2022年高中物理 《機(jī)械能守恒定律》教學(xué)設(shè)計(jì)方案 新人教版必修2

2022年高中物理 機(jī)械能守恒定律教學(xué)設(shè)計(jì)方案 新人教版必修2課題名稱機(jī)械能守恒定律科 目物理年級(jí)高一教學(xué)時(shí)間1課時(shí)（4分鐘）學(xué)習(xí)者分析在初中學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過有關(guān)機(jī)械能的概念，對(duì)機(jī)械能不陌生，接受起來較為容易。在本章的第一節(jié)和第二節(jié)學(xué)習(xí)了動(dòng)能和勢(shì)能的基礎(chǔ)上，對(duì)機(jī)械能的理解較初中有了更深的認(rèn)識(shí)。在此基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)機(jī)械能守恒學(xué)生比較容易理解。學(xué)生通過第一章的學(xué)習(xí)，對(duì)判斷一個(gè)力是否做功，掌握的程度較好，為判斷機(jī)械能是否守恒打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。教學(xué)目標(biāo)一、情感態(tài)度與價(jià)值觀1通過能量守恒的教學(xué)，使學(xué)生樹立科學(xué)觀點(diǎn)。2使學(xué)生養(yǎng)成良好的分析問題、解決問題的能力。3養(yǎng)成遇到難題不退縮，能將復(fù)雜的問題分解為若干個(gè)小問題，逐一克服、逐一解決。二、過程與方法1.學(xué)會(huì)在具體的問題中判定物體的機(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)來解釋物理現(xiàn)象，分析問題三、知識(shí)與技能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.會(huì)正確推導(dǎo)物體在光滑曲面上運(yùn)動(dòng)過程中的機(jī)械能守恒，理解機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容，知道它的含義和適用條件3在具體問題中，能判定機(jī)械能是否守恒，并能列出機(jī)械能守恒的方程式。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)1.掌握機(jī)械能守恒定律的推導(dǎo)、建立過程，理解機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容； 2.在具體的問題中能判定機(jī)械能是否守恒，并能列出定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式。教學(xué)資源多媒體課件，細(xì)線、小球、帶標(biāo)尺的鐵架臺(tái)、斜軌 機(jī)械能守恒定律的教學(xué)過程描述教學(xué)過程教學(xué)活動(dòng)由視頻引入，吸引學(xué)生注意，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。1一、導(dǎo)入新課、引入課題：我們已學(xué)習(xí)了重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能、動(dòng)能。這些不同形式的能是可以相互轉(zhuǎn)化的，那么在相互轉(zhuǎn)化的過程中，他們的總量是否發(fā)生變化？這節(jié)課我們就來探究這方面的問題。、播放視頻：請(qǐng)學(xué)生認(rèn)真觀察蕩秋千和撐桿跳高運(yùn)動(dòng)（吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。） 、播放課件：自行車下坡的過程，分析車的動(dòng)能和勢(shì)能的變化，以及總量的變化。（提出問題）教學(xué)活動(dòng)2從實(shí)驗(yàn)開始，推導(dǎo)機(jī)械能守恒定律，引出條件和公式，并對(duì)公式加以運(yùn)用。二、新課教學(xué)（一）機(jī)械能1、概念：物體的動(dòng)能、勢(shì)能的總和。即：EEKEP、機(jī)械能是標(biāo)量，具有相對(duì)性（需要設(shè)定勢(shì)能參考平面）、機(jī)械能之間可以相互轉(zhuǎn)化。（二）機(jī)械能守恒定律的推導(dǎo)演示實(shí)驗(yàn)：如圖所示，用細(xì)線、小球、帶有標(biāo)尺的鐵架臺(tái)等做實(shí)驗(yàn)。把一個(gè)小球用細(xì)線懸掛起來，把小球拉到一定高度的A點(diǎn)，然后放開。我們看到，小球可以擺到跟A點(diǎn)等高的C點(diǎn)，如圖甲。如果用尺子在某一點(diǎn)擋住細(xì)線，小球雖然不能擺到C點(diǎn)，但擺到另一側(cè)時(shí)，也能達(dá)到跟A點(diǎn)相同的高度，如圖乙。問題：這個(gè)小實(shí)驗(yàn)中，小球的受力情況如何？各個(gè)力的做功情況如何？這個(gè)小實(shí)驗(yàn)說明了什么？（學(xué)生思考）學(xué)生回答后小結(jié)：（）小球在擺動(dòng)過程中受重力和繩的拉力作用。拉力和速度方向總垂直，對(duì)小球不做功；只有重力對(duì)小球能做功。（）小球在擺動(dòng)過程中重力勢(shì)能和動(dòng)能在不斷轉(zhuǎn)化。（）在擺動(dòng)過程中，小球總能回到原來的高度?？梢?，重力勢(shì)能和動(dòng)能的總和，即機(jī)械能應(yīng)該保持不變。提問：通過上述分析，我們得到動(dòng)能和勢(shì)能之間可以相互轉(zhuǎn)化，那么在動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化過程中，動(dòng)能和勢(shì)能的和是否真的保持不變？下面我們就來定量討論這個(gè)問題。播放視頻: 小球從高處自由下落如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m的物體從高處自由下落，經(jīng)過離地面高度為h1的A點(diǎn)時(shí)速度為V1，下落到高度為h2的B點(diǎn)時(shí)速度為V2，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，并找到這兩個(gè)機(jī)械能之間的數(shù)量關(guān)系。理論推導(dǎo)過程：物體只有重力做功，根據(jù)動(dòng)能定理得：(1）又據(jù)重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系得到： （2）由（1）（2）兩式可得: （3）移項(xiàng)得： （4）結(jié)論：只有重力做功時(shí)，動(dòng)能和重力勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能守恒。（三）機(jī)械能守恒定律1、內(nèi)容：在只有重力做功時(shí)，動(dòng)能和重力勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能總量保持不變2、理解：（1）條件：只有重力做功（2）表達(dá)式:（四）機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用、機(jī)械能守恒定律在拋體運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用多媒體課件：做拋體運(yùn)動(dòng)的籃球提問：籃球在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)，機(jī)械能是否守恒？（忽略空氣阻力）學(xué)生回答后小結(jié)：籃球在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)，只有重力做功，機(jī)械能守恒。、機(jī)械能守恒定律在圓周運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)活動(dòng)：小球從斜軌上滾下將小球從距斜軌底面h高處釋放，使其沿堅(jiān)直的圓形軌道（半徑為R）的內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)。（）若h<R，小球能否通過圓形軌道最高點(diǎn)？（）若h=2R，小球能否通過圓形軌道最高點(diǎn)？（）若h>2R，小球能否一定通過圓形軌道最高點(diǎn)？解答：由機(jī)械能守恒可知,若h<R，小球不能通過圓形軌道最高點(diǎn) 。若h=2R，小球剛好能通過圓形軌道最高點(diǎn)。若h>2R，小球一定能通過圓形軌道最高點(diǎn)、機(jī)械能守恒定律在生活中的應(yīng)用課本例題：上海“明珠線”某輕軌車站，與站臺(tái)連接的軌道有一個(gè)坡度，電車進(jìn)站時(shí)要上坡，出站時(shí)要下坡，如果坡高米，電車到A點(diǎn)時(shí)速度是25.2km/h,此后便切斷電源，不計(jì)電車所受摩擦力。（） 電車能否沖上電臺(tái)？（） 如果能沖上，到達(dá)B點(diǎn)的速度為多大？（g=10m/s2）教學(xué)活動(dòng)3課堂練習(xí)，加深對(duì)知識(shí)的理解，并能靈活運(yùn)用。三、課堂練習(xí)：如圖所示，下列四個(gè)選項(xiàng)的圖中，木塊均在固定的斜面上運(yùn)動(dòng)，其中圖A、B、C中的斜面是光滑的，圖D中的斜面是粗糙的，圖A、B中的F為木塊所受的外力，方向如圖中箭頭所示，圖A、B、D中的木塊向下運(yùn)動(dòng)，圖C中的木塊向上運(yùn)動(dòng)。在這四個(gè)圖所示的運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒的是（ ）解析：機(jī)械能守恒的條件是：物體只受重力或彈力的作用，或者還受其它力作用，但其它力不做功，那么在動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化過程中，物體的機(jī)械能守恒。依照此條件分析，ABD三項(xiàng)均錯(cuò)。答案：C。教學(xué)活動(dòng)4回顧知識(shí)點(diǎn)，布置作業(yè)，學(xué)會(huì)對(duì)知識(shí)的分析和運(yùn)用。四、小結(jié)、機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容是什么？條件是什么？、機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式是？五、布置作業(yè)P75練習(xí)與評(píng)價(jià)