陕西省石泉县高中物理 第4章 能量守恒与可持续发展 4.2 研究机械能守恒定律教案2 沪科版必修2.doc

4.2研究机械能守恒定律课标依据通过实验，验证机械能守恒定律。理解机械能守恒定律。用机械能守恒定律分析生活和生产中的有关问题。教材分析解决力学问题一般有三种方法，一是运用力对物体的瞬时作用效果牛顿运动定律；二是运用力对物体的时间积累的作用效果动量定律和动量守恒定律；三是运用力对物体的空间积累作用效果动能定理和机械能守恒定律，根据题设条件提供的具体情况，选择不同的方法，是本节教学的内容之一学情分析学生已经学习了动能定律，它机械能守恒上有很多的共同之处，在教学中要和动能定律联系起来，并区别开。动能守恒定律的数学表达公式是矢量式，要使运算简便，可先定正方向，把矢量运算变为代数运算，机械能守恒定律的数学表达公式是标量式，但要先选定零重力势能面，才能列出具体的机械能守恒公式。三维目标知识与能力：1、知道什么是机械能，知道物体的动能和势能可以相互转化。2、理解机械能守恒定律的内容。3、在具体问题中，能判定机械能是否守恒过程与方法1、学会在具体的问题中判这定物体的机械能是否守恒；2、初步学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象，分析问题。情感态度与价值观1、通过在几种不同运动的研究基础建立机械能守恒定律的过程，增强严谨的科学态度。2、通过自主推导、DIS实验验证机械能守恒的过程，激发学习的积极性、能动性。3、在运用机械能守恒定律解决实际问题的过程中，体验学有所得的快乐，并感悟物理与社会生活的紧密联系。教学重难点教学重点1、理解机械能守恒定律的内容。2、在具体问题中能判定机械能是否守恒。教学难点1、得出机械能守恒定律得探究过程。2、能正确判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒。教法与学法探究法，练习法。信息技术应用分析知识点学习目标媒体内容与形式使用方式媒体来源课程导入情感、态度与价值观PPT教师播放制作机械能知识与技能过程与方法PPT探究制作机械能守恒知识与技能过程与方法PPT探究制作案例分析知识与技能情感、态度与价值观PPT学生操作制作教学活动设计师生活动设计意图批注 第一课时导入新课1、观看视频（过山车）2、复习回顾教师提问；本章中我们学习了哪几种形式的能？它们各是如何定义的？它们的表达式如何？动能定理的内容和表达式是什么？学生回答：本章我们学习了以下几种能：动能、重力势能、弹性势能。动能定理的内容是：物体所受合外力所做的功等于物体动能的改变，即：。讲授新课一.机械能：讲述机械能的概念及其计算公式.1.机械能概念：动能、重力势能、弹性势能统称为机械能2.计算公式：EEK+EP3.机械能是标量，4.具有相对性（需要设定零势能面）过渡：在很多情况下物体的动能、势能之间可以发生相互转化。举例说明并分析能量的转化过程：1竖直上抛的物体.在运动过程中能量的转化过程.提问：2. 滑雪运动员能量的转化过程.视频演示3. 撑杆跳运动员在起跳到落地的过程中能量的转化过程.视频演示实例分析：明珠线轻轨设计方案过渡：通过上面实例的分析，发现各种形式的能量之间可以发生相互转化，且在转化过程当一种形式的能量增加时另外一种形式的能量减少，那么在整个过程小球的机械能如何变化？二.机械能守恒定律的推导.自主活动：“提桶会不会碰鼻”过渡：动能和势能的转化是有规律的，下面我们用DIS实验来研究一下。（实验过程）实验结论：小球在摆动过程中机械能保持不变，既守恒。过渡：刚才通过实验，我们对物体的机械能守恒有了感性的认识，下面我们通过一个实例来验证一下。小组活动，参阅学案实例分析：质量为1Kg的物体作自由落体运动，高度足够高，分组计算1s未、2s未、3s未、4s未的动能、重力势能以及机械能并作比较（以开始下落点为参考平面，g=10m/s2）第二课时理论推导：h1h2ABv1v2如图所示，一个质量为m的物体自由下落，取任意两点A，B，经过A点时的高度为h1、速度为v1，下落到B点时的高度为h2，速度为v2，（1）.试写出物体在A点时的机械能和在B点时的机械能.（2）.分析在此过程机械能是如何变化的。2.引导学生推导在此过程中机械能的变化情况推导过程板书：解：（1）机械能等于物体的动能和势能之和A点的机械能等于B点的机械能等于（2）证明EA=EB由动能定理得： W合=WG=又据重力做功得到： WG=由分析可知，重力势能的减少量等于物体动能的增加量，所以A、B两点的机械能相等.即：由于A、B是任意两点，所以可以得出如下结论：做自由落体运动的物体在下落过程中，重力势能转化为动能，但总的机械能始终保持不变，即守恒.机械能守恒定律的条件提出问题：在任何条件下机械能都守恒吗？需不需要满足一定的条件？分析摆球和自由落体的小球的受力情况和做功情况，得出条件：只有重力做功。对只有重力做功的理解：a、物体只受重力，不受其他的力。b、物体除重力外还受其他的力，但其他力不做功。实例分析：下列情况机械能是否守恒1跳伞员利用降落伞在空中匀速下落2抛出的篮球在空中运动（不计阻力）3用绳拉着一个物体沿着光滑的斜面匀速上升设置情境复习回顾，顺利推导机械能守恒定律奠定基础知道机械能的概念和表达式，通过分析，强化不同形式之间的能之间可以发生相互转化价值观渗透：节约能源在实践中体验与感悟物理知识，体会生活中物理无处不在认识DIS实验是现代实验研究的重要途径培养学生间合作精神，体会科学研究的严谨、分析在这两种情况下机械能是否守恒，并归纳总结机械能守恒的条件当堂检测有效练习1、如下图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，在将弹簧压缩到最短的整个过程中，下列关于能量的叙述中正确的是（ ）（A）重力势能和动能之和总保持不变（B）重力势能和弹性势能之和总保持不变（C）动能和弹性势能之和总保持不变（D）重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变2、在利用电磁打点计时器验证自由下落过程中机械能守恒的实验中,电磁打点计时器是用来测量_的仪器,某学生在实验时打出的纸带如图所示,其中O为重锤由静止下落时打下的第一个点,A、B、C、D为选出的计数点，每相邻两点间都有一个点未画出，用刻度尺测得各点到O点的距离都标在纸带上，实验所在地重力加速度g=9.8m/s2，根据数据计算：打下C点时重锤的速度大小v= （填计算式） （填数值）。重锤从O由静止下落到打C点时的动能增加为 mJ，重力势能的减力量为 mJ.3、（1）用落体法验证机械能守恒定律，下面哪些测量工具是必需的？( )(A)天平 (B)弹簧秤 (C)刻度尺 (D)秒表（2）图是实验中得到的一条纸带。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，当地的重力加速度 g980ms2，测得所用重物的质量为100kg，纸带上第0、1两点间距离接近2mm，A、B、C、D是连续打出的四个点，它们到O点的距离如图所示，则由图中数据可知，重物由O点运动到C点，重力势能的减少量小于_J，动能的增加量等于_J（取三位有效数字）。动能增量小于重力势能的减少量的原因主要是_作业布置1. 练习册2. 课时作业板书设计1.文字描述：在只受重力（或弹力）做功的情况下，物体的动能和重力势能（或弹性势能）相互转化，但机械能的总量保持不变.2.数学表达式：3.机械能守恒的条件：只有重力做功a、物体只受重力，不受其他的力。b、物体除重力外还受其他的力，但其他力不做功。教学反思这节课有个不足之处:写势能表达式时，未先提示零势能面在何处;“守恒”这一关键的名词作为高中物理中第一次出现，解释得不够透彻;在一道例题的讲解中，对系统还是单个物体未作说明。这实际上也反映出，对一些很平常但又是很关键的问题学生经常要疏忽。师生间在学习过程中存在着一些“通病”。这再一次提醒我，教学要研究“教”，但也要研究“学”，甚至于应该更偏重于研究“学”。备注1.主备教案的内容全部用小四宋体字，二次备课的内容中要删除的内容将字的颜色改为红色（不要真删除），自己添加的所有内容用宋体蓝色字。2命名格式要求：序号、章、节、名称(课时)。如：【1】28.1锐角三角函数(1)。