日期:2022-02-20
这是bbox机械音简单教学,是优秀的物理教案文章,供老师家长们参考学习。
教学目标
1、知识与技能
知道什么是机械能,知道物体的动能和势能可以相互转化;
理解机械能守恒定律的内容;
在具体问题中,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
通过科学探究机械能的过程,对物理现象(动能和势能的转化)的分析提出假设,再进行理论推理的物理研究方法;
经历归纳概括“机械能守恒的条件”的过程,体会归纳的思想方法。
3、情感态度与价值观
通过视频与实验,激发学生学习的热情,体会科学的无穷魅力;
通过机械能守恒,感悟自然界的守恒思想,体会自然地对称美、和谐美。
2学情分析
学生已经在初中学习过有关机械能的基本概念,对“机械能”并不算陌生,接受起来相对轻松。通过前几节内容的学习,同学们对“机械能”这一概念较初中有了更深认识,在此基础上学习机械能守恒定律学生比较容易理解。
3重点难点
重点:1、理解机械能守恒定律的内容
2、在具体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
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
3、能正确判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒
4教学过程 4.1第一学时 教学活动 活动1【活动】教学过程
新课引入
观看“最美单板滑雪”视频
通过视频,我们惊叹运动员在空中动作的控制能力,在短暂瞬间带给我们视觉的冲击。那么运动员想在空中做出高难度动作,需要满足哪些条件呢?
讨论:更多的空中运动时间
更加娴熟的技巧
总结:更多的空中时间,需要更大的初速度;更娴熟的技巧,需要成年累月的训练。
技术上的支持要交给教练员,理论上的支持我们可以帮忙。
一、机械能
回顾本章第一节内容(投影)
我们探究过物体运动过程中的守恒量。研究小球在两个对接斜面间运动时,伽利略提出了物体动能和势能可以相互转化。请同学们利用所学知识进行解释。
重力做功,重力势能变化;合外力做功,动能变化。
在生活中,动能和势能相互转化的实例很多,请同学们举例说明:
弹弓、秋千、射箭、航母阻拦索等(投影)
从刚才的讨论可以看到,重力势能、弹性势能和动能之间具有密切的练习,我们把它们统称为机械能。
二、何为守恒?
物体以初速度v0冲上光滑斜面,到达最高点后又回到斜面底端,图1中斜面光滑,图2中物体受到一沿斜面向下的恒力F。
探究一、两种情况下,物体回到斜面底端时的机械能与初态机械能是否相等?
探究二、在斜面上某一位置时(距离初始位置L远)的机械能与初态机械能是否相等?
情况一
动能
势能
机械能
初态
回到斜面底端
斜面上某一位置
情况二
动能
势能
机械能
初态
回到斜面底端
斜面上某一位置
结论:守恒是机械能总量保持不变,而不是初始值等于末态值
二、为何守恒?
探究一、受力情况不同(物体沿光滑轨道下滑和沿粗糙轨道下滑)
探究二、能量转化情况不同(物体沿光滑轨道下滑和沿粗糙轨道下滑)
在只有重力和弹力做功的物体系统内,动能与势能可以相互转化,而总的机械能保持不变,叫做机械能守恒定律。
练习:判断下列运动是否满足机械能守恒(AB)
A.绳子牵引小球在竖直面内做圆周运动
B.小球做竖直上抛运动
C.物体沿斜面匀速下滑
D.流星在大气中下落留下明亮的轨迹
练习(课本78页第2题)神州好载人飞船在发射至返回的过程中,以下哪些阶段中返回舱的机械能是守恒的?
A.飞船升空的阶段
B.飞船在椭圆轨道上绕地球运动的阶段
C.返回舱在大气层以外向着地球做无动力飞行阶段
D.降落伞张开后,返回舱下降的阶段
例题:把一个小球用细线悬挂起来,就成为一个摆,摆长为L,最大偏角为θ。如果阻力可以忽略,小球运动到最低位置时的速度是多大?
【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: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、进行新课
1.动能与势能的相互转化
演示实验:如图所示,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,小球可以摆到跟点等高的点,如图甲。
如果用尺子在某一点挡住细线,小球虽然不能摆到点,但摆到另一侧时,也能达到跟点相同的高度,如图乙。
问题: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。
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。
实验结论: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,即机械能应该保持不变。
教师: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。
2.机械能守恒定律
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,推导出物体在处的机械能和处的机械能相等。
教师:为学生创设问题情境,引导学生运用所学知识独立推导出机械能守恒定律。让学生亲历知识的获得过程。
学生:独立推导。
教师:巡视指导,及时解决学生可能遇到的困难。
推导的结果为:,
即 。
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。
同样可以证明:在只有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。
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。
3.例题与练习
例题:把一个小球用细线悬挂起来,就成为一个摆,如图,摆长为,最大摆角为,小球运动到最低位置时的速度是多大?
学生:学生在实物投影仪上讲解自己的解答,并相互讨论;
教师:帮助学生总结用机械能守恒定律解题的要点、步骤,体会应用机械能守恒定律解题的优越性。
总结:
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;
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。
练习一: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。在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是( )
解析:机械能守恒的条件是:物体只受重力或弹力的作用,或者还受其它力作用,但其它力不做功,那么在动能和势能的相互转化过程中,物体的机械能守恒。依照此条件分析,abd三项均错。答案:c。
练习二:长为l的均匀链条,放在光滑的水平桌面上,且使其长度的1/4垂在桌边,如图所示,松手后链条从静止开始沿桌边下滑,则链条滑至刚刚离开桌边时的速度大小为多大?
解析:链条下滑时,因桌面光滑,没有摩擦力做功。整根链条总的机械能守恒,可用机械能守恒定律求解。设整根链条质量为,则单位长度质量(质量线密度)为,设桌面重力势能为零,由机械能守恒定律得:
解得
4.课下作业:完成 25“问题与练习”中4.5题。
5.教学体会
机械能守恒定律是能量守恒定律的一个特例,要使学生对定律的得出、含义、适用条件有一个明确的认识,这是能够用该定律解决力学问题的基础。
本节知识点包括:机械能守恒定律的推导;机械能守恒定律的含义和适用条件。
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;
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。
思维方法是解决问题的灵魂,是物理教学的根本;亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键,离开了思维方法和实践活动,物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花,水中月。
一、教学目标
(一)知识与技能
1.理解物体的动能和势能是可以相互转化的。
2.理解机械能守恒定律及其条件。
(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
1.通过对机械能守恒定律的探究,体验理想实验是探究物理规律的一种重要方法和手段,激发学习的积极性、能动性。
2.通过将科学技术与物理课堂结合,提高自身做物理实验的科学素养。?
3.在运用机械能守恒定律解决实际问题的过程中,体验学有所得的快乐,并感悟物理与社会生活的紧密联系。
二、教学重点和难点?
运用理想实验探究机械能守恒定律;
归纳出只有重力做功是机械能守恒的条件。
三、教学方法
实验探究法
四、教学设计思路和教学流程
(一)教学设计思路
本节课采用“情景引入──提出问题──猜测答案──探究答案──验证结论──条件归纳──应用和小结”的教学流程:从过山车模型中发现动能和重力势能可以相互转化,提问在转化过程中动能和重力势能的总量(机械能)是否相等,进而引出探究的主题;之后运用已学的理论知识动能定理验证结论,将理论和实验推理很好的相结合;在条件讨论过程中设计多个情景,通过不同情况下让学生寻找力做功的共性,师生互动讨论归纳出机械能守恒的条件;?
五、教学过程
教师活动
幻灯片演示
学生活动
设计意图
一、新课引入
提出问题
小球在运动过程中动能和重力势能如何变化?动能和重力势能的总量又会如何?
?
学生回答:动能增大,重力势能减少.(但是两者之和不清楚。)
由演示提出新问题,激发探究兴趣。
为了弄清楚两种能量之和如何变化我们需要先
复习回顾
机械能定义:
?
学生回顾
?
?
?
?
?
小组积极回答
?
?
?
?
?
?
学生考虑并回答
通过复习联系引入问题,学生思考激发学生探索欲。
联系生活
实际上生活中与翻滚过山车一样有能量转化的例子比比皆是:
?
?
学生主动回答生活实例?
?
?通过图片说出动能与势能变化情况。
?
?
?
?
理性问题实际化,联系实际生活。
发散学生思维
探究过程
机械能中动能与重力势能相互转化的关系:1、提出问题
学生探究
体现学生自主性
2、猜想答案
并且大致的指出我们探究的具体做法与探究方向。
学生大胆猜测
学生发言
体现猜想在科学研究中的作用
3、探究过程
分组探究
学生自主性高涨积极试验,现象好奇。
体现教师的主导作用,学生主体地位,二者缺一不可。
(1)只受重力。只有重力做功
学生自主推导过程
学生发言,汇报探究结论
让学生学会分享
培养学生语言组织能力
(2)受其他力,但是其他力不做功
学生发现原来和第一种情况一样。
学生学会总结不同现象的相同规律。
(3)物体受其他力,且其他力做功
学生分析,教师总结
学生实践上升到理论
(4)探讨守恒的条件
学生总结:看来机械能守恒条件应该是只有重力做功或弹力做功。
学生思维十分活跃
一、引入新课:通过视频:加油!向未来,引入新课,激发学生学习物理的兴趣《机械能守恒定律》的教学设计
二、学习目标
1、知道什么是机械能,知道物体的动能和势能之间可以相互转化。
2、理解机械能守恒定律的内容及适用条件。
3、学会在具体问题中判断机械能是否守恒。
三、新课讲授
【知识回顾】
1、本章学习了哪几种形式的能,大小如何计算?
2、动能定理的.内容是什么?
3、重力做功与重力势能的关系是什么?
【基本概念】
1.机械能:动能、重力势能、弹性势统称为机械能
2.计算公式:
3.注意:机械能是标量,具有相对性
探究一:动能和势能之间的相互转化
①、认真观察演示实验,体会动能和势能之间可以相互转化。
②、请同学们列举生活中动能和势能之间相互转化的例子。
探究二:机械能守恒定律的理论推导(分组讨论)
情景1:质量为m的物体自由下落过程中经过高度h1的A点速度v1,高度h2的B点时速度为v2,不计空气阻力,分析A、B两位置的机械能的关系。
探究三:机械能守恒定律的条件
思考:机械能守恒定律只适用于自由落体运动吗?
情景2:物体沿光滑斜面下滑,A、B为图中任意两个时刻所处的位置。
情景3:若在情景1中考虑空气阻力,试分析A、B两位置的机械能关系。
结论:在只有?? 做功的物体系统内,动能与重力势能可以互相转化,而总的机械能保持不变。
同样可以证明,在只有?? 做功的物体系统内,动能与弹性势能可以互相转化,而总的机械能保持不变。
用单摆模拟视频中的实验,并解密。
【机械能守恒初判断】
下列实例中哪些情况机械能是守恒的?
1、跳伞员利用降落伞在空中匀速下落
2、抛出的篮球在空中运动(不计阻力)
3、用绳拉着一个物体沿着光滑的斜面匀速上升。
四、课堂练习
质量为1 kg的物体从离地面1.5 m高处以速度10 m/s抛出,不计空气阻力,若以地面为零势能面,物体的机械能是________J,落地时的机械能是________J;若以抛出点为零势能面,物体的机械能是________J,落地时的机械能是________J.(g取10 m/s2)
五、课堂小结
1、机械能
2、机械能守恒定律
①内容
②表达式
③条件
六、作业:
推导过山车至少从多高处开始滑下,才能安全通过最高点?
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