机械能及其守恒.ppt
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1、黄恕伯 06.3第七章第七章 机械能及其守恒机械能及其守恒教材分析和教学建议教材分析和教学建议德清高级中学德清高级中学德清高级中学德清高级中学 徐徐徐徐 国国国国 亮亮亮亮黄恕伯 06.3第五章第五章 机械能及其守恒机械能及其守恒1.1.新、旧教材章节结构对比新、旧教材章节结构对比黄恕伯 06.3 第五章第五章 机械能及其守恒定律机械能及其守恒定律 1 1 追追寻守恒量寻守恒量 2 2 功功 3 3 功功率率 4 4 重重力势能力势能 5 5 探探究弹性势能的表达式究弹性势能的表达式 6 6 探探究功与物体速度变化的关系究功与物体速度变化的关系 7 7 动动能和动能定理能和动能定理 8 8 机
2、械能守恒定律机械能守恒定律 9 9 实实验:验证机械能守恒定律验: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、二、功率功率 三、功三、功和能和能 四、动四、动能能 动能定理动能定理 五、重五、重力势能力势能 六、机六、机械能守恒定律械能守恒定律 七、机七、机械能守恒定律的应用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黄恕伯 06.3 第五章第五章 机械能及其守恒定律机械能及其守恒定律 1 1 追追寻守恒量寻守恒量 2 2 功功 3 3 功功率率 4 4 重重力
3、势能力势能 5 5 探探究弹性势能的表达式究弹性势能的表达式 6 6 探探究功与物体速度变化的关系究功与物体速度变化的关系 7 7 动动能和动能定理能和动能定理 8 8 机械能守恒定律机械能守恒定律 9 9 实实验:验证机械能守恒定律验: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、二、功率功率 三、功三、功和能和能 四、动四、动能能 动能定理动能定理 五、重五、重力势能力势能 六、机六、机械能守恒定律械能守恒定律 七、机七、机械能守恒定律的应用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:
4、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黄恕伯 06.3第五章第五章 机
5、械能及其守恒机械能及其守恒1.1.新、旧教材章节结构对比新、旧教材章节结构对比2.2.对具体教材的分析对具体教材的分析(1)(1)教材关于功和能、重力势能、动能的教学线索教材关于功和能、重力势能、动能的教学线索黄恕伯 06.3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
6、簧对小球做了多少功,就有多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
7、表达式的结论称为动能定理。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
8、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;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。黄恕伯 06.3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
9、明后得出结论);定义重力势能定义重力势能Epmgh,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
10、理理探究做功与物体速度变化的关系探究做功与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
11、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
12、系的又一次渗透 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,
13、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,用相同的思路分析弹力功跟弹性用相同的思路分析弹力功跟弹性用相同的思路分析弹力功跟弹性用相同的思路分析弹力功跟弹性势能的关系,对功能关系的知识势能的关系,对功能关系的知识势能的关系,对功能关系的知识势能的关系,对功能关系的知识进行了一次巩固和拓展。进行了一次巩固和拓展。进行了一次巩固和拓展。进行了一次巩固和拓展。黄恕伯 06.3第五章第五章 机械能及其守恒机械能及其守恒1.1.新、旧教材章节结构对比新、旧教材章节结构对比2.2.对具体教材的分析对具体教材的分析(2)(2)为什么要增加为什么要增加“探究弹性势能表达式探究弹性势能表达式”这节课
14、文?这节课文?不要求学生掌握探究结论不要求学生掌握探究结论重力功与重力势能关系的延伸;动能定理的铺垫重力功与重力势能关系的延伸;动能定理的铺垫对对“弹簧的弹性势能跟哪些物理量有关弹簧的弹性势能跟哪些物理量有关”进行科学猜想进行科学猜想 “变与不变变与不变”思想的拓展:从速度变化迁移到力的变化思想的拓展:从速度变化迁移到力的变化 用用图图象象处处理理变变化化过过程程的的累累积积效效果果:由由根根据据 v-t 图图象象求求匀匀变变速运动的位移迁移为根据速运动的位移迁移为根据 F-l 图象求变力的功图象求变力的功 经历一次理论探究过程,根据探究结果来概括物理结论经历一次理论探究过程,根据探究结果来概
15、括物理结论过程过程与与方法方法过程与方法目标的实现,需要情景的积累以及不断巩固、引伸和拓展过程与方法目标的实现,需要情景的积累以及不断巩固、引伸和拓展过程与方法目标的实现,需要情景的积累以及不断巩固、引伸和拓展过程与方法目标的实现,需要情景的积累以及不断巩固、引伸和拓展链黄恕伯 06.3第五章第五章 机械能及其守恒机械能及其守恒1.1.新、旧教材章节结构对比新、旧教材章节结构对比2.2.对具体教材的分析对具体教材的分析(3)(3)“探究探究功与物体速度变化的关系功与物体速度变化的关系 ”教学目标分析教学目标分析关于动能表达式关于动能表达式“实验理论实验理论”探究过程中的实验过程探究过程中的实验
16、过程经历对橡皮筋方案的分析,提高实验设计能力经历对橡皮筋方案的分析,提高实验设计能力根据实验目的(假设)思考实验的自变量、常量和因变量根据实验目的(假设)思考实验的自变量、常量和因变量对自变量测量的设计对自变量测量的设计对因变量测量的设计对因变量测量的设计对常量的控制对常量的控制减小误差的思考减小误差的思考实验设计分析实验设计分析黄恕伯 06.3第五章第五章 机械能及其守恒机械能及其守恒1.1.新、旧教材章节结构对比新、旧教材章节结构对比2.2.对具体教材的分析对具体教材的分析(3)(3)“探究探究功与物体速度变化的关系功与物体速度变化的关系 ”教学目标分析教学目标分析关于动能表达式关于动能表
17、达式“实验理论实验理论”探究过程中的实验过程探究过程中的实验过程经历对橡皮筋方案的分析,提高实验设计能力经历对橡皮筋方案的分析,提高实验设计能力学会学会“操作技巧操作技巧”(选择数据点),提高收集数据的能力(选择数据点),提高收集数据的能力定量分析数据,提高实验数据的处理能力定量分析数据,提高实验数据的处理能力对对 W 和和 v 定量关系的作出猜想定量关系的作出猜想确定用图象来验证猜想的操作思路确定用图象来验证猜想的操作思路体验通过改变坐标轴的设定,使图象是一条直线。体验通过改变坐标轴的设定,使图象是一条直线。有条件的,用数表软件教学数据处理有条件的,用数表软件教学数据处理黄恕伯 06.3第五
18、章第五章 机械能及其守恒机械能及其守恒1.1.新、旧教材章节结构对比新、旧教材章节结构对比2.2.对具体教材的分析对具体教材的分析关于动能表达式关于动能表达式“实验理论实验理论”探究过程中的实验过程探究过程中的实验过程经历对橡皮筋方案的分析,提高实验设计能力经历对橡皮筋方案的分析,提高实验设计能力学会学会“操作技巧操作技巧”(选择数据点),提高收集数据的能力(选择数据点),提高收集数据的能力定量分析数据,提高实验数据的处理能力定量分析数据,提高实验数据的处理能力经历一次根据实验数据分析的结果形成实验结论的过程经历一次根据实验数据分析的结果形成实验结论的过程(3)(3)“探究探究功与物体速度变化
19、的关系功与物体速度变化的关系 ”教学目标分析教学目标分析黄恕伯 06.3第五章第五章 机械能及其守恒机械能及其守恒1.1.新、旧教材章节结构对比新、旧教材章节结构对比2.2.对具体教材的分析对具体教材的分析(4)(4)对对“实验:验证机械能守恒定律实验:验证机械能守恒定律”的分析的分析(连接)(连接)(3)(3)“探究探究功与物体速度变化的关系功与物体速度变化的关系 ”教学目标分析教学目标分析3.3.本章教学要求的把握分析本章教学要求的把握分析被删除题目例举被删除题目例举 (连接连接连接连接)黄恕伯 06.3探究功与物体速度变化的关系探究功与物体速度变化的关系 实验实验方案方案设计设计功的测量
20、功的测量速度测量速度测量橡皮筋法橡皮筋法重力法重力法位移相同力不同位移相同力不同力相同位移不同力相同位移不同水平牵引水平牵引斜面下滑斜面下滑打点计时器打点计时器光电门光电门(1)(1)实验设计实验设计黄恕伯 06.3探究功与物体速度变化的关系探究功与物体速度变化的关系 (1)(1)实验设计实验设计(2)(2)“橡皮筋法橡皮筋法”和和“重力法重力法”的优缺点对比的优缺点对比“橡橡皮皮筋筋法法”相相对对“重重力力法法”的的优优缺缺点点能获得倍数的功,易于数据定量关系的猜想能获得倍数的功,易于数据定量关系的猜想易于和光电门组合易于和光电门组合和打点计时器组合要测多次数据和打点计时器组合要测多次数据装
21、置、操作稍复杂装置、操作稍复杂和原先实验没有重复感,不会误认是运动学实验和原先实验没有重复感,不会误认是运动学实验黄恕伯 06.3探究功与物体速度变化的关系探究功与物体速度变化的关系 (1)(1)实验设计实验设计(2)(2)“橡皮筋法橡皮筋法”和和“重力法重力法”的优缺点对比的优缺点对比(3)(3)对对“橡皮筋法橡皮筋法”实验的教学建议实验的教学建议返回返回返回返回黄恕伯 06.3实验:验证机械能守恒定律实验:验证机械能守恒定律实验:验证机械能守恒定律实验:验证机械能守恒定律 过去:过去:只写如何操作、得出什么结论只写如何操作、得出什么结论现在:现在:要注意下面几个问题。要注意下面几个问题。1
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