高中物理《能量守恒定律》教案設(shè)計

高中物理《能量守恒定律》教學(xué)設(shè)計設(shè)計高中物理《能量守恒定律》教學(xué)設(shè)計設(shè)計高中物理《能量守恒定律》教學(xué)設(shè)計設(shè)計合用文檔能量守恒定律本節(jié)課的設(shè)計，教材連續(xù)沿用了前幾節(jié)的課程模式，先由生活中的實例引出研究問題，爾后用實驗加以證明，讓學(xué)生接受這個物理事實.接著再從理論上推導(dǎo)、證明，從而得出結(jié)論.這節(jié)課教材是從生活中騎自行車上坡的實例下手，引出動能和重力勢能在此過程中是在相互轉(zhuǎn)變的.接著經(jīng)過實驗來證明這個轉(zhuǎn)變過程中的守恒結(jié)論.最后提出了自然界中最寬泛、最基本的規(guī)律之一能量轉(zhuǎn)變和守恒定律.機械能守恒定律是能量守恒定律的一個特例，要使學(xué)生對定律的得出、含義、合用條件有一個明確的認識，這是能夠用該定律解決力學(xué)問題的基礎(chǔ).各種不同樣形式的能相互轉(zhuǎn)變和守恒的規(guī)律，貫穿在整個物理學(xué)中，是物理學(xué)的基本規(guī)律之一.能量守恒定律是學(xué)習(xí)各種不同樣形式的能量轉(zhuǎn)變規(guī)律的起點，也是運動學(xué)和動力學(xué)知識的進一步綜合和張開的重要基礎(chǔ).所以這一節(jié)知識是本章重要的一節(jié).機械能守恒定律是本章授課的重點內(nèi)容，本節(jié)授課的重點是使學(xué)生掌握物系通通機械能守恒的條件；能夠正確剖析物系通通所擁有的機械能.剖析物系通通所擁有的機械能，特別是剖析、判斷物體所擁有的重力勢能，是本節(jié)學(xué)習(xí)的難點之一.在授課中應(yīng)讓學(xué)生認識到，物體重力勢能大小與所采用的參照平面（零勢面）有關(guān)；而重力勢能的變化量是與所采用的參照平面沒關(guān)的.在談?wù)撐锵低ㄍǖ臋C械能時，應(yīng)先確定參照平面.授課重點1.理解機械能守恒定律的內(nèi)容；在詳盡的問題中能判斷機械能可否守恒，并能列出定律的數(shù)學(xué)表達式；理解能量轉(zhuǎn)變和守恒定律.授課難點1.從能的轉(zhuǎn)變和功能關(guān)系出發(fā)理解機械能守恒的條件；2.能正確判斷研究對象在所經(jīng)歷的過程中機械能可否守恒.教具準備自制投電影、CAI課件、重物、電磁打點計時器以及紙帶、復(fù)寫紙片、低壓電源及兩根導(dǎo)線、鐵架臺和鐵夾、刻度尺、小夾子.課時安排1課時三維目標一、知識與技術(shù)知道什么是機械能，知道物體的動能和勢能能夠相互轉(zhuǎn)變；理解機械能守恒定律的內(nèi)容；在詳盡問題中，能判斷機械能可否守恒，并能列出機械能守恒的方程式；4.理解能量守恒定律，能列舉、剖析生活中能量轉(zhuǎn)變和守恒的例子.二、過程與方法初步學(xué)會從能量轉(zhuǎn)變和守恒的見解講解現(xiàn)象、剖析問題；2.經(jīng)過用紙帶與打點計時器來考據(jù)機械能守恒定律，體驗考據(jù)過程和物理學(xué)的研究方法.三、感神態(tài)度與價值觀經(jīng)過能量守恒的授課，使學(xué)生成立科學(xué)見解，理解和運用自然規(guī)律，并用來解決實質(zhì)問題；經(jīng)過實驗考據(jù)，領(lǐng)悟?qū)W習(xí)的快樂，激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣；經(jīng)過親身實踐，成立“實踐是檢驗真理的唯一標準”的科學(xué)觀.培養(yǎng)學(xué)生的觀察和實踐能力，培養(yǎng)學(xué)生腳扎實地的科學(xué)態(tài)度.授課過程導(dǎo)入新課［實驗演示］文案大全合用文檔動能與勢能的相互轉(zhuǎn)變教師活動：演示實驗1：以以下列圖，用細線、小球、帶有標尺的鐵架臺等做實驗.把一個小球用細線懸掛起來，把小球拉到必然高度的A點，爾后松開，小球在搖動過程中，重力勢能和動能相互轉(zhuǎn)變.我們看到，小球能夠擺到跟A點等高的C點，如圖甲.若是用尺子在某一點擋住細線，小球誠然不能夠擺到C點，但擺到另一側(cè)時，也能達到跟A點同樣的高度，如圖乙.問題：這個小實驗中，小球的受力狀況怎樣？各個力的做功狀況怎樣？這個小實驗說明了什么？學(xué)生活動：觀察演示實驗，思慮問題，選出代表公布見解.小球在搖動過程中受重力和繩的拉力作用.拉力和速度方向總垂直，對小球不做功；只有重力對小球做功.實驗表示，小球在搖動過程中重力勢能和動能在不停轉(zhuǎn)變.在搖動過程中，小球總能回到原來的高度.可見，重力勢能和動能的總和，即機械能應(yīng)該保持不變.教師活動：演示實驗2：如圖，水平方向的彈簧振子.用彈簧振子演示動能和彈性勢能的相互轉(zhuǎn)變.問題：這個實驗中，小球的受力狀況怎樣？各個力的做功狀況怎樣？這個實驗說了然什么？學(xué)生活動：觀察演示實驗，思慮問題，選出代表公布見解.小球在往來運動過程中，豎直方向上受重力和桿的支持力作用，水平方向上受彈力作用.重力、支持力和速度方向總垂直，對小球不做功；只有彈簧的彈力對小球做功.實驗表示，小球在往來運動過程中彈性勢能和動能在不停轉(zhuǎn)變.小球在往來運動過程中總能回到原來的地址，可見，彈性勢能和動能的總和，即機械能應(yīng)該保持不變.教師活動：總結(jié)、過渡：經(jīng)過上述剖析，我們獲取動能和勢能之間能夠相互轉(zhuǎn)變，那么在動能和勢能的轉(zhuǎn)變過程中，動能和勢能的和可否真的保持不變？下面我們就用實驗來研究這個問題.推進新課一、機械能的轉(zhuǎn)變和守恒的實驗研究在學(xué)生開始做實驗從前，老師應(yīng)重申以下幾個問題：1.該實驗中采用被打點紙帶應(yīng)注意兩點：一是第一點O為計時起點，O點的速度應(yīng)為零.怎樣鑒識呢？可否需要測量重物的質(zhì)量？在架設(shè)打點計時器時應(yīng)注意什么？為什么？實驗時，接通電源和釋放紙帶的序次怎樣？為什么？文案大全合用文檔5.量下落高度，某同學(xué)都必從初步點算起，不能夠弄.他的見解正確？了減小量h的相差，取的各個數(shù)點要走初步點合適些好，是近些好？學(xué)生活：思慮老的，、交流，出代表表解.1.因打點器每隔0.02s打點一次，在最初的0.02s內(nèi)物體下落距離0.002m，所以從幾條中第一、二兩點距離湊近2mm的行量；二是在上所的點就是相的點，每相兩點隔t=0.02s.2.因不需要知道物體在某點能和能的詳盡數(shù)，所以不用量物體的量m，而只需1vn2ghn就行了.2打點器要直架，使其兩限位孔在同向來平面內(nèi)，以盡量減少重物著下落所碰到的阻力作用.4.必先接通源，打點器正常工作后才能松開重物下落.個同學(xué)的見解是正確的.了減小量h的相差，取的各個數(shù)點要走初步點合適些好.教活：聽取學(xué)生，點，幫助學(xué)生解決困.學(xué)生活：學(xué)生行分.數(shù)據(jù)理：明確本中要解決的即研究能與重力能的化與守恒.在右中，量m的物體從O點自由下落，以地面作零能面，下落程中任意兩點A和B的機械能分：EA1mvA2mghA,EB1mvB2mghB22若是忽略空氣阻力，物體下落程中若是能的改量等于能的改量，于是有Ea=Eb,即1mvA2mghA1mvB2mghB2222mghAmghB上式亦可寫成1mvB1mvA22式左表示物體由A到B程中能的增加，右表示物體由A到B程中重力能的減少.若是明等式成立,明物體重力能的減少等于能的增加.了方便，能夠直接從開始下落的O點至任意一點（上中A點）來行研究，有：1mvA2mhg.式中2h是物體從O點下落至A點的高度，vA是物體在A點的瞬速度.1.怎樣求出A點的瞬速度vA？依照做勻加速運的物體在某一段t內(nèi)的平均速度等于中刻的瞬速度可求出A點的瞬速度v.A右是直由下而上打點后的狀況.從O點開始依次取點1、2、3??中s1、s2、s3??分0～2點，1～3點，2～4點??各段的距離.依照公式v

st

，t=2×0.02s（上任意兩個相的點所表示的都是0.02s），可求出各段的平均速度.些平均速度就等于1、2、3??各點相的瞬速度v1、v2、v3??比方：文案大全合用文檔量出0～2點距離s1，在段里的平均速度vs1，就是點1的瞬速度v1,t以此推可求出點2、3??的瞬速度v2、v3??怎樣確定重物下落的高度？上中h1、h2、h3??分從O點下落的高度.依照以上數(shù)能夠算出任意點的重力能和能，從而能與重力能的化和守恒.二、機械能守恒定律機械能守恒定律的推：教活：［多媒體顯現(xiàn)以下物理狀況］在自由落體運中機械能守恒一個量m的物體自由下落，高度h1的A點（初地址）速度v1，下落到高度h2的B點（末地址）速度v2.學(xué)生活：思慮并明如右所示，一個量m的物體自由下落，高度h1的A點（初地址）速度v1，下落到高度h2的B點（末地址）速度v2.在自由落體運中，物體只受重力G=mg的作用，重力做正功.重力所做的功W，由能G定理可得WG1mv221mv12①22上式表示，重力所做的功等于能的增量.另一方面，由重力做功與重力能的關(guān)系知道，WG＝mgh1-mgh2②上式表示，重力所做的功等于重力能的減少.由①式和②式可得1mv221mv12mgh1mgh2.③22?。涸谧杂陕潴w運中，重力做了多少功，就有多少重力能化等量的能，移后可得2mgh221mv21mv1mgh122也許Ek1+Ep1=Ek2+Ep2④上式表示，在自由落體運中，能和重力能之和即的機械能保持不.【教精】上述不自由落體運是正確的，能夠明，在只有重力做功的狀況下，不物體做直運是曲運，上述都是正確的.所只有重力做功，是指：物體只受重力，不受其他的力，如自由落體運和其他方向運；也許除重力外受其他的力，但其他力不做功，如物體沿圓滑斜面的運.在只有重力做功的狀況下，物體的能和重力能生相互化，但機械能的量保持不.個叫做機械能守恒定律，它是力學(xué)中的一條重要定律，是更寬泛的能量守恒定律的一種特別狀況.文案大全合用文檔不但重力勢能和動能能夠相互轉(zhuǎn)變，彈性勢能和動能也能夠相互轉(zhuǎn)變.松開被壓縮的彈簧，能夠把跟它接觸的小球彈出去，這時彈簧的彈力做功，彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)變成小球的動能.在彈性勢能和動能的相互轉(zhuǎn)變中，若是只有彈力做功，動能和彈性勢能之和保持不變，即機械能守恒.【方法引導(dǎo)】解決某些力學(xué)問題，從能量的見解來剖析，應(yīng)用機械能守恒定律求解，經(jīng)常比較方便.應(yīng)用機械能守恒定律解決力學(xué)問題，要剖析物體的受力狀況.在動能和重力勢能的相互轉(zhuǎn)變中，若是只有重力做功，就可以應(yīng)用機械能守恒定律求解.【例題剖析】（一）機械能守恒條件的判斷［例1］以下關(guān)于機械能可否守恒的表達正確的選項是（）A.做勻速直線運動的物體機械能必然守恒B.做勻變速直線運動的物體的機械能可能守恒C.合外力對物體做功為零時，機械能必然守恒D.只有重力對物體做功，物體機械能必然守恒剖析：做勻速直線運動的物體，除了重力做功外，可能還有其他力做功，以降落傘在空中勻速降落時，除了重力做功外，空氣阻力也對降落傘做功，所以機械能不守恒，不選.做勻變速直線運動的物體可能只受重力且只有重力做功，如自由落體運動，物體機械能守恒，應(yīng)選.以降落傘在空中勻速降落時合外力為零，合外力對物體做功為零，除重力做功外，空氣阻力也做功，所以機械能不守恒，不選.吻合機械能守恒的條件，應(yīng)選.可見，對物體進行受力剖析，確定各力做功狀況是判斷機械能可否守恒的一般程序.［例2］以下列圖，斜面體置于圓滑水平川面上，其圓滑斜面上有一物體由靜止沿斜面下滑，在物體下滑過程中，以下說法正確的選項是（）A.物體的重力勢能減少，動能增大B.物體的重力勢能完好轉(zhuǎn)變成物體的動能C.物體的機械能減少D.物體和斜面體組成的系統(tǒng)機械能守恒剖析：由于斜面體放在圓滑斜面上，當(dāng)物體沿斜面下滑時，物體實質(zhì)位移方向和物體所受支持力的方向不垂直，所以支持力對物體做了功（負功），物體的機械能不守恒，物體的機械能減少了，物體對斜面體的壓力對斜面體做了功（正功），斜面體的機械能增加了，斜面體的機械能也不守恒.對物體和斜面體組成的系統(tǒng)，斜面體和物體之間的彈力是內(nèi)力，對系統(tǒng)做功的代數(shù)和為零，即不用耗機械能.在物體和斜面體的運動過程中只有重力做功，所以系統(tǒng)的機械能守恒.物體在下滑過程中重力勢能減少，一部分轉(zhuǎn)變成物體的動能，另一部分則轉(zhuǎn)變成斜面體的動能.所以本題選ACD.（二）機械能守恒定律的應(yīng)用文案大全合用文檔［例3］一個物體從圓滑斜面頂端由靜止開始滑下（如圖），斜面高1m，長2m.不計空氣阻力，物體滑到斜面底端的速度是多大？物體沿圓滑斜面下滑機會械能守恒剖析：斜面是圓滑的，不計摩擦，又不計空氣阻力，物體所受的力有重力和斜面的支持力，支持力與物體的運動方向垂直，不做功.物體在下滑過程中只有重力做功，所以可用機械能守恒定律求解.剖析：題中沒有給出物體的質(zhì)量，可設(shè)物體的質(zhì)量為.物體在開始下滑到達斜面底端時m的速度為v,則有Ep2=0,Ek212,末狀態(tài)的機械能Ek2Ep212.此時，Ep1mgh，2E=0，初狀態(tài)的機械能2E＋E=mgh.k1k1p1依照機械能守恒定律有Ek2+Ep2=Ek1+Ep1mv2mgh，所以v2gh.【方法引導(dǎo)】這個問題也能夠應(yīng)用牛頓第二定律和運動學(xué)公式求解，但是應(yīng)用機械能守恒定律求解，在思路和步驟上比較簡單.在這個例題中，若是把斜面換成圓滑的曲面（如圖），同樣能夠應(yīng)用機械能守恒定律求解，要直接用牛頓第二定律求解，由于物體在斜面上所受的力是變力，辦理起來就困難得多.物體沿圓滑曲面下滑機會械能守恒［例4］把一個小球用細繩懸掛起來，就成為一個擺.擺長為L，最大偏角為θ.小球運動到最低地址時的速度是多大？剖析：小球受兩個力：重力和懸線的拉力.懸線的拉力向來垂直于小球的運動方向，不做功.小球在搖動過程中，只有重力做功，所以可用機械能守恒定律求解.剖析：選擇小球在最低地址時所在的水平面為參照平面.小球在最高點時為初狀態(tài)，初狀態(tài)的動能Ek1＝0，重力勢能Ep1=mg（L-Lcosθ），機械能Ek1＋Ep1=mg（L-Lcosθ）.小球在最低文案大全合用文檔點時為末狀態(tài)，末狀態(tài)的動能Ek21mv2,重力勢能Ep2=0,末狀態(tài)的機械能為12Ek2Ep2mv2.2依照機械能守恒定律有EEEEk2+p2=k1+p11mv2mgL(Lcos)2所以v2gL(1cos).【教師精講】由這兩個例題能夠看出，應(yīng)用機械能守恒定律解題，能夠只考慮運動的初狀態(tài)和末狀態(tài)，不用考慮兩個狀態(tài)之間的過程的細節(jié).這能夠防備直接用牛頓第二定律解題的困難，簡化解題的步驟.守恒定律不但給辦理問題帶來方便，而且有更深刻的意義.自然界變化無常，但有些物理量在必然條件下是守恒的，能夠用這些“守恒量”表示自然界的變化規(guī)律，這就是守恒定律.追求“守恒量”已經(jīng)成為物理學(xué)研究中的重要方面.我們學(xué)習(xí)物理，要學(xué)會運用守恒定律辦理問題.三、能量轉(zhuǎn)變和守恒定律教師活動：提出問題：我們已學(xué)習(xí)了多種形式的能，請同學(xué)們說出你所知道的能量形式.我們還知道不同樣能量之間是能夠相互轉(zhuǎn)變的，請你舉幾個能量轉(zhuǎn)變的例子.學(xué)生活動：思慮并回答以下問題，列舉實例.教師活動：演示實驗1：在一個玻璃容器內(nèi)放入沙子，拿一個小鐵球分別從某一高度釋放，使其落到沙子中.思慮：小球運動過程中機械能可否守恒？請說出小球運動過程中能量的轉(zhuǎn)變狀況.演示實驗2：在盛有水的玻璃容器中放一小木塊，讓小木塊在水中上下浮動，過一段時間，小木塊停止運動.思慮：小木塊運動過程中機械能可否守恒？請說出小木塊運動過程中能量的轉(zhuǎn)變狀況.學(xué)生活動：觀察實驗并積