高中物理《机械能守恒定律》教案9 粤教版必修2

用心 爱心 专心1 机械能守恒定律机械能守恒定律 教学设计教学设计 一 教材分析 以自由落体为例很快得出机械能守恒定律 对学生掌握知识 深刻理解机械能守恒的 实质和机械能变化的原因 和训练思维 发展能力不利 这里作了改进 机械能守恒定律 的得出 由定性分析到定量实例探究 再结合一般过程作理论推证 然后总结出定律 阐 释机械能守恒的实质 最后是定性应用 符合由特殊到一般 再到特殊的认识规律 并且 在探究 推理过程中 有利于培养学生的演绎推理能力 分析归纳能力和探索发现能力 领悟物理学研究方法和提高创造性思维能力 三 重点和难点 根据知能 方法 情感三要素确定 1 重点 1 机械能守恒定律的推导分析过程 2 机械能守恒定律的内容 3 守恒的条件的实质性理解 4 机械能守恒定律的简单应用 2 难点 根据动能定理的推理分析过程归纳总结出机械能守恒定律 定律条件的实质 性理解 二 教学目标 1 知识与技能目标 1 掌握机械能守恒定律的推导 内涵 2 理解机械能守恒定律条件 3 初步应用定律分析判断实际过程机械能是否守恒 2 过程与方法目标 1 理解机械能守恒定律的探究过程 实验 提出问题 发现结论 理论推证 总结 规律 初步应用 领悟发现物理规律的一种科学方法 实例探究 演绎推理法 提高探索 发现能力 2 体会理想化处理问题的方法 3 情感 态度与价值观目标 1 初步树立变中有恒 能量守恒 物质不灭等辨证唯物主义观点 2 初识寻找守恒量的意义 三 教学方法 一 教学手段的选用 投影仪和电脑 其作用有 将物理情境 规律的推理过程 机械能守恒定律的内容和 机械能守恒定律知识方法结构 形象 直观地展示出来 帮助学生思考 分析 推理 理 解和领悟 二 教学方法的选择 1 指导思想 1 有利于学生参与对概念 规律等内容的探究认识过程 主体性 探究性 2 顺应学生认知 能力 心理和情感发展规律 发展性 和谐性 3 遵循发现物理规律的一般程序 思维方法和实验依据 方法性和规律性 2 教学方法 教师指导与学生探究相结合的发现法 四 教学用具 单摆铅球及支架 磁条 平抛实验仪 钢球 学导案 用心 爱心 专心2 五 教学流程 六 教学过程 七 教学过程 教学教学 过程过程 教学内容教学内容教学说明或设计意图教学说明或设计意图 引引 入入 新新 课课 碰鼻实验 如图所示 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 实验者者头不动则挑战成 功 挑战成功 为什么实验者不怕球摆动时 超过原来的高度呢 这涉及到机械能转化的 规律 我们今天学习这个知识 挑战失败 实验者可能是怕球摆动时超过 让一位学生上台 表演重球实验 以惊 激趣 以趣生疑 以 疑引思 迅速激起学 生的兴趣 集中注意 力 激发探究欲望 实验导入实验导入 动能与势能的转化动能与势能的转化 定性 定性 推导机械能守恒定律推导机械能守恒定律 定量 定量 探究机械能守恒的探究机械能守恒的 条件条件 总结机械能守恒的总结机械能守恒的 内容内容 判断机械能是否判断机械能是否 守恒守恒 用心 爱心 专心3 原来的高度 这涉及到机械能转化的规律 我们今天来学 习这个知识 介介 绍绍 概概 念念 什么是机械能 学生易答 动能 重力势能和弹性势能 统称为机械能 它们的总和即为机械能总量 简易内容教师不 必讲解 学生回答正 确即可 提出问提出问 题题 生活中有那些机械能转化的情况 现实物理世界存在着 大量的动能与重力势能 或弹性势能 相互转化的实例 如自由落体下落过程重力势能不断减小 动能不断增加 重力势能转化为动能 那么 物体的动能与势能发生相互转化时有什么规律呢 初步认初步认 识识 过程 小球从位置 A 到位置 B 以 B 点所在平面为零势面 1 分析这一过程机械能如何转化 2 猜想机械能转化有什么规律 理论推理论推 证证 二 机械能守恒定律的推导 把学生分为二小组 一组做思考题一 另一组做 思考题二 并进行小组赛 1 用多媒体出示两道思考题 思考题一 如图 1 所示 一个质量为 的物体 自由下落 经过高度为 1的 A 点时速 度为 1 下落到高度为 h2的 B 点时速度 为 2 1 分析小球从位置 A 到位置 B 过 程中重力势能和动能的变化情况并计算其 变化量的大小 2 比较小球在 A 和 B 具有的机械能的大 小 思考题二 发现物理规律有 三种基本方法 实验 归纳法 演绎推理法 和类比 臻美推理法 要向学生指出 这里 采用演绎推理法 在 定律的推理分析过程 中 培养学生的抽象 思维能力和逻辑推理 能力 通过物理概念 规律教学 要让学生 领悟研究物理的科学 方法 提高学生的思 维能力和类科研能力 1 B A V V B B h 2 h 1 图 2 VA 用心 爱心 专心5 如图 2 所示 一个质量为 的物体沿光滑的斜面 下滑 经过高度为 1的 A 点时速度为 1 经过高度为 2的 B 点时速度为 2 1 分析小球从位置 A 到位置 B 过程中重力势能和动能的变化情况并计算其变化量的 大小 2 比较小球在 A 和 B 具有的机械能的大小 3 教师对首先做完的小组进行激励评价 并抽有 代表性的解答方案进行现场评点 4 用投影仪对推导过程进行评析 推导过程 以地面为零势能面 1 小球重力势能 据重力做功与物体重力势能 的变化关系有 Ep WG 小球动能 不计空气阻力 根据动能定理有 EK W总 得 mv22 2 mv12 2 根据 可知小球的机械能转化有何规律 2 小球在 A 点具有的机械能为 EA 小球在 B 点具有的机械能为 EB 由 得小球在 A 点具有的机械能 小球在 B 点 具有的机械能 根据 可知小球总的机械能有何规律 如果考虑空气阻力的作用 结论 还成立吗 5 教师归纳 从两个情景归纳 物体从一高度位 置运动到另一高度位置时 重力势能和动能发生转化 且物体减少的重力势能等于增加的动能 所以物体总的 机械能总量保持不变 如果物体做竖直上抛运动上升过程 则重力势能和 动能也发生转化 减少的动能等于增加的重力势能 物 体的机械能总量保持不变 总结以上两个例子 学生猜想 机械能在什么情 况下守恒 教师引导 从运动轨迹 受力情况 受力做功情况 学生答 物体只受重力作用 学生还可能答 物体在运动中 只有重力做功 针 对上述两种答案 师生评析后教师总结 演示铁球摆动 和泡沫球摆动 用心 爱心 专心6 2 教师总结 通过上述分析 我们得到 在只有重力做功的情况 下 物体的动能和重力势能发生相互转化 但机械能的 总量保持不变 这个结论叫做机械能守恒定律 总结总结 规律规律 机械能守恒定律 对象 系统 物体与地球组成的系统 条件 只有重力做功 即没有阻力做功 其它力不 做功 结论 能量只在动能和重力势能之间转化 机械能 总量保持不变 数学表达式为 mv22 2 mgh2 mv12 2 mgh1 空间对称美的体现 或 mv2 2 mgh 恒量 范围 在低速 宏观领域适用 相对于惯性参照系 成立 对定律条件的实质性理解 没有滑动摩擦阻力做功 保证机械能不向其他形式能 如热能 转化 其它外力 不做功 保证系统与外界没有能量交换 从而保证系统 机械能守恒 同理可知 物体和弹簧组成的系统 在物体运动过 程中 如果只有弹力做功 那么总机械能 动能与弹性 势能之和 也保持不变 综合归纳 物体系 运动物体 弹簧 地球 在状 态变化过程中 如果只有重力和弹力做功 那么 物体 系的动能 重力势能和弹性势能的总和保持不变 机 械能守恒定律的一般表述 把机械能守恒定 律的内容分为定律对 象 条件 结论和使 用范围进行表达和对 定律条件作实质性的 分析 一是可避免部 分学生死背定律内容 二是有利于学生从能 转化的高度真正理解 和掌握机械能守恒定 律条件的物理意义 机械能守恒定律的内 容总结得与教材不同 且以教师叙述 解释 为主 体现教师的主 导性和创造性 规律应规律应 用用 1 开头的演示实验 重球在摆动过程中克服空气 阻力做功 机械能不断减少转化为内能 所以重球摆动 不到初始高度 碰不到鼻尖 而且 摆动次数越多机械 能损失越多 重球离鼻尖越远 能量转化法分析 通过以上四例的分析 可总结出判断机械能是否守 恒的两种方法 功法 是否满足只有重力和弹力做功 功法 是否满足只有重力和弹力做功 和能量转化法 有无机械能与其他形式能发生转化 和能量转化法 有无机械能与其他形式能发生转化 经过紧张思维活 动 得到机械能守恒 定律 至此 学生能 应用定律解释开始的 演示实验现象 并能 对实际问题机械能是 否守恒作出分析判断 学生脸上露出了成功 的喜悦 通过具体问题的 分析 总结出方法 提高学生的直觉迁移 能力 分析解决问题 的能力 用心 爱心 专心6 挖掘物理知识的 思想性 方法性 哲 理性和审美性 发挥 物理知识的教育性 综合性 文理综合 功能 略讲 课堂总课堂总 结结 布置作布置作 业业 1 1 机械能 物体具有的动能和势能的总和 2 2 机械能守恒定律 1 内容 在只有重力做功的情形下 物体的动能和 重力势能发生相互转化 但机械能的总量 保持不变 2 公式 或 Ek2 Ep2 Ek1 Ep1 3 条件 只有重力做功 只有动能和势能的相互转 化 4 同理 在弹性势能和动能的相互转化过程中 如 果只有弹力做功 动能和弹性势能之和保持不变 即机 械能守恒 把一节课完整的 思维过程模式和方法 结构模式总结一下 画龙点睛 起到点金 术的作用 有利于学 生形成知识组块 提 高整体直觉思维能力 自学能力 迁移能力 和创新能力 教