2019-2020年高中物理《机械能守恒定律》教案7 粤教版必修2.doc

2019-2020年高中物理机械能守恒定律教案7 粤教版必修2【教材分析】本节课的课题是机械能守恒定律，是二期教材中机械能这一章的重点，具有十分重要的地位。同时本课又是此课题的第一课时，这对于以后学生如何利用机械能守恒定律去分析、解决一些问题是很重要的一课。本课将在学生原有知识结构的基础上，通过体验和经历，构建关于机械能守恒的新知识，达到预定的三维教学目标。针对本节课的特点，设计如下重点、难点。重点是对机械能守恒定律探究过程的理解；难点是对机械能守恒定律条件的理解。【教学对象分析】通过前面的学习，学生已对动能和重力势能有了一定的认识；而且重力势能和动能转化规律是一种日常生活中比较常见的物理现象，学生往往能感受到，但并没意识到这一现象的本质特征，故本课通过创设“铁球碰鼻”物理情景引入主题，通过学生亲身体验，激发学生探索规律的欲望，从定性和定量的两方面探索动能和重力势能的转化规律。【教学目标】知识与技能：理解动能和重力势能相互转化的关系，使学生学会提出问题、学会物理问题的探究方法。培养学生探究的意识及总结概括的能力。过程与方法：通过“铁球碰鼻”创设物理情景引入主题使学生产生对本节课的兴趣，激发学生探究规律的欲望，从定性和定量的两方面探究动能和重力势能的转化规律。情感态度与价值观：通过实例分析，让学生了解我们日常生活中的某些现象可以通过观察、实验、思考和分析来给以科学的解释，消除学生对某些自然现象的神秘感，客观的看待事物；同时通过探究实验，培养学生合作精神、探究精神。【教学重点、难点】重点：对机械能守恒定律探究过程的理解难点：对机械能守恒定律条件的理解。【教学仪器】 多媒体、铁球碰鼻仪器、动能与势能相互转化仪器、DIS实验系统（包括光电门传感器）、特制导轨等【教学设计思路】物理概念和规律的形成是由现象到本质的过程，对它的理解和掌握不可能一蹴而就，怎样才能让学生不是机械化的记住机械能守恒定律的内容，而真正理解动能和重力势能的转化规律，将是这节课突破的难点；因此我放手让学生亲手探究物理规律的方法：提出问题、创设物理情景、构建物理模型、理论推导、实验验证，让学生掌握探究物理问题的方法。总之，本节课以学生为主体，以探究为主线，充分重视情景、问题、体验、合作、自主等教学元素，力求实现现代信息技术与课堂教学的整合。【教学流程】实践与拓展：弹性势能与动能转化实验。学生思考发现问题创设情景理论推导实验验证机械能守恒定律条件表达式内容小结教师设问构建模型，分析模型 观察与思考 “铁球碰鼻” 实验引出课题：机械能守恒定律【情景引入】情景实验1：铁球碰鼻实验（如图所示） 学生：参与感受动能和重力势能可以相互转化，有惊无险。设问：铁球为什么不会碰到鼻子呢？它在摆动的过程中遵循什么规律呢？今天，就让我和大家一起探讨这个问题机械能守恒定律。【探究新课】机械能守恒定律在物理学中，我们把动能与势能（包括重力势能和弹性势能）统称机械能。而动能和势能是可以相互转化的，那么他们之间的转化是通过什么来实现的？BOAvGF一、动能与势能之间的相互转化画图分析：铁球碰鼻实验。教师分析：选小球为研究对象，小球在运动过程中，受重力和绳子上的拉力，而拉力总是跟运动方向垂直，所以，小球在运动中只有重力做功。具体的来讲：从AO点过程中，重力做正功，重力势能转化为动能，从OB点的过程中，重力做负功，动能转化为势能。重力做负功重力做正功动能重力势能启发学生：同时我们发现，小球从AB点过程中，重力势能减小了，动能就增大；重力势能增大了，动能就减小。于是我们会产生什么想法？在动能与势能的转换过程中，动能与势能之和会不会保持不变呢？即就是机械能是否保持不变呢？【1】提出问题：动能与重力势能在转化的过程中，机械能是否守恒？【2】创建模型：引导：大家想一下，在我们学过的几种典型运动中，哪些存在着动能与重力势能的相互转化？（学生回答）【3】理论推导：学生推导，教师点评。（理论的推导结果正确与否，必须通过实验来验证）【4】实验验证：运用DIS实验系统验证机械能守恒定律第一步：介绍实验装置：通过传感器测出摆锤在下摆经过B、C、D三点的机械能，比较是否相等。第二步：数据的采集原理动能：利用光电门测出摆锤的挡光时间t，计算出瞬时速度，由动能公式得出数值。重力势能：选D点位零势能点，从背景板读出每一点的高度h，由势能公式得出数值。第三步：处理数据由机械能公式通过电脑计算出摆锤经过A、B、C、D四处机械能，在误差允许的范围内，比较数据四处机械能是否相等。数据表格如下：已知：挡光片宽度 s=0.0075m ，物体质量 m=0.008Kg 测量点DCBA高度h/m0.0000.0500.1000.150速度v/ms-10势能Ep/J动能Ek/J机械能E/J通过比较数据，在误差允许的范围内，摆锤在摆动的过程中机械能相等。二、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，而总的机械能保持不变。2表达式： 即：我们回顾理论推导模型与实验验证模型，不难发现，这两种模型存在一个共同点：在重力势能与动能相互转化过程中，只有重力做功。3条件：只有重力做功（1）动能重力势能，仅受重力且重力做功。（一切抛体运动的物体，机械能守恒）（2）动能重力势能，除受重力之外，还受其他力的作用，但是其他力对物体不做功。（物体沿一切光滑的固定斜面、竖直曲面运动过程中，机械能守恒）还有一种情况：除重力外，其他力做功的代数和为零，机械能也守恒。这种情况以后在讨论，现在知道即可。机械能守恒定律动能与重力势能之间的相互转化机械能守恒定律条件：只有重力做功结论：E1=E21动能与重力势能之间的转化是通过重力做功实现的。重力势能减小，动能增大；重力势能增大，动能减小。【小结】【典题精析】1忽略空气阻力，下列物体运动过程中满足机械能守恒的是（ BC ） A电梯匀速下降B物体自由下落C物体沿固定光滑斜面顶端滑到斜面底端D物体沿着斜面匀速下滑2质量为1Kg的物体从倾角为300、长2m的光滑斜面顶端由静止下滑，若选初始位置为零势能点，那么，当他滑到斜面中点和底端时的机械能分别为（g=10m/s2）（ D ）A10J、10J B10J、0J C0J、10J D0J、0J 【实践与拓展】演示实验：动能与势能相互转化实验小球被弹簧弹开过程中，弹力对小球做正功，弹簧弹性势能减小，小球动能增大；压缩过程中，弹力做负功，弹性势能增大，小球动能减小。而弹性势能属于机械能，那么，在弹性势能与动能之间相互转化的过程中，机械能是否守恒呢？（有兴趣的同学查阅资料思考交流）【板书设计】机械能守恒定律一、动能与势能之间的相互转化重力做负功重力做正功动能重力势能二、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，而总的机械能保持不变。2表达式： 即：3条件：只有重力做功（1）动能重力势能，仅受重力且重力做功。（2）动能重力势能，除受重力之外，还受其他力的作用，但是其他力对物体不做功。机械能守恒定律（学案）一、动能与势能之间的相互转化BOA1、提出问题：2、创建模型：3、理论推导：模型图（在图中用字母标出已知量）理论推导注：确定研究对象。物体在运动过程中任选、两点，运用学过的知识分别计算两处的机械能。3比较两处的机械能是否相等。4、实验验证：运用DIS实验系统验证机械能守恒定律已知：挡光片宽度 s=0.0075m ，物体质量 m=0.008Kg 测量点DCBA高度h/m0.0000.0500.1000.150速度v/ms-10势能Ep/J动能Ek/J机械能E/J通过比较数据，得出结论： 。二、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，而总的机械能保持不变。2表达式： 即：3条件：只有重力做功（1）物体在动能与重力势能转化过程中，仅受重力且重力做功。（2）物体动能与重力势能转化过程中，除受重力之外，还受其他力的作用，但是其他力对物体不做功。机械能守恒定律动能与重力势能之间的相互转化机械能守恒定律条件：只有重力做功结论：E1=E21动能与重力势能之间的转化是通过重力做功实现的。重力势能减小，动能增大；重力势能增大，动能减小。小结:典题精析:1忽略空气阻力，下列物体运动过程中满足机械能守恒的是（ ） A电梯匀速下降B物体自由下落C物体沿固定光滑斜面顶端滑到斜面底端D物体沿着斜面匀速下滑2质量为1Kg的物体从倾角为300、长2m的光滑斜面顶端由静止下滑，若选初始位置为零势能点，那么，当他滑到斜面中点和底端时的机械能分别为（g=10m/s2）（ ）A10J、10J B10J、0J C0J、10J D0J、0J