陜西省石泉縣高中物理 第4章 能量守恒與可持續(xù)發(fā)展 4.2 研究機(jī)械能守恒定律教案2 滬科版必修2.doc

4.2研究機(jī)械能守恒定律課標(biāo)依據(jù)通過實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。理解機(jī)械能守恒定律。用機(jī)械能守恒定律分析生活和生產(chǎn)中的有關(guān)問題。教材分析解決力學(xué)問題一般有三種方法，一是運(yùn)用力對(duì)物體的瞬時(shí)作用效果牛頓運(yùn)動(dòng)定律；二是運(yùn)用力對(duì)物體的時(shí)間積累的作用效果動(dòng)量定律和動(dòng)量守恒定律；三是運(yùn)用力對(duì)物體的空間積累作用效果動(dòng)能定理和機(jī)械能守恒定律，根據(jù)題設(shè)條件提供的具體情況，選擇不同的方法，是本節(jié)教學(xué)的內(nèi)容之一學(xué)情分析學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了動(dòng)能定律，它機(jī)械能守恒上有很多的共同之處，在教學(xué)中要和動(dòng)能定律聯(lián)系起來，并區(qū)別開。動(dòng)能守恒定律的數(shù)學(xué)表達(dá)公式是矢量式，要使運(yùn)算簡便，可先定正方向，把矢量運(yùn)算變?yōu)榇鷶?shù)運(yùn)算，機(jī)械能守恒定律的數(shù)學(xué)表達(dá)公式是標(biāo)量式，但要先選定零重力勢(shì)能面，才能列出具體的機(jī)械能守恒公式。三維目標(biāo)知識(shí)與能力：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、理解機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容。3、在具體問題中，能判定機(jī)械能是否守恒過程與方法1、學(xué)會(huì)在具體的問題中判這定物體的機(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。情感態(tài)度與價(jià)值觀1、通過在幾種不同運(yùn)動(dòng)的研究基礎(chǔ)建立機(jī)械能守恒定律的過程，增強(qiáng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。2、通過自主推導(dǎo)、DIS實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒的過程，激發(fā)學(xué)習(xí)的積極性、能動(dòng)性。3、在運(yùn)用機(jī)械能守恒定律解決實(shí)際問題的過程中，體驗(yàn)學(xué)有所得的快樂，并感悟物理與社會(huì)生活的緊密聯(lián)系。教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)1、理解機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容。2、在具體問題中能判定機(jī)械能是否守恒。教學(xué)難點(diǎn)1、得出機(jī)械能守恒定律得探究過程。2、能正確判斷研究對(duì)象在所經(jīng)歷的過程中機(jī)械能是否守恒。教法與學(xué)法探究法，練習(xí)法。信息技術(shù)應(yīng)用分析知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)目標(biāo)媒體內(nèi)容與形式使用方式媒體來源課程導(dǎo)入情感、態(tài)度與價(jià)值觀PPT教師播放制作機(jī)械能知識(shí)與技能過程與方法PPT探究制作機(jī)械能守恒知識(shí)與技能過程與方法PPT探究制作案例分析知識(shí)與技能情感、態(tài)度與價(jià)值觀PPT學(xué)生操作制作教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)師生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖批注 第一課時(shí)導(dǎo)入新課1、觀看視頻（過山車）2、復(fù)習(xí)回顧教師提問；本章中我們學(xué)習(xí)了哪幾種形式的能？它們各是如何定義的？它們的表達(dá)式如何？動(dòng)能定理的內(nèi)容和表達(dá)式是什么？學(xué)生回答：本章我們學(xué)習(xí)了以下幾種能：動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能。動(dòng)能定理的內(nèi)容是：物體所受合外力所做的功等于物體動(dòng)能的改變，即：。講授新課一.機(jī)械能：講述機(jī)械能的概念及其計(jì)算公式.1.機(jī)械能概念：動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能統(tǒng)稱為機(jī)械能2.計(jì)算公式：EEK+EP3.機(jī)械能是標(biāo)量，4.具有相對(duì)性（需要設(shè)定零勢(shì)能面）過渡：在很多情況下物體的動(dòng)能、勢(shì)能之間可以發(fā)生相互轉(zhuǎn)化。舉例說明并分析能量的轉(zhuǎn)化過程：1豎直上拋的物體.在運(yùn)動(dòng)過程中能量的轉(zhuǎn)化過程.提問：2. 滑雪運(yùn)動(dòng)員能量的轉(zhuǎn)化過程.視頻演示3. 撐桿跳運(yùn)動(dòng)員在起跳到落地的過程中能量的轉(zhuǎn)化過程.視頻演示實(shí)例分析：明珠線輕軌設(shè)計(jì)方案過渡：通過上面實(shí)例的分析，發(fā)現(xiàn)各種形式的能量之間可以發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，且在轉(zhuǎn)化過程當(dāng)一種形式的能量增加時(shí)另外一種形式的能量減少，那么在整個(gè)過程小球的機(jī)械能如何變化？二.機(jī)械能守恒定律的推導(dǎo).自主活動(dòng)：“提桶會(huì)不會(huì)碰鼻”過渡：動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化是有規(guī)律的，下面我們用DIS實(shí)驗(yàn)來研究一下。（實(shí)驗(yàn)過程）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：小球在擺動(dòng)過程中機(jī)械能保持不變，既守恒。過渡：剛才通過實(shí)驗(yàn)，我們對(duì)物體的機(jī)械能守恒有了感性的認(rèn)識(shí)，下面我們通過一個(gè)實(shí)例來驗(yàn)證一下。小組活動(dòng)，參閱學(xué)案實(shí)例分析：質(zhì)量為1Kg的物體作自由落體運(yùn)動(dòng)，高度足夠高，分組計(jì)算1s未、2s未、3s未、4s未的動(dòng)能、重力勢(shì)能以及機(jī)械能并作比較（以開始下落點(diǎn)為參考平面，g=10m/s2）第二課時(shí)理論推導(dǎo)：h1h2ABv1v2如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m的物體自由下落，取任意兩點(diǎn)A，B，經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的高度為h1、速度為v1，下落到B點(diǎn)時(shí)的高度為h2，速度為v2，（1）.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.（2）.分析在此過程機(jī)械能是如何變化的。2.引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)在此過程中機(jī)械能的變化情況推導(dǎo)過程板書：解：（1）機(jī)械能等于物體的動(dòng)能和勢(shì)能之和A點(diǎn)的機(jī)械能等于B點(diǎn)的機(jī)械能等于（2）證明EA=EB由動(dòng)能定理得： W合=WG=又據(jù)重力做功得到： WG=由分析可知，重力勢(shì)能的減少量等于物體動(dòng)能的增加量，所以A、B兩點(diǎn)的機(jī)械能相等.即：由于A、B是任意兩點(diǎn)，所以可以得出如下結(jié)論：做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體在下落過程中，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，但總的機(jī)械能始終保持不變，即守恒.機(jī)械能守恒定律的條件提出問題：在任何條件下機(jī)械能都守恒嗎？需不需要滿足一定的條件？分析擺球和自由落體的小球的受力情況和做功情況，得出條件：只有重力做功。對(duì)只有重力做功的理解：a、物體只受重力，不受其他的力。b、物體除重力外還受其他的力，但其他力不做功。實(shí)例分析：下列情況機(jī)械能是否守恒1跳傘員利用降落傘在空中勻速下落2拋出的籃球在空中運(yùn)動(dòng)（不計(jì)阻力）3用繩拉著一個(gè)物體沿著光滑的斜面勻速上升設(shè)置情境復(fù)習(xí)回顧，順利推導(dǎo)機(jī)械能守恒定律奠定基礎(chǔ)知道機(jī)械能的概念和表達(dá)式，通過分析，強(qiáng)化不同形式之間的能之間可以發(fā)生相互轉(zhuǎn)化價(jià)值觀滲透：節(jié)約能源在實(shí)踐中體驗(yàn)與感悟物理知識(shí)，體會(huì)生活中物理無處不在認(rèn)識(shí)DIS實(shí)驗(yàn)是現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)研究的重要途徑培養(yǎng)學(xué)生間合作精神，體會(huì)科學(xué)研究的嚴(yán)謹(jǐn)、分析在這兩種情況下機(jī)械能是否守恒，并歸納總結(jié)機(jī)械能守恒的條件當(dāng)堂檢測(cè)有效練習(xí)1、如下圖所示，小球從高處下落到豎直放置的輕彈簧上，在將彈簧壓縮到最短的整個(gè)過程中，下列關(guān)于能量的敘述中正確的是（ ）（A）重力勢(shì)能和動(dòng)能之和總保持不變（B）重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能之和總保持不變（C）動(dòng)能和彈性勢(shì)能之和總保持不變（D）重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能和動(dòng)能之和總保持不變2、在利用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證自由下落過程中機(jī)械能守恒的實(shí)驗(yàn)中,電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是用來測(cè)量_的儀器,某學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時(shí)打出的紙帶如圖所示,其中O為重錘由靜止下落時(shí)打下的第一個(gè)點(diǎn),A、B、C、D為選出的計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩點(diǎn)間都有一個(gè)點(diǎn)未畫出，用刻度尺測(cè)得各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離都標(biāo)在紙帶上，實(shí)驗(yàn)所在地重力加速度g=9.8m/s2，根據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算：打下C點(diǎn)時(shí)重錘的速度大小v= （填計(jì)算式） （填數(shù)值）。重錘從O由靜止下落到打C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能增加為 mJ，重力勢(shì)能的減力量為 mJ.3、（1）用落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，下面哪些測(cè)量工具是必需的？( )(A)天平 (B)彈簧秤 (C)刻度尺 (D)秒表（2）圖是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?g980ms2，測(cè)得所用重物的質(zhì)量為100kg，紙帶上第0、1兩點(diǎn)間距離接近2mm，A、B、C、D是連續(xù)打出的四個(gè)點(diǎn)，它們到O點(diǎn)的距離如圖所示，則由圖中數(shù)據(jù)可知，重物由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，重力勢(shì)能的減少量小于_J，動(dòng)能的增加量等于_J（取三位有效數(shù)字）。動(dòng)能增量小于重力勢(shì)能的減少量的原因主要是_作業(yè)布置1. 練習(xí)冊(cè)2. 課時(shí)作業(yè)板書設(shè)計(jì)1.文字描述：在只受重力（或彈力）做功的情況下，物體的動(dòng)能和重力勢(shì)能（或彈性勢(shì)能）相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變.2.數(shù)學(xué)表達(dá)式：3.機(jī)械能守恒的條件：只有重力做功a、物體只受重力，不受其他的力。b、物體除重力外還受其他的力，但其他力不做功。教學(xué)反思這節(jié)課有個(gè)不足之處:寫勢(shì)能表達(dá)式時(shí)，未先提示零勢(shì)能面在何處;“守恒”這一關(guān)鍵的名詞作為高中物理中第一次出現(xiàn)，解釋得不夠透徹;在一道例題的講解中，對(duì)系統(tǒng)還是單個(gè)物體未作說明。這實(shí)際上也反映出，對(duì)一些很平常但又是很關(guān)鍵的問題學(xué)生經(jīng)常要疏忽。師生間在學(xué)習(xí)過程中存在著一些“通病”。這再一次提醒我，教學(xué)要研究“教”，但也要研究“學(xué)”，甚至于應(yīng)該更偏重于研究“學(xué)”。備注1.主備教案的內(nèi)容全部用小四宋體字，二次備課的內(nèi)容中要?jiǎng)h除的內(nèi)容將字的顏色改為紅色（不要真刪除），自己添加的所有內(nèi)容用宋體藍(lán)色字。2命名格式要求：序號(hào)、章、節(jié)、名稱(課時(shí))。如：【1】28.1銳角三角函數(shù)(1)。