【教育資料】人教版高中物理必修二7.8《機(jī)械能守恒定律》習(xí)題課教學(xué)設(shè)計學(xué)習(xí)專用(總4頁)

機(jī)械能守恒定律習(xí)題課教學(xué)設(shè)計游海女一、學(xué)習(xí)目標(biāo) 1在已經(jīng)學(xué)習(xí)有關(guān)機(jī)械能概念和機(jī)械能守恒定律的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步掌握利用機(jī)械能守恒的條件來判斷機(jī)械能是否守恒，掌握應(yīng)用機(jī)械能守恒定律分析、解決問題的基本方法。 2學(xué)習(xí)從功和能的角度分析、處理問題的方法，提高運(yùn)用所學(xué)知識綜合分析、解決問題的能力。二、重點、難點分析 1機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用是本節(jié)教學(xué)的重點內(nèi)容，重點使學(xué)生掌握物體系統(tǒng)機(jī)械能守恒的條件；能夠正確分析物體系統(tǒng)所具有的機(jī)械能；能夠應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解決有關(guān)問題。 2能否正確選用機(jī)械能守恒定律解決問題是本節(jié)學(xué)習(xí)的一個難點。通過本節(jié)學(xué)習(xí)應(yīng)讓學(xué)生認(rèn)識到，從功和能的角度分析、解決問題是物理學(xué)的重要方法之一；同時進(jìn)一步明確，在對問題作具體分析的條件下，要能夠正確選用適當(dāng)?shù)奈锢硪?guī)律分析、處理問題。三、主要教學(xué)過程（一）思維導(dǎo)圖 （二）機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用 提出問題：學(xué)習(xí)機(jī)械能守恒定律，要能應(yīng)用它分析、解決問題。下面我們通過具體問題的分析來學(xué)習(xí)機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用。在具體問題分析過程中，一方面要學(xué)習(xí)應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解決問題的方法，另一方面通過問題分析加深對機(jī)械能守恒定律的理解與認(rèn)識。1、機(jī)械能是否守恒的判斷例1如圖1所示，下列關(guān)于機(jī)械能是否守恒的判斷正確的是()圖1A.甲圖中，物體A將彈簧壓縮的過程中，物體A的機(jī)械能守恒B.乙圖中，物體B沿斜面勻速下滑，物體B的機(jī)械能守恒C.丙圖中，不計任何阻力時，A加速下落，B加速上升過程中，A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒D.丁圖中，小球沿水平面做勻速圓錐擺運(yùn)動時，小球的機(jī)械能守恒【練習(xí)1】如圖5所示，一輕質(zhì)彈簧固定于O點，另一端系一小球，將小球從與O點在同一水平面且彈簧保持原長的A點無初速度地釋放，讓它自由擺下，不計空氣阻力.在小球由A點擺向最低點B的過程中()A.小球的重力勢能減少B.小球的重力勢能增大C.小球的機(jī)械能不變D.小球的機(jī)械能減少【規(guī)律總結(jié)】1.從做功角度判斷首先確定研究對象是單個物體(其實是單個物體與地球組成的系統(tǒng))還是系統(tǒng).(1)單個物體：除重力(或彈簧類彈力)外無其他力做功(或其他力對這個物體做功之和為零)，則物體的機(jī)械能守恒.(2)系統(tǒng)：外力中除重力(或彈簧類彈力)外無其他力做功，內(nèi)力做功之和為零，則系統(tǒng)的機(jī)械能守恒.2.從能量轉(zhuǎn)化角度判斷系統(tǒng)內(nèi)只有動能、重力勢能、彈性勢能的相互轉(zhuǎn)化，無其他形式能量的轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)機(jī)械能守恒.2、應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解決綜合問題【例 2】在z巨離地面20m高處以15m/s的初速度水平拋出一小球，不計空氣阻力，取 g=10m/s2，求小球落地速度大小。 引導(dǎo)學(xué)生思考分析，提出問題： （1）前面學(xué)習(xí)過應(yīng)用運(yùn)動合成與分解的方法處理平她運(yùn)動，現(xiàn)在能否應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解決這類問題？ （2）小球拋出后至落地之前的運(yùn)動過程中，是否滿足機(jī)械能守恒的條件？如何應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解決問題？ 歸納學(xué)生分析的結(jié)果，明確： （1）小球下落過程中，只有重力對小球做功，滿足機(jī)械能守恒條件，可以用機(jī)械能守恒定律求解； （2）應(yīng)用機(jī)械能守恒定律時，應(yīng)明確所選取的運(yùn)動過程，明確初、末狀態(tài)小球所具有的機(jī)械能。 例題求解過程：取地面為參考平面，拋出時小球具有的重力勢能，動能為 落地時，小球的重力勢能，動能為。根據(jù)機(jī)械能守恒定律，有E1=E2，即落地時小球的速度大小為 提出問題：請考慮用機(jī)械能守恒定律解決問題與用運(yùn)動合成解決問題的差異是什么？ 【例3】小球沿光滑的斜軌道由靜止開始滑下，并進(jìn)入在豎直平面內(nèi)的離心軌道運(yùn)動，如圖所示，為保持小球能夠通過離心軌道最高點而不落下來，求小球至少應(yīng)從多高處開始滑下？已知離心圓軌道半徑為R，不計各處摩擦。 提出問題，引導(dǎo)學(xué)生思考分析： （1）小球能夠在離心軌道內(nèi)完成完整的圓周運(yùn)動，對小球通過圓軌道最高點的速度有何要求？ （2）從小球沿斜軌道滑下，到小球在離心軌道內(nèi)運(yùn)動的過程中，小球的機(jī)械能是否守恒？ （3）如何應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解決這一問題？如何選取物體運(yùn)動的初、末狀態(tài)？ 歸納學(xué)生分析的結(jié)果，明確： （l）小球能夠通過圓軌道最高點，要求小球在最高點具有一定速度，即此時小球運(yùn)動所需要的向心力，恰好等于小球所受重力； （2）運(yùn)動中小球的機(jī)械能守恒； （3）選小球開始下滑為初狀態(tài)，通過離心軌道最高點為末狀態(tài)，研究小球這一運(yùn)動過程。 例題求解過程： 取離心軌道最低點所在平面為參考平面，開始時小球具有的機(jī)械能。通過離心軌道最高點時，小球速度為v，此時小球的機(jī)械能為。根據(jù)機(jī)械能守恒定律E1=E2，有 小球能夠通過離心軌道最高點，應(yīng)滿足 由以上兩式解得 小球從的高度由靜止開始滾下，可以在離心圓軌道內(nèi)完成完整的圓周運(yùn)動。進(jìn)一步說明：在中學(xué)階段，由于數(shù)學(xué)工具的限制，我們無法應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律解決小球在離心圓軌道內(nèi)的運(yùn)動。但應(yīng)用機(jī)械能守恒定律，可以很簡單地解決這類問題。 【例4】長l=80cm的細(xì)繩上端固定，下端系一個質(zhì)量m100g的小球。將小球拉起至細(xì)繩與豎立方向成60角的位置，然后無初速釋放。不計各處阻力，求小球通過最低點時，細(xì)繩對小球拉力多大？取g=10m/s2。提出問題，引導(dǎo)學(xué)生分析思考：（l）釋放后小球做何運(yùn)動？通過最低點時，繩對小球的拉力是否等于小球的重力？ （2）能否應(yīng)用機(jī)械能守恒定律求出小球通過最低點時的速度？ 歸納學(xué)生分析結(jié)果，明確： （1）小球做圓周運(yùn)動，通過最低點時，繩的拉力大于小球的重力，此二力的合力等于小球在最低點時所需向心力； （2）繩對小球的拉力不對小球做功，運(yùn)動中只有重力對球做功，小球機(jī)械能守恒。 例題求解過程：政治理論知識應(yīng)知應(yīng)會 小球運(yùn)動過程中，重力勢能的變化量，此過程中動能的變化量。機(jī)械能守恒定律還可以表達(dá)為 即 整理得 在最低點時，有暑假放假時間2019小學(xué) 在最低點時繩對小球的拉力大小為有機(jī)化學(xué)試題及答案 提出問題：通過以上各例題，總結(jié)應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解決問題的基本方法。 歸納學(xué)生的分析，作課堂小結(jié)。教科版五年級下冊科學(xué)連線題【練習(xí)2】小物塊A的質(zhì)量為m2 kg，物塊與坡道間的動摩擦因數(shù)為0.6，水平面光滑.坡道頂端距水平面高度為h1 m，傾角為37.物塊從坡道進(jìn)入水平滑道時，在底端O點處無機(jī)械能損失，將輕彈簧的一端連接在水平滑道M處并固定在墻上，另一自由端恰位于坡道的底端O點，如圖7所示.物塊A從坡頂由靜止滑下，重力加速度為g10 m/s2，求：春雨閱讀答案小學(xué)圖7有理數(shù)的加減混合運(yùn)算(1)物塊滑到O點時的速度大?。?2)彈簧為最大壓縮量時的彈性勢能；(3)物塊A被彈回到坡道上升的最大高度.3(1)2 m/s(2)4 J(3) m教師教材學(xué)生解析(1)由動能定理得mghmghcot mv2解得v，代入數(shù)據(jù)得v2 m/s(2)在水平滑道上，由機(jī)械能守恒定律得mv2Ep數(shù)學(xué)函數(shù)怎么學(xué)代入數(shù)據(jù)得Ep4 J教師教育理念一句話(3)設(shè)物塊A能夠上升的最大高度為h1，物塊被彈回過程中由動能定理得0mv2mgh1mgh1cot 教師的情緒管理解得h1，代入數(shù)據(jù)得h1 m.（三）課堂小結(jié) 1在只有重力做功的過程中，物體的機(jī)械能總量不變。通過例題分析要加深對機(jī)械能守恒定律的理解。 2應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解決問題時，應(yīng)首先分析物體運(yùn)動過程中是否滿足機(jī)械能守恒條件，其次要正確選擇所研究的物理過程，正確寫出初、末狀態(tài)物體的機(jī)械能表達(dá)式。 3從功和能的角度分析、解決問題，是物理學(xué)研究的重要方法和途徑。通過本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，逐步培養(yǎng)用功和能的觀點分析解決物理問題的能力。 4應(yīng)用功和能的觀點分析處理的問題往往具有一定的綜合性，例如與圓周運(yùn)動知識相結(jié)合，要注意將所學(xué)知識融匯貫通，綜合應(yīng)用，提高綜合運(yùn)用知識解決問題的能力。