物理:第7章《 机械能守恒定律》教材和案例分析.ppt
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1、 海盐县教育局教研室海盐县教育局教研室 韩耀强韩耀强韩耀强韩耀强 TEL:86029511TEL:86029511 EMIL: EMIL: BLOG: BLOG: 高中物理必修高中物理必修第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律 教材和案例分析教材和案例分析一、机械能守恒定律教材分析一、机械能守恒定律教材分析二、机械能守恒定律教学建议二、机械能守恒定律教学建议三、机械能守恒定律案例分析三、机械能守恒定律案例分析提纲提纲一、机械能守恒定律教材分析一、机械能守恒定律教材分析1.1.新、旧教材章节结构对比新、旧教材章节结构对比 第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律 1 1 追寻守恒量追寻守恒
2、量 2 2 功功 3 3 功率功率 4 4 重力势能重力势能 5 5 探究弹性势能的表达式探究弹性势能的表达式 6 6 实验:探究功与物体速度变化的实验:探究功与物体速度变化的关系关系 7 7 动能和动能定理动能和动能定理 8 8 机械能守恒定律机械能守恒定律 9 9 实验:验证机械能守恒定律实验:验证机械能守恒定律 10 10 能量守恒定律与能源能量守恒定律与能源 第八章第八章 机械能机械能 一、功一、功 二、功率二、功率 三、功和能三、功和能 四、动能四、动能 动能定理动能定理 五、重力势能五、重力势能 六、机械能守恒定律六、机械能守恒定律 七、机械能守恒定律的应用七、机械能守恒定律的应用
3、*八、伯努利方程八、伯努利方程 实验:验证机械能守恒定律实验:验证机械能守恒定律新新原原 第七章第七章 机械能守恒定律机械能守恒定律 1 1 追寻守恒量追寻守恒量 2 2 功功 3 3 功率功率 4 4 重力势能重力势能 5 5 探究弹性势能的表达式探究弹性势能的表达式 6 6 实验:探究功与物体速度变化的实验:探究功与物体速度变化的关系关系 7 7 动能和动能定理动能和动能定理 8 8 机械能守恒定律机械能守恒定律 9 9 实验:验证机械能守恒定律实验:验证机械能守恒定律 10 10 能量守恒定律与能源能量守恒定律与能源 第八章第八章 机械能机械能 一、功一、功 二、功率二、功率 三、功和能
4、三、功和能 四、动能四、动能 动能定理动能定理 五、重力势能五、重力势能 六、机械能守恒定律六、机械能守恒定律 七、机械能守恒定律的应用七、机械能守恒定律的应用*八、伯努利方程八、伯努利方程 实验:验证机械能守恒定律实验:验证机械能守恒定律新新原原 原教材以原教材以 “功是能量转化的量度功是能量转化的量度”结论为基础展开对动能、重力势能的探讨;结论为基础展开对动能、重力势能的探讨;新新教教材材在在了了解解重重力力势势能能和和弹弹性性势势能能的的基基础础上上,从从实实验验和和理理论论两两方方面面探探究究功功与与物物体速度变化的关系,得出动能和动能定理的表达式;功能关系是逐步渗透的。体速度变化的关
5、系,得出动能和动能定理的表达式;功能关系是逐步渗透的。新教材增加新教材增加“探究弹性势能的表达式探究弹性势能的表达式”,但对结论不作要求。,但对结论不作要求。增增增增加加加加删删删删去去去去一、机械能守恒定律教材分析一、机械能守恒定律教材分析1.1.新、旧教材章节结构对比新、旧教材章节结构对比2.2.新教材总体特点新教材总体特点知识结构基本相同,新增加的内容给学生提供了知识结构基本相同,新增加的内容给学生提供了一些探究与体验的机会,体现了新课程所倡导的一些探究与体验的机会,体现了新课程所倡导的探究发现和合作学习探究发现和合作学习的教学理念的教学理念。重视重视“过程过程”目标的落实和目标的落实和
6、“情感情感”目标的体现目标的体现新教材在文字处理和插图的选择上更趋向于新教材在文字处理和插图的选择上更趋向于生活化、生活化、通俗化。通俗化。新教材中,机械能部分内容为什么会是这样的一个结构新教材中,机械能部分内容为什么会是这样的一个结构?旧教材的知识结构旧教材的知识结构如果一个物体能对外做功如果一个物体能对外做功如果一个物体能对外做功如果一个物体能对外做功 这个物体就具有能量这个物体就具有能量这个物体就具有能量这个物体就具有能量举例说明:举例说明:举例说明:举例说明:做功伴随着能量的变化做功伴随着能量的变化做功伴随着能量的变化做功伴随着能量的变化结论结论结论结论:功是能量变化的量度功是能量变化
7、的量度功是能量变化的量度功是能量变化的量度 感感觉觉:似似似似乎乎乎乎定定定定义义义义功功功功是是是是为为为为了了了了定定定定义义义义能能能能,先先先先有有有有功功功功的的的的 概念,才有能的概念。概念,才有能的概念。概念,才有能的概念。概念,才有能的概念。但是,在物理学的发展中,能量并不是由功定义的,能量的概念是人类在“追寻守恒量”的过程中发展起来的。能量的概念之所以重要,是因为它是一个自然界中十分重要的守恒量。基于这样的认识,新教材中,把守恒思想的提出放到了具体的概念之前。新教材的知识结构新教材的知识结构追寻运动中的守恒量追寻运动中的守恒量 体体验验:一一切切运运动动变变化化都都要要满满足
8、足一一定定的的守守恒定律恒定律。能量守恒定律与能源能量守恒定律与能源机械能守恒定律机械能守恒定律功是能量转化的量度功是能量转化的量度 显然,新、旧教材相比,新教材中的处理方法,更加符合学生的认识规律,使知识的托出更自然、更和谐。也更符合物理学发展的历史事实。对学生来说,这样的处理,作为一种学习资源,在其分析处理实际问题时的可借鉴性也更强。因此,把“寻找守恒量”作为本章的开篇内容是很有意义的。一、第七章一、第七章 机械能守恒定律教材分析机械能守恒定律教材分析1.1.新、旧教材章节结构对比新、旧教材章节结构对比2.2.新教材总体特点新教材总体特点3.3.新教材新增内容的分析新教材新增内容的分析(1
9、)(1)变化最大变化最大关于重力势能、弹性势能和动能的教学线索及特点关于重力势能、弹性势能和动能的教学线索及特点关于重力势能、弹性势能和动能的教学线索及特点关于重力势能、弹性势能和动能的教学线索及特点原教材关于重力势能和动能的教学线索及特点原教材关于重力势能和动能的教学线索及特点原教材关于重力势能和动能的教学线索及特点原教材关于重力势能和动能的教学线索及特点功和能:通过四个实例讲解功和能:通过四个实例讲解 “功是能量转化的量度功是能量转化的量度”运动员举重做了多少功,就有多少化学能转化为重物的重力势能;运动员举重做了多少功,就有多少化学能转化为重物的重力势能;压缩的弹簧对小球做了多少功,就有多
10、少弹性势能转化为动能;压缩的弹簧对小球做了多少功,就有多少弹性势能转化为动能;机车拉着列车加速,牵引力对列车做了多少功,就有多少内能转化为机械能;机车拉着列车加速,牵引力对列车做了多少功,就有多少内能转化为机械能;起重机提升重物起重机提升重物,钢绳的拉力对重物做了多少功,就有多少电能转化为机械能。钢绳的拉力对重物做了多少功,就有多少电能转化为机械能。动能和动能定理动能和动能定理根据根据“飞机牵引力做了多少功,飞机的动能就增加多少飞机牵引力做了多少功,飞机的动能就增加多少”来确定动能表达式来确定动能表达式 推导得出推导得出 ,确定动能的表达式。,确定动能的表达式。把上述表达式的结论称为动能定理。
11、把上述表达式的结论称为动能定理。重力势能重力势能根据重力的功根据重力的功 确定重力势能表达式为确定重力势能表达式为mgh。说明重力功和物体势能变化的关系。说明重力功和物体势能变化的关系。说明重力做功跟路径无关。说明重力做功跟路径无关。特点:特点:特点:特点:1.1.1.1.“功是能量转化的量度功是能量转化的量度功是能量转化的量度功是能量转化的量度”是作为事实提出的普遍性结论;是作为事实提出的普遍性结论;是作为事实提出的普遍性结论;是作为事实提出的普遍性结论;2.2.2.2.“功是能量转化的量度功是能量转化的量度功是能量转化的量度功是能量转化的量度”是确定动能和重力势能表达式的根据;是确定动能和
12、重力势能表达式的根据;是确定动能和重力势能表达式的根据;是确定动能和重力势能表达式的根据;3.3.3.3.把动能和动能定理两个知识的形成结合起来在同一节课讲授。把动能和动能定理两个知识的形成结合起来在同一节课讲授。把动能和动能定理两个知识的形成结合起来在同一节课讲授。把动能和动能定理两个知识的形成结合起来在同一节课讲授。新教材关于重力势能和动能的教学线索及特点新教材关于重力势能和动能的教学线索及特点新教材关于重力势能和动能的教学线索及特点新教材关于重力势能和动能的教学线索及特点重力势能重力势能重力做功跟路径无关(证明后得出结论);重力做功跟路径无关(证明后得出结论);定义重力势能定义重力势能E
13、pmgh,概括得出重力功与重力势能的关系,概括得出重力功与重力势能的关系WGEp1 Ep2说明重力势能的大小具有相对性,势能属于系统所共有。说明重力势能的大小具有相对性,势能属于系统所共有。探究弹性势能的表达式探究弹性势能的表达式类比重力与重力势能的关系,明确弹性势能表达式取决于弹力做功的表达式。类比重力与重力势能的关系,明确弹性势能表达式取决于弹力做功的表达式。对弹力做功的表达式进行理论探究。对弹力做功的表达式进行理论探究。动能和动能定理动能和动能定理推导得出:推导得出:分分析析:就就是是我我们们寻寻求求的的动动能能表表达达式式。称称为为动动能能定定理理探究做功与物体速度变化的关系探究做功与
14、物体速度变化的关系背背景景:已已知知重重力力功功跟跟重重力力势势能能、弹弹力力功功跟跟弹弹性性势势能能的的变变化化关关系系,若若不不考考虑虑势势能能,外外力对物体做将功产生什么效果?力对物体做将功产生什么效果?实验探究后初步得出:外力对静止物体做的功跟物体获得速度的平方成正比。实验探究后初步得出:外力对静止物体做的功跟物体获得速度的平方成正比。把动能表达式和动能定理捆绑把动能表达式和动能定理捆绑把动能表达式和动能定理捆绑把动能表达式和动能定理捆绑在一起提出来,比较符合逻辑,在一起提出来,比较符合逻辑,在一起提出来,比较符合逻辑,在一起提出来,比较符合逻辑,也印证了实验探究的结果。它是也印证了实
15、验探究的结果。它是也印证了实验探究的结果。它是也印证了实验探究的结果。它是功能关系的的有一次渗透功能关系的的有一次渗透功能关系的的有一次渗透功能关系的的有一次渗透 把动能表达式和动能定理捆绑把动能表达式和动能定理捆绑把动能表达式和动能定理捆绑把动能表达式和动能定理捆绑在一起提出来,比较符合逻辑,在一起提出来,比较符合逻辑,在一起提出来,比较符合逻辑,在一起提出来,比较符合逻辑,也印证了实验探究的结果。它是也印证了实验探究的结果。它是也印证了实验探究的结果。它是也印证了实验探究的结果。它是功能关系的又一次渗透功能关系的又一次渗透功能关系的又一次渗透功能关系的又一次渗透 重力功和重力势能的关系,是
16、重力功和重力势能的关系,是重力功和重力势能的关系,是重力功和重力势能的关系,是学生第一次接触到的功能关系的学生第一次接触到的功能关系的学生第一次接触到的功能关系的学生第一次接触到的功能关系的例子,功能关系的知识从此开始例子,功能关系的知识从此开始例子,功能关系的知识从此开始例子,功能关系的知识从此开始渗透。因此,对重力势能的学习,渗透。因此,对重力势能的学习,渗透。因此,对重力势能的学习,渗透。因此,对重力势能的学习,需要比较系统和深入。需要比较系统和深入。需要比较系统和深入。需要比较系统和深入。弹簧的弹力做功也跟路径无关,弹簧的弹力做功也跟路径无关,弹簧的弹力做功也跟路径无关,弹簧的弹力做功
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