (3)数据处理方法:图像法。作出功-速度( W-v)曲线,分析这条曲线,得 出功与速度变化的定量关系。 学生思考,提出预案 师生研讨,初定方案 1、制定基本的实验方案: 2、确立基本的实验方案,设计初步的实验步骤: 学生实验,教师指导 1、学生按确定方案开始初步实验。 (首先完成实验操作方案的前四步) 2、教师适时提出问题,指导学生操作的技巧,针对问题,完善实验操作。 3、小结 (1)本实验用倍增思想设计, 探究变力做功与速度的相关量的变化之间的关系。 体现了探究过程采用的物理方法-倍增方法,用这种方法设计实验是非常精妙 的。 (2)但本实验中,还需要用到纸带的分析、 速度的测量、力的平衡等相关的知 识与技能。 (3)实验探究能更强烈地激发学生的学习兴趣, 体会学习的快乐; 并通过亲身 实践,树立起“实践是检验真理的唯一标准”的科学理念。 (4)本课的主线, 是分析论证实验预案、 确定完善课本方案并在实验操作中改 进实验、对实验数据进行分析处理得出结论。 4、作业布置: 板书设计: 课后小结与反思: 授课班级: 计划课时:

授课备注(教学班级的授课具体时间、教 师自由调整内容、课堂教学记录等。 )

动能和动能定理

课堂教学设计:

(1)在上节探究 《功与物体速度变化的关系》 的基础上进一步定量地确定物体 的动能的表达式;

(2)进一步探究, 力对物体做的功与物体动能有什么关系, 既运用归纳推导方 式推导动能定理的表达式;

(3)通过动能定理的推导理解理论探究的方法及其科学思维的重要意义; (4)通过对实际问题的分析, 对比牛顿运动定律, 掌握运用动能定理分析解决 问题的方法及其特点;

(5)通过对动能定理的应用感悟量变(过程的积累)与质变(状态的改变)的 哲学关系。

三维教学目标

1、知识与技能 (1)知道动能的定义式,能用动能的定义式计算物体的动能;

(2)理解动能定理反映了力对物体做功与物体动能的变化之间的关系; (3)能够理解动能定理的推导过程,知道动能定理的适用条件; (4)能够应用动能定理解决简单的实际问题。

2、过程与方法

(1)运用归纳推导方式推导动能定理的表达式; (2)通过动能定理的推导理解理论探究的方法及其科学思维的重要意义; (3)通过对实际问题的分析, 对比牛顿运动定律, 掌握运用动能定理分析解决 问题的方法及其特点。

3、情感、态度与价值观 (1)通过动能定理的归纳推导培养学生对科学研究的

兴趣; (2)通过对动能定理的应用感悟量变(过程的积累)与质变(状态的改变)的 哲学关系。

教学重点: 动能的概念;动能定理的推导和理解。 教学难点: 动能定理的

理解和应用。

教学过程:

第七节 动能和动能定理

1、对“动能”的初步认识 追寻守恒量中,已经知道物体由于运动而具有的能

叫动能,大家先猜想一 下动能与什么因素有关应该与物体的质量与速度有关。

2、对“动能的变化”原因的初步探究 前边我们学过,当力对物体做功时会

对应某种形式的能的变化,例如重力 做功对应于重力势能的变化,弹簧弹力做功对应于弹性势能的变化,那么什么 原因使物体的动能发生变化哪

3、动能

12

2

(1)“ mv ”是一个新的物理量

2 1 2 1 2

( )

mv2 是物体末状态的一个物理量, mv1 是物体初状态的一个物理

22 量。其差值正好等于合力对物体做的功。

2

12 2

(3)物理量 mv 定为动能,其符号用 EK表示,即当物体质量为 m,速度为

2

12 V 时,其动能: EK= mv 2 (4)动能是标量,单位焦耳( J)( 5)含义:动能是标量,同时也是一个状态 量 (6)动能具有瞬时性, 是个状态量: 对应一个物体的质量和速度就有一个动能 的值。 4、动能定理 有了动能的表达式,前面推出的 W= m V2/2-m V1/2 就写成 W=EK2- EK1 225、应用练习 3 例题:一架喷气式飞机质量为× 10 ㎏,起飞过程中从静止开始滑跑, 当位移达 到 L=× 10m 时,速度达到起飞速度, V=60/s 在此过程中飞机受到的平均阻力 是飞机重量的倍。求:飞机受到的牵引力。 26、作业布置: 板书设计: 课后小结与反思: 授课班级: 计划课时: 机械能守恒定律 三维教学目标 授课备注(教学班级的授课具体时间、教 师自由调整内容、课堂教学记录等。 ) 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)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。 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,分析问题。 3、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: 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;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: 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,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: 教学过程: 第八节 机械能守恒定律 (一)引入 我们已学习了重力势能、弹性势能、动能。我们把这三种形式的能量统称 为机械能。 (1)定义: 物体的动能和势能之和称为物体的机械能。 机械能包括动能、重力 势能、弹性势能。 ( 2)表达式: E=E K+E P 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)进行新课 1、动能与势能的相互转化 2、机械能守恒定律 (1)内容: 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,而总的机械能保持不变。这就是机械能守恒定律。 (2)表达式: Ek1 Ep1 Ek2 Ep2或 E2 E1 (3)机械能守恒条件的理解 1.从能量转化的角度看,只有系统内动能和势能相互转化,无其它形式能 量之间(如内能)转化; 2.从系统做功的角度看,只有重力或弹力做功。 (4)只有重力或弹力做功与只受重力或弹力作用的含义不同。 1.只受重力或弹力; 2.除重力或弹力外,还受其它力,但其它力不做功或其它力所做功代数和 为零(如摆球的摆动) 。 例 1: A、B间, B与地面间摩擦不计, A自 B上自由下滑过程中, A、B组成

的系统只有重力和 A、B 间的弹力(系统内的弹力)做功, A、B 组成的系统的

机械能守恒,但对 B来说,A对 B的弹力做功, 但这个力对 B来说是外力, B 的机械能不守恒。 同样对 A 来说, A 的机械能不守恒。

说明: 如果问题中只有动能和重力势能的相互转 化,没有涉及到弹性势能,此时机械能守恒的条 件可以表述为:只有重力做功以后遇到的问题绝 大多数都是这种情形。

3、守恒定律的多种表达方式

当系统满足机械能守恒的条件以后,常见的守恒表达式有以下几种:

1)

E E E E ,即初状态的动能和势能之和等于

k1

p1

k2

p2

末状态的动 能和势能之和。

2)

Ek Ep或 Ep Ek ,即动能(或

势能)的增加量等于势 能(或动能)的减少量。

3)

E

AE,即 A 物体机械能的增加量等

B

于 B

(1)机械能守恒定律解题的一般步骤

1. 根据题意选取研究对象(物体或系统) 2. 明确研究对象的运动过程,分析对象在过程

中的受力情况,弄清各力做 功的情况,判断机械能是否守恒。

3. 恰当地选取零势能面,确定研究对象在过程

中的始态或末态的机械能。

4. 根据机械能守恒定律的不同表达式列方程,

并求解结果。 (2)应用机械能守恒定律解题的优点 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;应用机械能守恒定律解决问题,只需考虑运动的始末状态,不必考 虑

两个状态之间过程的细节。如果直接用牛顿运动定律解决问题,往往要分析 过程中各个力的作用,而这些力往往又是变化的,因此一些难以用牛顿运动定 律解决的问题,应用机械能守恒定律则易于解决。

3、作业布置:

板书设计:

课后小结与反思:

授课班级: 计划课时:

验证机械能守恒定律

三维教学目标

授课备注(教学班级的授课具体时间、教 师自由调整内容、课堂教学记录等。 )

1、知识与技能

(1)要弄清实验目的, 本实验为验证性实验, 目的是利用重物的自由下落验证 机械能守恒定律;

(2)要明确实验原理, 掌握实验的操作方法与技巧、 学会实验数据的采集与处 理,能够进行实验误差的分析,从而使我们对机械能守恒定律的认识,不止停 留在理论的推导上, 而且还能够通过亲自操作和实际观测, 从感性上增加认识, 深化对机械能守恒定律的理解 (3)要明确织带选取及测量瞬时速度简单而准确的方法。

2、过程与方法

(1)通过学生自主学习, 培养学生设计实验、 采集数据,处理数据及实验误差 分析的能力;

(2)通过同学们的亲自操作和实际观测掌握实验的方法与技巧; (3)通过对纸带的处理过程培养学生获取信息、 处理信息的能力, 体会处理问 题的方法,领悟如何间接测一些不能直接测量的物理量的方法;

(4)通过实验过程使学生体验实验中理性思维的重要,既要动手,更要动脑。

3、情感态度与价值观

(1)通过实验及误差分析, 培养学生实事求是的科学态度, 激发学生对物理规 律的探知欲;

(2)使学生通过实验体会成功的乐趣与成就感,激发对物理世界的求知欲; (3)培养学生的团结合作精神和协作意识,敢于提出与别人不同的见解; (4)通过经历实验过程, 体验科学实验过程的艰辛与喜悦, 并乐于探索自然界 的奥妙。

教学重点: 实验原理及方法的选择及掌握。 教学难点: 实验误差分析的方

法。

教学方法: 预习设计――实验观察——数据处理——归纳总结。

教师启发、引导,学生自主阅读、思考,亲自动手实验,并讨论、 交

流学习成果。

教学用具: 教学过程:

第九节 验证机械能守恒定律

(一)导入新课 上节课我们从理论上学习了机械能守恒定律,我们从定律内容

及守恒条件 上初步理解了机械能守恒定律,今天我们通过自己亲身实验从感性上对定律再 做进一步的理解。

(二)进行新课

1、实验目的

结合教材整理预习学案提纲, 对学生整理结果进行点评。 (展示幻灯片) 本 实验属验证性实验, 实验目的是利用重物自由下落的现象验证机械能守恒定律。 2、认识实验仪器: 组装实验仪器、明确各个仪器的功能。 (暂时不做,只是 组装)

电磁式打点计时器电源应选择 10V 以下,火花式打点计时器应选择 220V。 打点计时器限位孔位置应为竖直。纸带的长度应在 1m 左右。(学生思考,后面

回答)

3、理解实验原理 通过对物体自由下落运动的研究来验证机械能守恒定律的实验原理是:忽 略空气阻力,自由下落的物体在运动过程中机械能守恒,即重物动能的增加量 等于其重力势能的减少量。具体地说: (1)若以重物下落的起始点 O 为基准,设重物的质量为 m ,测出物体自起始 2点 O 下落距离 h 时的速度 v,则在误差允许范围内, 由计算得出 mV=mgh, 机械 能守恒定律即被验证。 (2)若以重物下落过程中的某一点 A 为基准,设重物的质量为 m ,测出物体 对应于 A点的速度 vA,再测出物体由 A点下落△ h后经过 B点的速度 vB,则在 即被验证。 1 2 1 2 22BA mvmvmg h 22 4、掌握实验的方法与技巧 实验步骤 (1)把打点计时器固定在桌边的铁架台上 (2)把打点计时器接到交流低压电源上 (3)将纸带固定在重锤上 (4)将纸带穿过计时器 ,并将纸带提升到一定高度 (5)接通电源 ,然后释放纸带 .断开电源 ,取下纸带 (6)更换纸带 ,重新进行同一要求的实验 (7)挑选点迹清晰的纸带研究 ,用毫米刻度尺测出距离 ,记录数据 (8)根据记录的数据进行有关计算并得出结论 (9)拆掉导线 ,归整器材 5、作业布置: 板书设计: 课后小结与反思: 授课班级: 能量守恒定律与能源 三维教学目标 计划课时: 授课备注(教学班级的授课具体时间、教 师自由调整内容、课堂教学记录等。 ) 1、知识与技能: 理解能量守恒定律,知道能源和能量耗散; 2、过程与方法: 通过对生活中能量转化的实例分析,理解能量守恒定律的 确切含义。 3、情感、态度与价值观 (1)感知我们周围能源的耗散,树立节能意识; (2)通过能量守恒定律的教学, 让学生领略物理规律的和谐美和简洁美, 发展 对科学的好奇心与求知欲。 教学重点: 能量守恒定律的内容。 教学难点: 理解能量守恒定律的确切含义;能量转化的方向性。 教学方法: 教师启发、引导,学生自主阅读、思考,并讨论、交流学习成果。 教学工具: 教学过程: 第十节 能量守恒定律与能源 (一) 引入新课 (二)进行新课 1、能量守恒定律 引导学生阅读教材,说出能量守恒定律的内容,并引用教材上的话,说明能量 守恒定律的建立有何重大意义历史上曾有人设想制造一种不需要消耗任何能源 就可以不断做功的机器,即永动机,这样的机器能不能制成为什么 总结能量守恒定律的意义:能量守恒定律的建立过程,是人类认识自然的 一次重大的飞跃,是哲学和自然科学长期发展和进步的结果,它是最普遍、最 重要、最可靠的自然规律之一,而且是大自然普遍和谐性的一种表现形式,和 谐美是科学的魅力所在。 2、能源和能量耗散 引导学生阅读教材,了解人类应用能源的历程,能源对人类社会发展所起 的作用;人类在利用能源的同时也对环境造成了严重污染。 什么是能量耗散能量耗散与能量守恒是否矛盾,该怎样理解从能量转化的 角度反映出自然界中宏观过程的方向性理解能量的耗散。 理解能量转化的方向性,能量的利用受这种方向性的制约,所以能量的利 用是有条件的,也是有代价的。 3、作业布置: 板书设计: 课后小结与反思:

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