机械能守恒教案.doc

教案提纲教师：马艳文 课时： 3课时日期：题目：_机械能守恒_一、 教学目标：1、 行为的目标：（1）听课：笔记完整，用不同颜色的笔（规律性使用的颜色）标出老师强调的重点，有老师未通过板书讲授的技巧、方法、易错点、反复强调内容等重点的记录。（2）梳理：对照课本和教辅，在笔记本上把知识点补充完整，用不同颜色的笔把老师强调的重点进行标注，把老师未通过板书讲授的内容进行重新整理。（3）记忆：在有提示的情况下，说出回顾的准确内容。（4）练习：在题目中划出关键词、写出知识点，按照步骤的规范解题。2、 知识的目标：（1）举例说明功是能量变化的量度，理解功和功率。关心生活和生产中常见机械功率的大小及其意义。（2）通过实验，探究恒力做功与物体动能变化的关系。理解动能和动能定理。用动能定理解释生活和生产中的现象。（3）理解重力势能。知道重力势能的变化与重力做功的关系。（4）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生活和生产中的有关问题。（5）了解自然界中存在多种形式的能量。知道能量守恒是最基本、最普遍的自然规律之一。（6）通过能量守恒以及能量转化和转移的方向性，认识提高效率的重要性。了解能源与人类生存和社会发展的关系，知道可持续发展的重大意义。3、 能力的目标：（1）理解能力 理解物理概念、物理规律的确切含义，理解物理规律的适用条件，以及它们在简单情况下的应用；能够清楚地认识概念和规律的表达形式（包括文字表述和数学表达）；能够鉴别关于概念和规律的似是而非的说法，理解相关知识的区别和联系。（2）推理能力能够根据已知的知识和物理事实、条件，对物理问题进行逻辑推理和论证，得出正确的结论或作出正确的判断，并能把推理过程正确地表达出来。（3）分析综合能力能够独立地对遇到的问题进行具体分析、研究，弄清其中的物理状态、物理过程和物理情景，找出起重要作用的因素及有关条件；能够把一个复杂问题分解为若干较简单问题，找出它们之间的联系；能够提出解决问题的方法，运用物理知识综合解决所遇到的问题。（4）应用数学处理物理问题的能力能够根据具体问题列出物理量之间的关系式，进行推导和求解，并根据结果得出物理结论；必要时能运用几何图形、函数图象进行表达、分析。（5）试验与探究能力能独立的完成考纲实验，能明确实验目的，能理解实验原理和方法，能控制实验条件，会使用仪器，会观察、分析实验现象，会记录、处理实验数据，并得出结论，对结论进行分析和评价；能发现问题、提出问题，并制定解决方案；能运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题，包括简单的设计性实验。见考纲二、教学材料：1. 教师：教具、PPT等、课堂练习材料2. 学生：笔记本、练习材料三、教学形式： 1、日常巩固型 2、阶段总结型四、教学过程：1. 导入 【时间：10】我们先来看一下机械能部分在高考中考查到的考点考试内容及要求机械能功和功率动能和动能定理重力做功与重力势能功能关系、机械能守恒定律及其应用、能量守恒定律考纲规定，对机械能部分一共考查4个知识点，这四个知识点的要求全都是II级水平，也就是需要达到理解掌握的水平。考查形式以第一道计算题为主，比较简单，容易得分。那么我们具体该如何对这个模块进行掌握呢？要想学会一个知识具体分为几个环节，或者说我们学习这件事需要几个步骤呢？我们来一起讨论一下：（要学生回答，引出学习环节及其之间的关系，并说明具体要求及标准）2. 具体操作步骤 【时间：】【1】回顾（1）引入 【时间：10】首先，我们要明确一个回顾的意义。回顾的直接目的是为了将知识点记住，根本目的是为了养成良好的学习习惯。那如何回顾才能使学习事半功倍呢？下面，我们就一起来操作：回顾的第一个步骤梳理。梳理是为了更系统的将知识点进行输入，也为了以后再次复习时的重复再现。梳理是为了把一个知识点所涉及的所有知识进行有序排列，具体的排列顺序就是各学科的知识层级。好的，我们就说说物理这个学科具体的知识层级。首先我们先想一下学习物理的时候，知识一共分为及各层级，（学生回答）引出物理的知识层级：概念，性质、规律，公式及其适用条件，应用。并讲解他们之间逐级递进的关系，并说明公式并不一定是最重要的（2） 梳理你们平时学习时觉得最重要的是哪个层级呢？（学生回答：公式）【时间：20分】（以本章的功的公式入手，提问，往上反推公式中涉及的性质，规律及概念，并进行讲解）机械能梳理一、功一、 概念功：一个物体受到力的作用，并在力的方向上发生了一段位移，这个力就对物体做了功。 二、 性质1、 功是能量转化的量度。2、 功是标量，但它有正功、负功。3、 功是一个过程所对应的量，因此功是过程量。提问：功的公式1、 公式：W=F S cos 条件：力和力的方向上位移的乘积某力功，单位为焦耳（）合外力（要为恒力），单位为牛顿（）S物体运动的位移，一般为对地位移，单位为米（m）力与位移的夹角2、 某力对物体做负功，也可说成“物体克服某力做功”。当时，即力与位移成锐角，功为正；动力做功；当时，即力与位移垂直功为零，力不做功；当时，即力与位移成钝角，功为负，阻力做功；3、 功仅与F、S 、有关，与物体所受的其它外力、速度、加速度无关。4、 几个力对一个物体做功的代数和等于这几个力的合力对物体所做的功。公式：W总=W1+W2+Wn 或W总= F合Scos 三、 应用合外力的功的求法：方法1：先求出合外力，再利用W=Flcos求出合外力的功。方法2：先求出各个分力的功，合外力的功等于物体所受各力功的代数和。学生按照层级进行梳理、补充，达到以上完整程度【时间：10分】通过上面这个知识点我们可以看出，要想完全掌握一个公式，并不是只有公式就能行的，我们需要通过概念，性质对公式进行理解，然后才能够真正的能够运用这个公式，能够做对题。下面我们把其他几个知识也按照这个层级进行梳理一下。（老师带着学生一起进行梳理）二、功率一、概念1、功率：功跟完成功所用时间的比值，表示力(或物体)做功的快慢。2、额定功率：指发动机正常工作时最大输出功率3、实际功率：指发动机实际输出的功率即发动机产生牵引力的功率，P实P额。二、性质三、公式公式：（平均功率） （平均功率或瞬时功率）单位：瓦特W四、应用1、分析汽车沿水平面行驶时各物理量的变化，采用的基本公式是P=Fv和F-f = ma2、机车启动问题(1)机车以恒定功率启动时，由（为机车输出功率，为机车牵引力，为机车前进速度）机车速度不断增加则牵引力不断减小，当牵引力时，速度不再增大达到最大值，则。(2)机车以恒定加速度启动时，在匀加速阶段汽车牵引力恒定为，速度不断增加汽车输出功率随之增加，当时，开始减小但仍大于因此机车速度继续增大，直至时，汽车便达到最大速度，则。三、重力势能一、概念1、重力势能：物体由于被举高而具有的能。2、参考面a重力势能为零的平面称为参考面b选取：原则是任意选取，但通常以地面为参考面；若参考面未定，重力势能无意义，不能说重力势能大小如何；选取不同的参考面，物体具有的重力势能不同，但重力势能改变与参考面的选取无关。二、性质1、标量，但有正负。重力势能为正，表示物体在参考面的上方；重力势能为负，表示物体在参考面的下方；重力势能为零，表示物体在参考面上。2、重力做功特点：物体运动时，重力对它做的功只跟它的初、末位置有关，而跟物体运动的路径无关。三、公式1、公式： h物体具参考面的竖直高度单位：焦耳（J）2、重力做功与重力势能变化的关系 （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。四、弹性势能一、概念弹性势能：发生弹性形变的物体的各部分之间，由于弹力的相互作用具有势能。三、公式弹力做功与弹性势能的关系 五、动能一、概念动能：物体由于运动而具有的能量。三、公式，条件1、动能表达式：2、动能定理（即合外力做功与动能关系）：(1)适用范围：适用于恒力、变力做功；适用于直线运动，也适用于曲线运动。(2)理解：在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。做正功时，物体动能增加；做负功时，物体动能减少。四、应用应用动能定理解题步骤：a确定研究对象及其运动过程b分析研究对象在研究过程中受力情况，弄清各力做功c确定研究对象在运动过程中初末状态，找出初、末动能d列方程、求解。六、机械能一、概念机械能包含动能和势能（重力势能和弹性势能）两部分。二、规律机械能守恒定律：在只有重力或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。 三、公式、条件1、机械能2、机械能守恒定律：K = P3、机械能守恒条件：做功角度：只有重力或弹力做功，无其它力做功；其它力不做功或其它力做功的代数和为零；系统内如摩擦阻力对系统不做功。能量角度：首先只有动能和势能之间能量转化，无其它形式能量转化；只有系统内能量的交换，没有与外界的能量交换。四、应用运用机械能守恒定律解题步骤：a确定研究对象及其运动过程b分析研究对象在研究过程中受力情况，弄清各力做功，判断机械能是否守c恰当选取参考面，确定研究对象在运动过程中初末状态的机械能d列方程、求解。七、能量守恒定律概念：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。公式：。（3）记忆并检测 【时间：30】此处设计：让一个孩子为主体，老师引导，其他学生补充下面给大家15分钟的时间对知识进行记忆，过程中划出每个知识的关键词，对知识进行记忆。然后两人一组互相提问。【2】练习（做题）的能力要求。【时间：20】（1）下面我们来看下面的几道题，请同学们在做题的时候标出题目的关键词，并写出每道题所考的知识点。我们先一起看一下能量的大题的答题步骤。老师要先带着学生完成1-2道题，再让学生自己完成1、应用动能定理解题步骤：a确定研究对象及其运动过程b分析研究对象在研究过程中受力情况，弄清各力做功c确定研究对象在运动过程中初末状态，找出初、末动能d列方程、求解。2、运用机械能守恒定律解题步骤：a确定研究对象及其运动过程b分析研究对象在研究过程中受力情况，弄清各力做功，判断机械能是否守c恰当选取参考面，确定研究对象在运动过程中初末状态的机械能d列方程、求解。（2）下面我们就利用上面的步骤做题，要求划出题中的关键词。例题1：如图所示，斜面倾角为，长为L，AB段光滑，BC段粗糙，且BC=2 AB。质量为m的木块从斜面顶端无初速下滑，到达C端时速度刚好减小到零。求物体和斜面BC段间的动摩擦因数。解析：、审题，可知AB段没有摩擦力，BC段有摩擦力。 、对AB和BC段分别进行受力分析（当运动状态或受力情况改变时，都要重新进行受力分析），如图所示。由受力情况可知，物体在AB段做的是只有重力做功的匀加速直线运动；在BC段做的是受摩擦力的匀减速直线运动。 、罗列出定理，分析运动过程，明确初末状态，进行计算。 （AB） (BC)运动分析：以木块为对象，进行受力分析：在下滑全过程中用动能定理：重力做的功为mgLsin，摩擦力做的功为，支持力不做功。初、末动能均为零。mgLsin=0， 从本例题可以看出，由于用动能定理列方程时不牵扯过程中不同阶段的加速度，所以比用牛顿定律和运动学方程解题简洁得多。例题2：将小球以初速度v0竖直上抛，在不计空气阻力的理想状况下，小球将上升到某一最大高度。由于有空气阻力，小球实际上升的最大高度只有该理想高度的80%。设空气阻力大小恒定，求小球落回抛出点时的速度大小v。解析：、审题，由题可以需要计算两个过程的运动数据，一个是有空气阻力情况下，另一个是没有空气阻力的情况下。 、受力分析，没有空气阻力的情况下，物体只受重力，机械能守恒；在有空气阻力的情况下，分为上升和下降两个过程，因为阻力的方向要变，使用动能定理。 、明确运动的初末状态，进行运动分析，求出结果。运动分析：有空气阻力和无空气阻力两种情况下分别在上升过程对小球用动能定理： 和，可得H=v02/2g，再以小球为对象，在有空气阻力的情况下对上升和下落的全过程用动能定理。全过程重力做的功为零，所以有：，解得 从本题可以看出：根据题意灵活地选取研究过程可以使问题变得简单。有时取全过程简单；有时则取某一阶段简单。原则是尽量使做功的力减少，各个力的功计算方便；或使初、末动能等于零。（3）再总结一下做题步骤，让学生自己完成2道题。高考题：（11）10（16分）如图所示，圆管构成的半圆形竖直轨道固定在水平地面上，轨道半径为R，MN为直径且与水平面垂直，直径略小于圆管内径的小球A以某一初速度冲进轨道，到达半圆轨道最高点M时与静止于该处的质量与A相同的小球B发生碰撞，碰后两球粘在一起飞出轨道，落地点距N为2R。重力加速度为g，忽略圆管内径，空气阻力及各处摩擦均不计，求：（1）粘合后的两球从飞出轨道到落地的时间t；（2）小球A冲进轨道时速度v的大小。答案：（1） （2）解析：（1）粘合后的两球飞出轨道后做平抛运动，竖直方向分运动为自由落体运动，有解得（2）设球A的质量为m，碰撞前速度大小为v1，把球A冲进轨道最低点时的重力势能定为0，由机械能守恒定律知 设碰撞后粘合在一起的两球速度大小为v2，由动量守恒定律知 飞出轨道后做平抛运动，水平方向分运动为匀速直线运动，有 综合式得 （12）10、如图所示，水平地面上固定有高为h的平台，台面上固定有光滑坡道，坡道顶端局台面高也为h，坡道底端与台面相切。小球A从坡道顶端由静止开始滑下，到达水平光滑的台面后与静止在台面上的小球B发生碰撞，并粘连在一起，共同沿台面滑行并从台面边缘飞出，落地点与飞出点的水平距离恰好为台高的一半。两球均可视为质点，忽略空气阻力，重力加速度为g。求（1）小球A刚滑至水平台面的速度VA（2）A、B两球的质量之比ma:mb解析：（1）小球A在坡道上只有重力做功机械能守恒，有 解得 （2