《机械能守恒定律的应用》]习题课[教学设计

人民教育出版社、物理（高一年级）必须2机械能守恒定律的应用（习题课）教学设计教学目标：1、进一步理解机械能守恒定律的内容和守恒条件。 2、能准确判断具体问题中机械能是否守恒。 3、熟练运用机械能守恒定律分析生活中实际问题。 4、体会探究中抽象物理模型的科学方法，体验解决实际问题的快乐。教学重点：1、准确判断具体的物理过程中机械能是否守恒。 2、熟练应用机械能守恒定律解决实际问题。教学难点：1、科学探究过程中抽象物理模型，应用物理规律解决实际问题的能力。 2、两个或多个物体组成的系统机械能守恒的运用。教学思路：在学生已初步形成对机械能守恒定律内容和守恒条件的知识基础上，通过习题的编排设计由浅入深，一步步引导学生积极探究物理过程，形成分析解决物理问题的能力，全方位巩固机械能守恒定律。教学方法：例题解答归纳知识，总结规律，形成能力拓展探究，深化知识，提高能力。教学手段：实物模型、多媒体辅助教学、分组竞赛教学步骤：单个物体机械能守恒两个或多个物体机械能守恒生活中遵循机械能守恒定律的物理现象教学内容：一复习引入新课复习机械能守恒定律的内容和守恒条件。导入新课机械能守恒定律的应用（习题课）例1、在离地面高h的地方，以的速度水平抛出一石块，若空气阻力不计，求石块刚落至地面时速度的大小。分析：结合运动过程分析。对石块，从被抛出到刚落至地面，只有重力做功，机械能守恒。选地面为参考平面。由机械能守恒定律建立方程：，可解得： 归纳小结：应用机械能守恒定律解题的一般步骤：找对象；分析判断是否满足机械能守恒条件；选择恰当的参考平面，确定初状态和末状态的机械能，建立方程进行求解。 拓展练习：将例1中“水平”二字删除，结果如何？ 学生求解后进一步认识体会机械能守恒定律的条件：只有重力做功。巩固练习：如图所示，质量为m的物体以某一初速度从A点向下沿光滑的轨道运动，轨道半径为R，不计空气阻力，若物体在A处的速度为，求：(1)物体在B点时的速度；(2)物体离开C点后还能上升多高学生分析后利用机械能守恒定律可解得:。 二、两个或多个物体组成的系统机械能守恒 例2、如图所示，小球A、B、质量相等，都为m，用细绳连接。绳长lh，不计摩擦，小球受轻微扰动下滑，如小球触地后不反弹。试求：（）小球触地时，小球的速度；（）小球触地时，小球的速度。分析:绳绷紧时，绳连接的各个小球速度大小相等，A、B、C三小球构成的系统机械能守恒即解得；A着地不反弹，B、C继续运动直到B着地。B、C机械能守恒即可解得。巩固练习：如图两物体质量分别为m和2m，滑轮的质量和摩擦都不计，开始时用手托住2m的物体，释放后，当2m的物体从静止开始下降h后的速度是多少? 学生分析后可求得。 拓展练习：上题中2m的物体开始离地面高，触地后不反弹，求m继续上升的高度。（答案:） 例3、如图所示，长为2L的轻杆OB，O端装有转轴，B端固定一个质量为m的小球B，OB中点A固定一个质量为m的小球A，若OB杆从水平位置静止开始释放转到竖直位置的过程中，求（1）A、B球摆到最低点的速度大小各是多少？ （2）轻杆对A、B球各做功多少？（3）轻杆对A、B球所做的总功为多少？ 分析：A、B摆至最低点系统机械能守恒，解得。轻杆对A、B所做的功根据动能定理求得：。可以发现单独对A、B分析机械能并不守恒，杆对A、B做的总功为0，所以系统机械能守恒。巩固练习：如图所示：两物体用细绳相连，的质量为m,的质量为m，不计斜面和滑轮摩擦。斜面倾角为30，A无初速释放，沿斜面下滑时绳断裂，斜面足够长。试求：上升的最大高度。 （答案：1.2s）三、生活中的机械能守恒现象 例4、如图所示是螺旋型翻滚过山车轨道，小车质量为100kg，若它能安全通过半径R为4m的竖直面圆轨道最高点A，小车至少要在离地面多高处滑下？（可把小车当成质点，忽略阻力作用，）分析：翻滚过山车是游乐场常见的一种游乐项目，运动小车与轨道间的摩擦总是存在的，空气阻力的作用也不能不考虑。在处理实际问题时可抽象出右图所示的物理过程模型。从开始下滑到圆轨道最高点A，只有重力做功，机械能守恒。选最低点为零势能面，小车恰能过最高点可解至少。巩固练习：如图所示，以速度12m/s沿光滑地面滑行的光滑小球，上升到顶部水平的跳板上后由跳板飞出，当跳板高度h多大时，小球飞行的水平距离最大?这个距离是多少?()（答案：h=3.6m,s=7.2m）课外探究：1.杂技表演中的“水流星”。 2.据报道：继2008北京奥运会我国运动员邹凯获取体操单杠项目金牌，在2010年10月24日体操世锦赛上我国运动员张成龙再夺此项目桂冠。单杠上运动员表演“单臂大回环”。 对“水流星”和“单臂大回环”这些现象，猜想合适的物理模型进行解释，根据这些情景自己出一道有关机械能守恒方面的物理习题并解答。教材设计理念：机械能守恒定律是全章知识链中重要的一环，教材中有两节教学内容：第8节机械能守恒，第9节实验 验证机械能守恒定律。教学参考中建议安排3个课时，所以在学完前面两节课后，安排一节习题课十分必要。习题课教学在中学物理教学中有十分重要的作用，通过习题课的教学可以帮助学生巩固、活化、深化所学的知识；还可以发现学生学习和教学中的缺陷；并通过解一系列有序的问题，帮助学生全面理解某一知识 ，建构完整的认识。本习题课的教学设计根据教学内容的内在逻辑关系和学生认知的发展规律来设计习题教学的基本流程，力求达到最优化的组合。针对学生刚对机械能守恒的新课学习，在习题的设计程序上由浅入深，层层推进有利于学生对知识的巩固和理解。通过生活实例，展示相关物理情景，使学生树立模型意识，培养学生建模能力，提高了学生分析解决实际问题的能力。通过探究生活中的物理现象，帮助学生树立问题意识，培养学生钻研精神，体现了“从生活走向物理”的理念，有利于激发学生的求知欲，提高科学素养。（江西省泰和中学 曾湖贤）（本习题课教学设计思路受益于2010年江西省高中物理骨干教师培训李有安老师的专题讲座，在此深表感谢！）