2022年高三《機械能守恒定律及應用》復習課的優(yōu)秀教學設(shè)計方案

高三機械能守恒定律及應用復習課的教案設(shè)計-中學數(shù)學論文高三機械能守恒定律及應用復習課的教案設(shè)計文 張永成【教案目標】一、知識與技能1知道什么是機械能，知道物體的動能和重力勢能及彈性勢能可以相互轉(zhuǎn)化。2初步了解物體系統(tǒng)的含義，知道勢能是系統(tǒng)所擁有。3.理解機械能守恒定律及條件。4在具體問題中，能判定機械能是否守恒，并能列出機械能守恒的方程式。二、過程與方法1通過具體的生活實例學習機械能守恒的內(nèi)容及條件。2運用能量轉(zhuǎn)化和守恒的觀點來解釋物理現(xiàn)象，分析問題。三、情感、態(tài)度與價值觀通過機械能守恒的教案，使學生樹立能量守恒的物理學觀點，達到理解和運用自然規(guī)律，并用來解決實際生活問題?！窘贪钢攸c】1掌握機械能的形式及含義。2掌握機械能守恒的內(nèi)容及條件。3在具體的問題中能判定機械能是否守恒，并能列出機械能定律的數(shù)學表達式。精選學習資料 -名師歸納總結(jié)-第 1 頁，共 9 頁【教案難點】1 如何引導學生從實例中判斷機械能轉(zhuǎn)化規(guī)律和守恒條件。2在實例分析中找到合適的械能定律的數(shù)學表達式?！窘贪高^程】一、夯實基礎(chǔ)知識1重力勢能（1）重力做功的特點重力做功與路徑無關(guān)，只與初末位置的高度差有關(guān)。重力做功不引起物體機械能的變化。（2）重力勢能概念：物體由于被舉高而具有的能。表達式：Epmgh。矢標性：重力勢能是標量，正負表示其大小。（3）重力做功與重力勢能變化的關(guān)系定性關(guān)系：重力對物體做正功，重力勢能就減少；重力對物體做負功，重力勢能就增大。定量關(guān)系：重力對物體做的功等于物體重力勢能的減少量。即WG（Ep2Ep1）Ep。2彈性勢能（1）概念：物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能。（2）大小：彈簧的彈性勢能的大小與形變量及勁度系數(shù)有關(guān)，彈簧的形變量越大，勁度系數(shù)越大，彈簧的彈性勢能越大。精選學習資料 -名師歸納總結(jié)-第 2 頁，共 9 頁（3）彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系類似于重力做功與重力勢能變化的關(guān)系，用公式表示：W Ep。3機械能動能和勢能統(tǒng)稱為機械能，即EEpEk，其中勢能包括彈性勢能和重力勢能。4機械能守恒定律（1）內(nèi)容：在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能與勢能可以互相轉(zhuǎn)化，而總的機械能保持不變。（2）機械能守恒的適用對象：只有一個物體和地球組成的系統(tǒng)，由單個物體和彈簧、地球組成的系統(tǒng)，由多個物體和彈簧、地球組成的系統(tǒng)。（3）機械能守恒的表達式：Ek1 Ep1Ek2Ep2。（要選零勢能參考平面）Ek Ep。（不用選零勢能參考平面）EA 增 EB。（不用選零勢能參考平面）二、考點及難點解讀考點一機械能守恒的判斷1機械能守恒的條件：只有重力或系統(tǒng)內(nèi)的彈簧彈力做功。2機械能守恒的判斷方式：（1）用機械能的定義直接判斷：分析動能與勢能的和是否變化。如：勻速下落的物體動能不變，重力勢能減少，物體的機械能必減少。精選學習資料 -名師歸納總結(jié)-第 3 頁，共 9 頁（2）用做功判斷：若物體或系統(tǒng)只有重力（或系統(tǒng)內(nèi)彈簧的彈力）做功，或有其他力做功，但其他力做功的代數(shù)和為零，機械能守恒。（3）用能量轉(zhuǎn)化來判斷：若系統(tǒng)中只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化，而無機械能與其他形式的能的轉(zhuǎn)化，則系統(tǒng)的機械能守恒。典例剖析 1 如下圖所示，擺球的質(zhì)量為m，從偏離水平方向 30 的位置由靜止釋放，求：小球運動到最低點A 時繩子受到的拉力是多大？解讀：（1）設(shè)懸線長為 l，小球先做自由落體運動，下落高度為h2lsin l，細繩被拉直為止。如上右圖所示，此過程機械能守恒，mgh 1/2mv2這時速度方向豎直向下，大小為v。繩被拉直時，速度v 的法向分量 v1 減為零，相應的動能轉(zhuǎn)化為繩的內(nèi)能，機械能有損失；小球以切向分量 v2 vcos30，然后小球做圓周運動到最低點。此過程中機械能守恒，則有考點二機械能守恒定律的幾種表達形式1守恒觀點精選學習資料 -名師歸納總結(jié)-第 4 頁，共 9 頁（1）表達式：Ek1Ep1Ek2Ep2 或 E1E2。（2）意義：系統(tǒng)初狀態(tài)的機械能等于末狀態(tài)的機械能。2轉(zhuǎn)化觀點（1）表達式：Ek Ep。（2）意義：系統(tǒng)（或物體）的機械能守恒時，系統(tǒng)增加（或減少）的動能等于系統(tǒng)減少（或增加）的勢能。3轉(zhuǎn)移觀點（1）表達式：EA 增 EB 減。（2）意義：若系統(tǒng)由A、B 兩部分組成，當系統(tǒng)的機械能守恒時，則 A 部分物體機械能的增加量等于B 部分物體機械能的減少量。考點三 常見的機械能守恒三種模型1桿連接模型典例剖析 2 如下圖所示，在傾角 30 的光滑固定斜面上，放有兩個質(zhì)量分別為 1kg 和 2kg 的可視為質(zhì)點的小球A 和 B，兩球之間用一根長L0.2m 的輕桿相連，小球B 距水平面的高度h0.1m。兩球從靜止開始下滑到光滑地面上，不計球與地面碰撞時的機械能損失，g 取 10m s2，則下列說法中正確的是（）A下滑的整個過程中A 球機械能守恒精選學習資料 -名師歸納總結(jié)-第 5 頁，共 9 頁B下滑的整個過程中兩球組成的系統(tǒng)機械能守恒C兩球在光滑水平面上運動時的速度大小為 2m s D下滑的整個過程中B 球機械能的增加量為2/3J 2繩連接模型典例剖析 3 如圖所示，傾角=30 的粗糙斜面固定在地面上，長為、質(zhì)量為m、粗細均勻、質(zhì)量分布均勻的軟繩置于斜面上，其上端與斜面頂端齊平。用細線將質(zhì)量為 M 物塊與軟繩連接，物塊由靜止釋放后向下運動，直到軟繩剛好全部離開斜面（此時物塊未到達地面），在此過程中（）A.物塊的機械能逐漸增加B.軟繩重力勢能共減少了mgl C.物塊重力勢能的減少等于軟繩克服摩擦力所做的功D.軟繩重力勢能的減少小于其動能的增加與克服摩擦力所做功之和精選學習資料 -名師歸納總結(jié)-第 6 頁，共 9 頁解讀：因物塊受細線的拉力做負功，所以物塊的機械能逐漸減小，A 錯誤；取斜 面 最 高 點 為 參 考 面，軟 繩 重 力 勢 能 共 減 少 Ep1=1/2mgl-1/2mgl sin30o=1/4mgl，B 錯誤；設(shè) W 為軟繩克服摩擦力做的功，對系統(tǒng)由功能原理得：Ep1+Ep2=1/2mv2+1/2Mv2+W，又因為 Ep11/2mv2，故選項 C 錯而 D 對。答案選 D。3輕彈簧連接模型典例剖析 4 輕彈簧左端固定在長木板M 的左端，右端與木塊m 連接，且 m與 M 及 M 與地面間光滑。開始時，m 與 M 均靜止，現(xiàn)同時對m、M 施加等大反向的水平恒力F1 和 F2。在兩物體開始運動以后的整個運動過程中，對m、M 和彈簧組成的系統(tǒng)（整個過程彈簧形變不超過其彈性限度），下列說法正確的是（）A由于 F1、F2 等大反向，故系統(tǒng)機械能守恒B由于 F1、F2 分別對 m、M 做正功，故系統(tǒng)的動能不斷增加C由于 F1、F2 分別對 m、M 做正功，故系統(tǒng)的機械能不斷增加D當彈簧彈力大小與F1、F2 大小相等時，m、M 的動能最大解讀：開始合力分別對m、M 做正功，二者動能增加，外力F1、F2 分別對m、M 做正功，系統(tǒng)的機械能也不斷增加；當彈簧彈力大小與F1、F2 大小相等時，合力為零，m、M 的動能最大，此后合力對m、M 做負功，動能減少，外力 F1、F2 分別對 m、M 做正功，機械能增加；速度為零時，動能為零，機精選學習資料 -名師歸納總結(jié)-第 7 頁，共 9 頁械能最大。然后合力分別對m、M 做正功，二者動能增加，外力F1、F2 分別對 m、M 做負功，系統(tǒng)的機械能不斷減少；當彈簧彈力大小與F1、F2 大小相等時，合力為零，m、M 的動能最大，此后合力對m、M做負功，動能減少，外力F1、F2 分別對 m、M 做負功，機械能減少；速度為零時，動能為零，機械能最小。依次反復運動。因此答案D 選項正確。（作者單位：永登縣第二中學）精選學習資料 -名師歸納總結(jié)-第 8 頁，共 9 頁精選學習資料 -名師歸納總結(jié)-第 9 頁，共 9 頁