人教版高中教学设计.docx

机械能守恒定律教学目标: 1 、知识与技能 1. 理解动能与势能的相互转化. 2. 掌握机械能守恒定律的表达式. 2 、过程与方法经过机械能守恒定律的实际应用, 、情感态度与价值观培养理论联系实际的思想,通过规律、理论的学****培养学以致用的思想. 教学重点: 1. 机械能守恒的条件. 2. 在具体的问题中能判定机械能是否守恒, 并能列出数学表达式. 教学难点: 1. 判断机械能是否守恒. 2. 灵活运用机械能守恒定律解决问题. 课前准备: 1. 自制课件、学案. 2. 麦克斯韦滚摆、单摆、弹簧振子. 教学过程导入新课影片导入课件展示翻滚过山车的精彩片断,激发学生学****的兴趣,引出本节课的学****内容. 在学生观看过山车的同时, 教师提醒学生分析过山车在运行过程中动能和势能的变化情况. 游戏导入教师利用事先准备好的演示器材,请两个同学配合,指导他们完成一个小游戏,让同学们认真观察并思考游戏里面的科学道理. 器材:细线、小钢球、铁架台. 演示过程: 将小钢球机固定在细线的一端, 细线的另一端系在铁架台上,使小球与细线形成一个摆. 让一个同学靠近铁架台,头稍低,另一同学把小球由该同学的鼻子处释放, 小球摆动过程中能否碰到该同学的鼻子, 提醒注意安全, 并思考里面的科学道理. 如左下图. 实验导入如右上图所示,悬挂单摆的铁架台上增加一个横杆 P 和一把水平放置的尺子 AB , 实验时①调整横杆 P 的高度, 观察小球摆动的情况;②调整水平尺子的高度使小球从不同位置摆动,观察小球摆动的情况. 将各次实验现象进行概括,思考这些现象说明什么问题. 也可以将单摆悬挂在小黑板上,然后在小黑板上画上若干条水平横线,手持短尺替代横杆. 推进新课一、动能与势能的相互转化前面我们学****了动能、势能和机械能的知识. 在初中学****时我们就了解到, 在一定条件下, 物体的动能与势能( 包括重力势能和弹性势能) 可以相互转化, 动能与势能相互转化的例子在生活中非常多, 请同学们举出生活中的例子来说明动能与势能的相互转化. 参考:1. 从树上掉下的苹果(势能向动能转化); 2. 自行车猛蹬几下自由冲上斜坡(动能向势能转化); 3. 拉弓射箭(势能向动能转化) 4. 运动会上撑竿跳高运动员在跳起的过程中( 人的动能转化为杆的弹性势能, 后杆的弹性势能转化为人的重力势能) . ……实验演示: 依次演示麦克斯韦滚摆、单摆和弹簧振子, 提醒学生注意观察物体运动中动能、势能的变化情况,即转化过程中物理量的具体变化. 通过观察演示实验, 学生回答物体运动中动能、势能变化情况. 教师小结: 物体运动过程中, 随着动能的增大, 物体的势能减小;反之,随着动能的减小,物体的势能增大. 学生通过实例感受、实验演示, 切实感受到机械能的两种形式(动能与势能)之间可以相互转化. 而且,转化过程中有力做功. 重力做功:动能←→重力势能弹力做功:动能←→弹性势能. 二、机械能守恒定律问题: 动能和势能的相互转化是否存在某种定量的关系呢? 上述各运动过程中,物体的机械能是否变化呢? 引导学生通过具体的实例进行理论推导分析. 先考虑只有重力对物体做功的理想情况. 情境设置: 质量为 m 的物体自由下落过程中, 经过高度 h1 处速度为 v1, 下落至高度 h2 处速度为 v2, 不计空气阻力, 分析由 h1 下落到 h2 过程中机械能的变化( 引导学生思考分析). 分析:根据动能定理,有: =WG 下落过程中重力对物体做功, 重力做功在数值上等于物体重力势能的变化量. 取地面为参考平面,有 WG=mgh1-mgh2 由以上两式可以得到=mgh1-mgh2 移项得+mgh2= g+mgh1 引导学生分析讨论上面表达式的物理意义: 等号的左侧表示末态的机械能,等号的右侧表示初态的机械能,表达式表明初态跟末态的机械能相等. 即在小球下落的过程中,重力势能减小,动能增加,减小的重力势能转化为动能. 问题: 此表达式具有普遍意义吗?还是仅在只受重力的自由落体运动中成立?引导学生自己推导竖直上抛、平抛的过程是否成立. 引导学生关注在上述过程中物体的受力情况. 可以证明,在只有重力做功的情况下,物体动能和势能可以相互转化,而机械能总量保持不变. 思维拓展在只有弹力做功的牨体系统内呢? 课件展示: 展示弹簧振子( 由于弹簧振子概念学生还没有接触,教师可以不提弹簧振子的概念)的运动情况,分析物理过程. 教师设疑:在只有重力做功的情况下,机械能是守恒的;同样作为机械能组成部分的势能,是否在只有弹力做功的情况下,机械能也能守恒呢? 学生在推导过程中可能会存在一定的困难, 教师适当加以辅助推导. 对弹簧与小球的运动过程简要分析,得到动能与势能的转化关系,并明确:在只有弹力对物体做功时物体的机械能