2022年人教版高中教学设计 .pdf
学习好资料欢迎下载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，进一步理解机械能守恒的条件.3、情感态度与价值观培养理论联系实际的思想，通过规律、理论的学习，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.教学过程导入新课学习好资料欢迎下载影片导入课件展示翻滚过山车的精彩片断，激发学生学习的兴趣，引出本节课的学习内容.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，实验时调整横杆P的高度,观察小球摆动的情况；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习了动能、势能和机械能的知识.在初中学习时我们就了解到，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）；文档编码:CA9J4Y1A10Z10 HI4U2N7K3W8 ZF10I9E8I10R4文档编码:CA9J4Y1A10Z10 HI4U2N7K3W8 ZF10I9E8I10R4文档编码:CA9J4Y1A10Z10 HI4U2N7K3W8 ZF10I9E8I10R4文档编码:CA9J4Y1A10Z10 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ZF10I9E8I10R4学习好资料欢迎下载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 文档编码:CA9J4Y1A10Z10 HI4U2N7K3W8 ZF10I9E8I10R4文档编码:CA9J4Y1A10Z10 HI4U2N7K3W8 ZF10I9E8I10R4文档编码:CA9J4Y1A10Z10 HI4U2N7K3W8 ZF10I9E8I10R4文档编码:CA9J4Y1A10Z10 HI4U2N7K3W8 ZF10I9E8I10R4文档编码:CA9J4Y1A10Z10 HI4U2N7K3W8 ZF10I9E8I10R4文档编码:CA9J4Y1A10Z10 HI4U2N7K3W8 ZF10I9E8I10R4文档编码:CA9J4Y1A10Z10 HI4U2N7K3W8 ZF10I9E8I10R4文档编码:CA9J4Y1A10Z10 HI4U2N7K3W8 ZF10I9E8I10R4文档编码:CA9J4Y1A10Z10 HI4U2N7K3W8 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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守恒.通过上面只有重力做功与只有弹力做功两个部分的推导，师生总结机械能守恒定律的内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变.表达式：Ek2+Ep2=Ep1+Ek1 教师引导学生理解表达式中各量的物理意义，并回顾机械能守恒定律推导过程，加深认识.三、机械能守恒定律的条件思维拓展通过以上内容的学习，我们理解了机械能守恒定律的表文档编码:CA9J4Y1A10Z10 HI4U2N7K3W8 ZF10I9E8I10R4文档编码:CA9J4Y1A10Z10 HI4U2N7K3W8 ZF10I9E8I10R4文档编码:CA9J4Y1A10Z10 HI4U2N7K3W8 ZF10I9E8I10R4文档编码:CA9J4Y1A10Z10 HI4U2N7K3W8 ZF10I9E8I10R4文档编码:CA9J4Y1A10Z10 HI4U2N7K3W8 ZF10I9E8I10R4文档编码:CA9J4Y1A10Z10 HI4U2N7K3W8 ZF10I9E8I10R4文档编码:CA9J4Y1A10Z10 HI4U2N7K3W8 ZF10I9E8I10R4文档编码:CA9J4Y1A10Z10 HI4U2N7K3W8 ZF10I9E8I10R4文档编码:CA9J4Y1A10Z10 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ZF10I9E8I10R4学习好资料欢迎下载达式，但真正应用到解题过程还是有限制的.大屏幕投影机械能守恒定律的内容，并用不同颜色展示“在只有重力或弹力做功的物体系统内”，突出强调守恒的受力前提.引导学生自己总结守恒的条件.有的学生认为守恒条件应该是只受重力或弹力;有的学生认为守恒条件应该是只有重力或弹力做功.在肯定两位学生认真思考的基础上，教师质疑两位学生的意见，激发他们思考的积极性：两位同学说的有什么不同吗？学生讨论：只有重力或弹力做功，还包含这样的意思：可能还受其他力，但其他力不做功.思维追踪：机械能守恒定律的条件应该怎样表述呢？举例说明.学生总结：机械能守恒定律的条件可以表述为:1.只受重力（弹力），不受其他力.如自由落体的物体.2.除重力（弹力）以外还有其他力，但其他力都不做功.如做单摆运动的物体.例题在距离地面20 m 高处,以 15 m/s 的初速度水平抛出一小球，不计空气阻力，取g=10 m/s2，求小球落地速度大小.引导学生思考分析，提出问题：1.前面学习过应用运动合成与分解的方法处理平抛运动，现在能否应用机械能守恒定律解决这类问题？2.小球抛出后至落地之前的运动过程中，是否满足机械能守恒的条件？如何应用机械能守恒定律解决问题？3.归纳学生分析的结果，明确：小球下落过程中，只有重力对小球做功，满足机械能守恒条件，可以用机械能守恒定律求解；应用机械能守恒定律时，应明确所选取的运动过程，明确初、末状态小球所具有的机械能.取地面为参考平面，抛出时小球具有的重力势能Ep1=mgh，动能为 Ek1=mv02.落地时,小球的重力势能Ep2=0,动能为 Ek2=mv2.文档编码:CA9J4Y1A10Z10 HI4U2N7K3W8 ZF10I9E8I10R4文档编码:CA9J4Y1A10Z10 HI4U2N7K3W8 ZF10I9E8I10R4文档编码:CA9J4Y1A10Z10 HI4U2N7K3W8 ZF10I9E8I10R4文档编码:CA9J4Y1A10Z10 HI4U2N7K3W8 ZF10I9E8I10R4文档编码:CA9J4Y1A10Z10 HI4U2N7K3W8 ZF10I9E8I10R4文档编码:CA9J4Y1A10Z10 HI4U2N7K3W8 ZF10I9E8I10R4文档编码:CA9J4Y1A10Z10 HI4U2N7K3W8 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中的木块向上运动.在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是（）2.长为 L的均匀链条放在光滑的水平桌面上，且使其长度的1/4 垂在桌边，如图所示.松手后链条从静止开始沿桌边下滑，则链条滑至刚刚离开桌边时的速度大小为多大？点拨：求解这类题目时，一是注意零势点的选取，应尽可能使表达式简化，该题如选链条全部滑下时的最低点为零势能点，则初始势能就比较麻烦.二是灵活选取各部分的重心，该题开始时的势能应取两部分（桌面上和桌面下）势能总和，整根链条的总重心便不好确定，最后刚好滑出桌面时的势能就没有必要再分，可对整根链条求出重力势能.课堂小结1.在只有重力或弹力做功的物体系统内，物体的机械能总量不变.2.应用机械能守恒定律的解题步骤(1)确定研究对象;(2)对研究对象进行正确的受力分析;(3)判断各个力是否做功，并分析是否符合机械能守恒的条件;(4)视解题方便选取零势能参考平面，并确定研究对象在始、末状态时的机械能;(5)根据机械能守恒定律列出方程，或再辅之以其他方程，进行求解.文档编码:CA9J4Y1A10Z10 HI4U2N7K3W8 ZF10I9E8I10R4文档编码:CA9J4Y1A10Z10 HI4U2N7K3W8 ZF10I9E8I10R4文档编码:CA9J4Y1A10Z10 HI4U2N7K3W8 ZF10I9E8I10R4文档编码:CA9J4Y1A10Z10 HI4U2N7K3W8 ZF10I9E8I10R4文档编码:CA9J4Y1A10Z10 HI4U2N7K3W8 ZF10I9E8I10R4文档编码:CA9J4Y1A10Z10 HI4U2N7K3W8 ZF10I9E8I10R4文档编码:CA9J4Y1A10Z10 HI4U2N7K3W8 ZF10I9E8I10R4文档编码:CA9J4Y1A10Z10 HI4U2N7K3W8 ZF10I9E8I10R4文档编码:CA9J4Y1A10Z10 HI4U2N7K3W8 ZF10I9E8I10R4文档编码:CA9J4Y1A10Z10 HI4U2N7K3W8 ZF10I9E8I10R4文档编码:CA9J4Y1A10Z10 HI4U2N7K3W8 ZF10I9E8I10R4文档编码:CA9J4Y1A10Z10 HI4U2N7K3W8 ZF10I9E8I10R4文档编码:CA9J4Y1A10Z10 HI4U2N7K3W8 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