陜西省石泉縣高中物理 第4章 能量守恒與可持續(xù)發(fā)展 4.2 研究機(jī)械能守恒定律教案1 滬科版必修2.doc

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4.2研究機(jī)械能守恒定律 課標(biāo)依據(jù) 通過(guò)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。理解機(jī)械能守恒定律。用機(jī)械能守恒定律分析生活和生產(chǎn)中的有關(guān)問(wèn)題。 教材分析 解決力學(xué)問(wèn)題一般有三種方法，一是運(yùn)用力對(duì)物體的瞬時(shí)作用效果——牛頓運(yùn)動(dòng)定律；二是運(yùn)用力對(duì)物體的時(shí)間積累的作用效果——?jiǎng)恿慷珊蛣?dòng)量守恒定律；三是運(yùn)用力對(duì)物體的空間積累作用效果——?jiǎng)幽芏ɡ砗蜋C(jī)械能守恒定律，根據(jù)題設(shè)條件提供的具體情況，選擇不同的方法，是本節(jié)教學(xué)的內(nèi)容之一． 學(xué)情分析 動(dòng)量守恒定律的數(shù)學(xué)表達(dá)公式是矢量式，要使運(yùn)算簡(jiǎn)便，可先定正方向，把矢量運(yùn)算變?yōu)榇鷶?shù)運(yùn)算，機(jī)械能守恒定律的數(shù)學(xué)表達(dá)公式是標(biāo)量式，但要先選定零重力勢(shì)能面，才能列出具體的機(jī)械能守恒公式。 前一章節(jié)我們學(xué)習(xí)了動(dòng)能定律，在引用好人原理上和機(jī)械能守恒上有很多的共同之處，在教學(xué)中要和動(dòng)能定律聯(lián)系起來(lái)，并區(qū)別開。 三維目標(biāo) 知識(shí)與能力： 1、知道什么是機(jī)械能，知道物體的動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化。 2、理解機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容。 3、在具體問(wèn)題中，能判定機(jī)械能是否守恒 過(guò)程與方法 1、學(xué)會(huì)在具體的問(wèn)題中判這定物體的機(jī)械能是否守恒； 2、初步學(xué)會(huì)從能量轉(zhuǎn)化和守恒的觀點(diǎn)來(lái)解釋物理現(xiàn)象，分析問(wèn)題。 情感態(tài)度與價(jià)值觀 1、通過(guò)在幾種不同運(yùn)動(dòng)的研究基礎(chǔ)建立機(jī)械能守恒定律的過(guò)程，增強(qiáng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。 2、通過(guò)自主推導(dǎo)、DIS實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒的過(guò)程，激發(fā)學(xué)習(xí)的積極性、能動(dòng)性。 3、在運(yùn)用機(jī)械能守恒定律解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中，體驗(yàn)學(xué)有所得的快樂(lè)，并感悟物理與社會(huì)生活的緊密聯(lián)系。 教學(xué)重難點(diǎn) 教學(xué)重點(diǎn) 1、理解機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容。 2、在具體問(wèn)題中能判定機(jī)械能是否守恒。 教學(xué)難點(diǎn) 1、得出機(jī)械能守恒定律得探究過(guò)程。 2、能正確判斷研究對(duì)象在所經(jīng)歷的過(guò)程中機(jī)械能是否守恒。 教法 與 學(xué)法 探究法，練習(xí)法。 信息技術(shù)應(yīng)用分析 知識(shí)點(diǎn) 學(xué)習(xí)目標(biāo) 媒體內(nèi)容與形式 使用方式 媒體來(lái)源 課程導(dǎo)入 情感、態(tài)度與價(jià)值觀 PPT 教師播放 制作 機(jī)械能 知識(shí)與技能 過(guò)程與方法 PPT 探究 制作 機(jī)械能守恒 知識(shí)與技能 過(guò)程與方法 PPT 探究 制作 案例分析 知識(shí)與技能 情感、態(tài)度與價(jià)值觀 PPT 學(xué)生操作 制作 教 學(xué) 活 動(dòng) 設(shè) 計(jì) 師生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖 批注 第一課時(shí) 導(dǎo)入新課 1、觀看視頻（過(guò)山車） 2、復(fù)習(xí)回顧 教師提問(wèn)； ①本章中我們學(xué)習(xí)了哪幾種形式的能？它們各是如何定義的？它們的表達(dá)式如何？ ②動(dòng)能定理的內(nèi)容和表達(dá)式是什么？ 學(xué)生回答： ①本章我們學(xué)習(xí)了以下幾種能：動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能。 ②動(dòng)能定理的內(nèi)容是：物體所受合外力所做的功等于物體動(dòng)能的改變，即：Ｗ＝ＷＫ２－ＷＫ１。 講授新課 一.機(jī)械能：講述機(jī)械能的概念及其計(jì)算公式. 1.機(jī)械能概念：動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能統(tǒng)稱為機(jī)械能 2.計(jì)算公式：E＝EK+EP 3.機(jī)械能是標(biāo)量， 4.具有相對(duì)性（需要設(shè)定零勢(shì)能面） ◆過(guò)渡：在很多情況下物體的動(dòng)能、勢(shì)能之間可以發(fā)生相互轉(zhuǎn)化。 舉例說(shuō)明并分析能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程： 1豎直上拋的物體.在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程. 提問(wèn)： 2. 滑雪運(yùn)動(dòng)員能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程.視頻演示 3. 撐桿跳運(yùn)動(dòng)員在起跳到落地的過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程.視頻演示 實(shí)例分析： 明珠線輕軌設(shè)計(jì)方案 ◆過(guò)渡：通過(guò)上面實(shí)例的分析，發(fā)現(xiàn)各種形式的能量之間可以發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，且在轉(zhuǎn)化過(guò)程當(dāng)一種形式的能量增加時(shí)另外一種形式的能量減少， 那么在整個(gè)過(guò)程小球的機(jī)械能如何變化？ 二.機(jī)械能守恒定律的推導(dǎo). 自主活動(dòng)：“提桶會(huì)不會(huì)碰鼻” ◆過(guò)渡：動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化是有規(guī)律的，下面我們用DIS實(shí)驗(yàn)來(lái)研究一下。（實(shí)驗(yàn)過(guò)程） 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：小球在擺動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能保持不變，既守恒。 ◆過(guò)渡：剛才通過(guò)實(shí)驗(yàn)，我們對(duì)物體的機(jī)械能守恒有了感性的認(rèn)識(shí)，下面我們通過(guò)一個(gè)實(shí)例來(lái)驗(yàn)證一下。 小組活動(dòng)，參閱學(xué)案 實(shí)例分析：質(zhì)量為1Kg的物體作自由落體運(yùn)動(dòng)，高度足夠高，分組計(jì)算1s未、2s未、3s未、4s未的動(dòng)能、重力勢(shì)能以及機(jī)械能并作比較（以開始下落點(diǎn)為參考平面，g=10m/s2） 第二課時(shí) 理論推導(dǎo)： h1 h2 A B v1 v2 如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m的物體自由下落，取任意兩點(diǎn)A，B，經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)的高度為h1、速度為v1，下落到B點(diǎn)時(shí)的高度為h2，速度為v2， （1）.試寫出物體在A點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能和在B點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能. （2）.分析在此過(guò)程機(jī)械能是如何變化的。 2.引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)在此過(guò)程中機(jī)械能的變化情況 推導(dǎo)過(guò)程 ★板書： 解：（1）∵機(jī)械能等于物體的動(dòng)能和勢(shì)能之和 ∴A點(diǎn)的機(jī)械能等于 B點(diǎn)的機(jī)械能等于 （2）證明EA=EB 由動(dòng)能定理得： W合=WG= 又據(jù)重力做功得到： WG= 由分析可知，重力勢(shì)能的減少量等于物體動(dòng)能的增加量，所以A、B兩點(diǎn)的機(jī)械能相等. 即： 由于A、B是任意兩點(diǎn)，所以可以得出如下結(jié)論：做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體在下落過(guò)程中，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，但總的機(jī)械能始終保持不變，即守恒. 機(jī)械能守恒定律的條件 提出問(wèn)題： 在任何條件下機(jī)械能都守恒嗎？需不需要滿足一定的條件？ 分析擺球和自由落體的小球的受力情況和做功情況，得出條件：只有重力做功。 對(duì)只有重力做功的理解： a、物體只受重力，不受其他的力。 b、物體除重力外還受其他的力，但其他力不做功。 實(shí)例分析：下列情況機(jī)械能是否守恒 1．跳傘員利用降落傘在空中勻速下落 2．拋出的籃球在空中運(yùn)動(dòng)（不計(jì)阻力） 3．用繩拉著一個(gè)物體沿著光滑的斜面勻速上升 設(shè)置情境 復(fù)習(xí)回顧，順利推導(dǎo)機(jī)械能守恒定律奠定基礎(chǔ) 知道機(jī)械能的概念和表達(dá)式， 通過(guò)分析，強(qiáng)化不同形式之間的能之間可以發(fā)生相互轉(zhuǎn)化 價(jià)值觀滲透：節(jié)約能源 在實(shí)踐中體驗(yàn)與感悟物理知識(shí)，體會(huì)生活中物理無(wú)處不在 認(rèn)識(shí)DIS實(shí)驗(yàn)是現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)研究的重要途徑 培養(yǎng)學(xué)生間合作精神，體會(huì)科學(xué)研究的嚴(yán)謹(jǐn)、 分析在這兩種情況下機(jī)械能是否守恒，并歸納總結(jié)機(jī)械能守恒的條件 當(dāng)堂檢測(cè) 有效練習(xí) 1、如下圖所示，小球從高處下落到豎直放置的輕彈簧上，在將彈簧壓縮到最短的整個(gè)過(guò)程中，下列關(guān)于能量的敘述中正確的是（ ） （A）重力勢(shì)能和動(dòng)能之和總保持不變 （B）重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能之和總保持不變 （C）動(dòng)能和彈性勢(shì)能之和總保持不變 （D）重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能和動(dòng)能之和總保持不變 2、在利用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證自由下落過(guò)程中機(jī)械能守恒的實(shí)驗(yàn)中,電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是用來(lái)測(cè)量____的儀器,某學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時(shí)打出的紙帶如圖所示,其中O為重錘由靜止下落時(shí)打下的第一個(gè)點(diǎn),A、B、C、D為選出的計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩點(diǎn)間都有一個(gè)點(diǎn)未畫出，用刻度尺測(cè)得各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離都標(biāo)在紙帶上，實(shí)驗(yàn)所在地重力加速度g=9.8m/s2，根據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算：打下C點(diǎn)時(shí)重錘的速度大小v= （填計(jì)算式）＝ （填數(shù)值）。重錘從O由靜止下落到打C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能增加為 mJ，重力勢(shì)能的減力量為 mJ. 3、（1）用落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，下面哪些測(cè)量工具是必需的？( ) (A)天平 (B)彈簧秤 (C)刻度尺 (D)秒表 （2）圖是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?g＝9．80m／s2，測(cè)得所用重物的質(zhì)量為1．00kg，紙帶上第0、1兩點(diǎn)間距離接近2mm，A、B、C、D是連續(xù)打出的四個(gè)點(diǎn)，它們到O點(diǎn)的距離如圖所示，則由圖中數(shù)據(jù)可知，重物由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，重力勢(shì)能的減少量小于________J，動(dòng)能的增加量等于________J（取三位有效數(shù)字）。 動(dòng)能增量小于重力勢(shì)能的減少量的原因主要是_________________________ ________________________________________________________________ 作業(yè)布置 1. 練習(xí)冊(cè) 2. 課時(shí)作業(yè) 板書設(shè)計(jì) 1.文字描述：在只受重力（或彈力）做功的情況下，物體的動(dòng)能和重力勢(shì)能（或彈性勢(shì)能）相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變. 2.數(shù)學(xué)表達(dá)式： 3.機(jī)械能守恒的條件：只有重力做功 a、物體只受重力，不受其他的力。 b、物體除重力外還受其他的力，但其他力不做功。 教學(xué)反思 本節(jié)課，學(xué)習(xí)了機(jī)械能守恒定律，是高一物理最重要的定律之一，引用非常廣泛，在解決運(yùn)動(dòng)學(xué)相關(guān)問(wèn)題時(shí)非常方便，所以是本冊(cè)教材最重要的一個(gè)人內(nèi)容，在教學(xué)中應(yīng)該加強(qiáng)練習(xí)，加深理解，否則在這一塊如果沒(méi)有理解透徹，那么在高三總復(fù)習(xí)乃至高考當(dāng)中就更加困難。我們平時(shí)的教學(xué)應(yīng)該立足于高三復(fù)習(xí)和高考，那樣才能為高三的復(fù)習(xí)打好基礎(chǔ)。 備注 1.主備教案的內(nèi)容全部用小四宋體字，二次備課的內(nèi)容中要?jiǎng)h除的內(nèi)容將字的顏色改為紅色（不要真刪除），自己添加的所有內(nèi)容用宋體藍(lán)色字。 2．命名格式要求：序號(hào)、章、節(jié)、名稱(課時(shí))。如：【1】28.1銳角三角函數(shù)(1)。