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机械能守恒定律课件(汇集十六篇)_机械能守恒定律课件

2021-08-31 机械能守恒定律课件

机械能守恒定律课件(汇集十六篇)。

▣ 机械能守恒定律课件 ▣

一、 教材分析

(一)教材内容的地位和作用

质量守恒定律是初中化学的重要定律,教材从提出在化学反应中反应物的质量同生成物的质量之间存在什么关系入手,从观察白磷燃烧和氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液反应前后物质的质量关系出发,通过思考去“发现”质量守恒定律,而不是去死记硬背规律。

这样学生容易接受。在此基础上,提出问题“为什么物质在发生化学反应前后各物质的质量总和相等呢?”引导学生从化学反应的实质上去认识质量守恒定律。在化学反应中,只是原子间的重新组合,使反应物变成生成物,变化前后,原子的种类和个数并没有变化,所以,反应前后各物质的质量总和必然相等。同时也为化学方程式的学习奠定了基础。

(二)教学目标分析

1.知识目标:

(1)记住质量守恒定律的内容,能理解质量守恒定律的涵义,会运用质量守恒定律解释,解决一些化学现象和问题。

(2)能从微观角度认识质量守恒定律的本质,根据质量守恒定律能解释一些简单的实验事实,能推测物质的组成。

2.能力目标:

(1)培养学生的实验操作能力、观察能力。

(2)培养学生全面分析、逻辑推理和综合归纳能力。

(3)初步培养学生应用实验方法来定量研究问题和分析问题的能力。

3.情感目标:

(1)通过对实验现象的观察、记录、分析,学会由感性到理性、由个别到一般的研究问题的科学方法体验科学发现真理的途径和方法。

(2)通过对质量守恒定律的探究,使学生形成实事求是的科学态度,培养团结协作的团队精神,体验探究过程

(三)重点难点

重点:理解质量守恒定律的涵义,会从分子、原子的角度理解质量守恒定律。

难点:从微观角度认识质量守恒定律的本质

二、学情、学法分析

质量守恒定律的内容抽象,枯燥。如果直接讲授,学生难以接受。因此,在教学中,我结合教材特点,设置分组实验,以竞赛的方式探究试验结果。加上初三学生大多是十四、五岁的孩子,对事物具有很强的好奇心和探究欲。学生通过仔细观察实验现象,认真分析试验结果,获得新知识,并将这种知识内化为自己的个人体验,建构自己的知识体系。

三、教法分析

本节课主要采用探究实验分析法,“活动——建构”模式的教学结构。把教材演示实验改为学生的分组实验,让学生亲自参与,从已知到未知,从感性到理性,循序渐进,使知识得以巩固和落实。教学可进行如下设计:创设问题情境,学生自己发现问题——体验科学研究过程、设计、实施实验方案 ——反思研究过程、总结收获和不足,在教学中,利用多媒体课件的演示,培养学生空间思维和抽象思维能力。理解质量守恒的原因。大大增添了学习的乐趣。

四、课前准备

实验器材:CuSO4 溶液、 NaOH溶液、FeCl3溶液、NaCl溶液、AgNO3溶液、白磷、锥形瓶、玻璃棒、单孔橡皮塞、烧杯、小试管、天平、酒精灯。

五、教学程序

这节课,我按“设置问题、创设情境——活动探索、建立模型——解释应用、拓展提高——交流收获、体验成功”四个环节组织教学。

1.设置问题、创设情境。

上课之初、以一则诱人的邮寄广告:“水变汽油、柴油,经济收入惊人,技术转让,请有识之士加盟。” 来引发学生的思考和发言,从而留下问题和悬念,让学生写出白磷燃烧,氢氧化钠溶液和硫酸铜 溶液反应的文字表达式,然后发问:反应物的质量同生成物的质量之间究竟有什么关系?此时学生被难住了,于是教师导出本节课所要学习的主题,提出所要达到的教学目标。这样,使学生在明确探索方面中激发学习动机。

2.活动探索、建立模型。

这一环节我采用探究性实验的程序来组织教学。

(1)提出假设。

当学生发现“反应物的质量同生成物的质量之间究竟有什么关系”这个问题后,我引导学生对自己发现的问题作出尽可能多的假设:

①反应后物质的总质量可能增加;

②反应后物质的总质量可能减少;

③反应后物质的总质量可能不变;

④在某些反应中可能增加,在某些反应中可能减少,而在某些反应中可能不变。

(2)实验探究。

引入:化学反应前后质量是否发生变化,有同学说改变,有同学说不变,意思不统一,那么我们就通过实验来探讨。

设计实验:在充分假设基础上,我说:同学们,让我们测一测几个化学反应前后物质的质量,会出现什么情况?然后说出将做的几个实验:

①白磷在空气中燃烧;

②NaOH溶液与CuSO4 溶液反应;

③NaOH溶液与FeCl3溶液反应;

④NaCl溶液和AgNO3溶液的反应。

教师引导学生评价哪些方案是科学合理的,哪些需要改进,鼓励学生开动脑筋,积极主动地参与实验设计过程。

▣ 机械能守恒定律课件 ▣

机械能守恒定律说课稿(一)

教学目标:

知识与能力:掌握机械能守恒定律,知道它的含义和适用条件;会利用守恒条件判断机械能是否守恒。

过程与方法:学生会推导机械能守恒定律;会用归纳的方法提出守恒条件;加深对功能关系的理解。

情感态度价值观:通过分析事物发生的条件,学习和体会"具体情况具体分析""透过现象看本质"的方法,理解自然规律,应用自然规律。

教学重点:学生推导机械能守恒定律,并掌握该定律及其适用条件。

教学难点:从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件并且判断是否守恒。

教学方法:讲授法,对比归纳,实例分析的方法。

教学过程:

一、复习引课

功和能关系如何?

动能定理的内容和表达式是什么?

重力所做的功与物体重力势能的变化之间有什么关系?

二、新课教学

(一)机械能

1、概念:物体的动能、势能的总和。E=EK+EP

2、机械能是标量,具有相对性(需要设定势能参考平面)

3、机械能之间可以相互转化(学生举例,教师补充)

(二)机械能守恒定律的推导

1、实例分析:(提前布置的作业,课上检查,讲评)

学生发现:只有重力做功时,物体的动能和势能相互转化,但机械能总量保持不变。如果有阻力做功,则总量有变化。

(1)

2、理论推导过程

思考题一:如图所示,一个质量为m的物体自由下落,经过高度

为h1的A点时速度为v1,下落到高度h2为的B点时速度为v2,

试写出物体在A点时的机械能和在B点时的机械能,并找到这二个

机械能之间的数量关系。

(2)

思考题二:如图所示,一个质量为m的物体做平抛运动,经过高度

为h1的A点时速度为v1,经过高度为h2的B点时速度为v2,写出

物体在位置A、B时的机械能的表达式并找出这二个机械能之间的关系。

初状态:A点的机械能等于

末状态:B点的机械能等于

物体只受重力的作用,据动能定理得:     (1)

据重力做功与重力势能的关系得到:  WG= mgh1-mgh2       (2)

由(1)(2)两式可得

移项得:

学生讨论:上述表达式说明了什么问题?

讨论后:学生代表回答

等号左边是物体在初位置时的机械能,等号右边是物体在末位置时的机械能,该式表示:动能和势能之和即总的机械能保持不变。

教师提问:如果有阻力做功呢?上面的两边还会相等吗?

学生回答:不相等。

结论:只有重力做功时,动能和重力势能相互转化,但机械能总量保持不变。

(三)机械能守恒定律

1、内容:在只有重力做功时,物体的动能和重力势能发生相互转化,但机械能总量保持不变。

2、理解:

(1)条件:(由学生分析、讨论)

a:只受重力作用

b:不只受得力作用,但其它力不做功(学生举例)

(2)表达式

(机械能总量始终保持不变)

(动能的增加量等于重力势能的减少量)

(3)机械能守恒定律是能量转化与守恒的特殊情况。守恒是指在运动的整个过程中"时时、处处"总量不变,而不仅仅是初状态和末状态总量相等。

(4)只有弹簧弹力做功时,弹性势能和动能间相互转化,但物体和弹簧系统机械能总量保持不变。(理论推导中的重力做功改成弹簧弹力做功,重力势能改为弹性势能)

(四)巩固练习

1、关于物体的机械能是否守恒的叙述,下列说法中正确的是:

A、竖直下落的物体,机械能一定守恒;

B、做匀变速直线运动的物体,机械能一定守恒;

C、外力对物体所做的功等于0时,机械能一定守恒;

D、物体若只有重力做功,机械能一定守恒。

2、下列运动的物体,不计空气阻力,机械能不守恒的是:

A、起重机吊起物体匀速上升;

B、物体做平抛运动;

C、圆锥摆球在水平面内做匀速圆周运动;

3、从离地高为H的阳台上以速度v竖直向上抛出质量为m的物体,它上升 h后又返回下落,最后落在地面上,则一列说法中正确的是(不计空气阻力,以地面为参考面)

A、物体在最高点时机械能为mg(H+h);

B、物体落地时的机械能为mg(H+h)+1/2mv2;

C、物体落地时的机械能为mgH+1/2mv2;

D、物体在落回过程中,过阳台时的机械能为mgH+1/2mv2

4、将物体由地面竖直上抛,如果不计空气阻力,物体能够达到的最大高度为H,当物体在上升过程中的某一位置,它的动能是重力势能的2倍,则这一位置的高度为

A.2H/3     B.H/2       C.H/3       D.H/4

三、课堂小结:

四、布置作业:

机械能守恒定律说课稿(二)

学习目标:

1. 学会利用自由落体运动验证机械能守恒定律。

2. 进一步熟练掌握应用计时器打纸带研究物体运动的方法。

学习重点: 1. 验证机械能守恒定律的实验原理和步骤。

2. 验证机械能守恒定律实验的注意事项。

学习难点: 验证机械能守恒定律实验的注意事项。

主要内容:

一、实验原理

物体在自由下落过程中,重力势能减少,动能增加。如果忽略空气阻力,只有重力做功,物体的机械能守恒,重力势能的减少等于动能的增加。设物体的质量为m,借助打点计时器打下纸带,由纸带测算出至某时刻下落的高度h及该时刻的瞬时速度v;进而求得重力势能的减少量│△Ep│=mgh和动能的增加量△EK=1/2mv2;比较│△Ep│和△EK,若在误差允许的范围内相等,即可验证机械能守恒。

测定第n点的瞬时速度vn:依据"物体做匀变速直线运动,在某段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度",用公式vn=(hn+1-hn-1)/2T计算(T为打下相邻两点的时间间隔)。

二、实验器材

电火花计时器(或电磁打点计时器),交流电源,纸带(复写纸片),重物(带纸带夹子),导线,刻度尺,铁架台(带夹子)。

三、实验步骤

(1)按图装置固定好计时器,并用导线将计时器接到电压合适的交流电源上(电火花计时器要接到220 V交流电源上,电磁打点计时器要接到4 V~6 V的交流低压电源上)。

(2)将纸带的一端用小夹子固定在重物上,使另一端穿过计时器的限位孔,用手竖直提着纸带,使重物静止在靠近计时器的地方。

(3)接通电源,松开纸带,让重物自由下落,计时器就在纸带上打下一系列小点。

(4)换几条纸带,重做上面的实验。

(5)从几条打上了点的纸带上挑选第一、二两点间的距离接近2 mm且点迹清晰的纸带进行测量。

(6)在挑选出的纸带上,先记下打第一个点的位置0(或A),再任意选取几个点1、2、3(或B、C、D)等,用刻度尺量出各点到0的距离h1、h2、h3等,如图所示。

(7)用公式vn=(hn+1-hn-1)/2T计算出各点对应的瞬时速度v1、v2、v3等。

(8)计算出各点对应的势能减少量mghn和动能的增加量1/2mvn2的值,进行比较,得出结论。

四、实验记录

五、实验结论

在只有重力做功的情况下,物体的重力势能和动能可以相互转化,但机械能的总量保持不变。

六、实验注意事项

(1)计时器要竖直地架稳、放正。架稳就是要牢固、稳定。重物下落时它不振动;放正就是使上下两个限位孔在同一竖直平面内一条竖直线上与纸带运动方向相同,以减小纸带运动时与限位孔的摩擦(可用手提住固定好重物的纸带上端,上下拉动纸带,寻找一个手感阻力最小的位置)。

(2)打点前的纸带必须平直,不要卷曲,否则纸带在下落时会卷到计时器的上边缘上,从而增大了阻力,导致实验误差过大。

(3)接通电源前,提纸带的手必须拿稳纸带,并使纸带保持竖直,然后接通电源,待计时器正常工作后,再松开纸带让重物下落,以保证第一个点迹是一个清晰的.小点。

(4)对重物的要求:选用密度大、质量大些的物体,以减小运动中阻力的影响(使重力远大于阻力)。

(5)纸带的挑选:应挑选第一、二两点间的距离接近2 mm且点迹清晰的纸带进行测量。这是因为:本实验的前提是在重物做自由落体运动的情况下,通过研究重力势能的减少量与动能的增加量是否相等来验证机械能是否守恒的,故应保证纸带(重物)是在打第一个点的瞬间开始下落。计时器每隔O.02 s打一次点,做自由落体运动的物体在最初0.02 s内下落的距离h1=1/2gt2=1/2×9.8×0.022m=0.002 m=2 mm,所以若纸带第一、二两点间的距离接近2 mm,就意味着重物是在打第一个点时的瞬间开始下落的,从而满足本次实验的前提条件(打第一个点物体的初速度为零,开始做自由落体运动)。

(6)测量下落高度时,必须从起点o量起。为了减小测量^的相对误差,选取的计数点要离O点适当远些(纸带也不宜过长,其有效长度可在60 cm~80 cm以内)。

(7)本实验并不需要知道重力势能减少量和动能增加量的具体数值,只要对mgh与1/2mv2进行比较(实际上只要验证1/2v2=gh即可)以达到验证机械能守恒的目的,所以不必测出重物的质量。

七、误差分析

(1)做好本实验的关键是尽量减小重物下落过程中的阻力,但阻力不可能完全消除。本实验中,误差的主要来源是纸带摩擦和空气阻力。由于重物及纸带在下落中要不断地克服阻力做功,因此物体动能的增加量必稍小于重力势能的减少量,这是系统误差。减小系统误差的方法有选用密度大的实心重物,重物下落前纸带应保持竖直,选用电火花计时器等。

(2)由于测量长度会造成误差,属偶然误差,减少办法一是测距离都应从起点0量起,下落高度h适当大些(过小,h不易测准确;过大,阻力影响造成的误差大),二是多测几次取平均值。

【例一】 在"验证机械能守恒定律"的实验中,已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,查得当地的重力加速度g=9.80m/s2.某同学选择了一条理想的纸带,用刻度尺测量时计数点对应刻度尺上的读数如图所示。图中O点是打点计时器打出的第一个点,A、B、C、D分别是每打两个点取出的计数点。根据以上数据,可知重物由O点运动到B点时:

(1)重力势能的减少量为多少?

(2)动能的增加量是多少?

(3)根据计算的数据可得出什么结论?产生误差的主要原因是什么?

  机械能守恒定律说课稿(三)

一、教材分析

《机械能守恒定律》是人教版高中新教材必修2第七章第8节,本节内容从理论推导过程中,强化学生对动能定理的进一步理解;机械能守恒定律属物理规律教学,是对功能关系的进一步认识,是学生理解能量的转化与守恒的铺垫,为今后学习动量守恒、电荷守恒打下基础。它结合动量守恒定律是解决力学综合题的核心,而这类问题又常伴随着较为复杂的运动过程和受力特点是充分考查学生抽象思维能力、分析能力、应用能力的关键点。

教学目标

根据上述教材结构与内容分析,依据课程标准,考虑到学生已有的认知结构、心理特征 ,制定如下教学目标:

知识与技能

1、知道什么是机械能;

2、知道物体的动能和势能可以相互转化;

3、掌握机械能守恒的条件;

情感态度与价值观目标

1、培养学生发现和提出问题,并利用已有知识探索学习新知识的能力;

2、通过能量守恒的教学,使学生树立科学观点,理解和运用自然规律,并用来解决实际问题。

教学重点、难点

重点:掌握机械能守恒定律的推导、建立过程,理解机械能守恒定律的内容;

在具体的问题中能判定机械能是否守恒,并能列出定律的数学表达式。

难点:从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件。

二、说教法

主要采用讲授法、讨论法、归纳法相结合的启发式教学方法。通过师生一起探索得出物理规律及适用条件,充分调动学生积极性,充分体现"教师主导、学生主体"的教学原则。采用情景→问题→分析与活动→总结的教学设计模式,以老师指导下的学生活动为主。

三、说学法

让学生真正成为学习的主体。这种运用归纳法的思想,从一个个典型的物理

情景中总结出科学的结论,()可以大大调动学生学习的积极性和主动性。本节课的教学过程中通过观察生活中的常见形变,巧用引导性提问,激发学生的积极性,让学生在轻松、自主、讨论的学习氛围中总结出本节的主要内容从而完成学习任务。

四、教学过程

(引入新课)

用多媒体展示下述物理情景:A.运动员投出铅球;B.弹簧的一端接在气垫导轨的一端,另一端和滑块相连,让滑块在水平的轨道上做往复运动。

1.动能和势能的转化

依次演示自由落体、竖直上抛、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。让学生思考上述演示过程中动能和势能有什么变化。

2.探究规律找出机械能不变的条件

只受重力做功作用分析

只有弹力做功分析

结论: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,这就叫机械能守恒定律。

3、 能力训练

例1、在距离地面20m高处以15m/s的初速度水平抛出一小球,不计空气阻力,取g=10m/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?

提出问题:请考虑用机械能守恒定律解决问题与用运动合成解决问题的差异是什么?

4、引导学生学会应用机械能守恒定律解题的基本步骤。

5、总结归纳

本课学习,我们通过演示实验归纳总结了动能和势能之间可以发生相互转化,了解了只有重力做功或只有弹簧弹力做功的情况下,物体的机械能总量不变,通过简单的实例分析、加深对机械能守恒定律的理解。

▣ 机械能守恒定律课件 ▣

机械能守恒定律教案 教学目标: 一、  知识目标: 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, 二、能力目标: 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。 三、德育目标: 通过能量守恒的教学,使学生树立科学观点,理解和运用自然规律,并用来解决实际问题。 四、教学重点: 1、从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件。 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 五、教学方法: 1、关于机械能守恒定律的得出,采用师生共同演绎推导的方法,明确该定律数学表达式公式的来龙去脉。 2、关于机械能守恒的条件,在教学时采用列举实例,具体情况具体分析的方法。 教学过程 一、导入新课 1、投影思考题: ①本章中我们学习了哪几种形式的能? ②动能定理的内容和表达式是什么? ③重力所做的功与物体重力势能的变化之间有什么关系? 学生回答: ①本章我们学习了以下几种能:动能、重力势能、弹性势能。 ②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:W=EK2-EK1。 ③重力所做的功和物体重力势能之间变化的关系为: WG=EP1-EP2 3、教师总结: ①同学们要注意动能定理中动能的变化量是末动能减去初动能,而重力做功与重力势能改变之间关系式中初位置的重力势能与末位置重力势能的差。 ②引入:动能、重力势能、弹性势能属于力学范畴,统称为机械能,本节课我们就来研究有关机械能的问题。 二、  新课教学 (一) 机械能 1、概念:物体的动能、势能的总和即E=EK+EP 2、  机械能是标量,具有相对性(需要设定势能参考平面) 3、  机械能之间可以相互转化。 (1)实例分析:滚摆上卷然后自由释放说明重力势能和动能间的相互转化。 (2)播放图片,请学生认真观察瀑布、撑杆跳、蹦床运动分析起动能和势能的转化。 4、过渡:通过上述分析,我们得到动能和势能之间可以相互转化,那么在动能势能的转化过程中,动能和势能的和有什么变化呢? (二) 机械能守恒定律的推导 老师与学生一起做个小实验:小球会不会碰鼻子? 这个例子有势能和动能的转换,如果我们掌握了其中的规律,就能采取恰当的方式处理了。 现在我们以做自由落体运动的小球为例,从理论上探究势能与动能之间发生转化,机械能的总量遵循什么规律? 如图所示,一个质量为m的物体从A点自由下落, 经过离地面高度为h1的B点时速度为v1,下落到高度 为h2的C点时速度为v2,试写出物体在B点时的机械 能和在C点时的机械能,并找到这二个机械能之间的.数 量关系。 理论推导过程 物体只有重力做功 根据动能定理得: (1) 又据重力做功与重力势能的关系得到: (2) 由(1)(2)两式可得 (3) 移项得:   (4) 提问:(3)式说明了什么问题?  动能的增加量等于重力势能的减少量 (4)式又说明了什么问题?此运动中机械能保持不变。 结论:只有重力做功时,动能和重力势能相互转化,但机械能守恒。 (三)机械能守恒定律 1、内容:在只有重力做功时,动能和重力势能相互转化,但机械能总量保持不变 2、理解: (1)条件:只有重力做功 (2)表达式   提问:如何理解“只有重力做功”? 例:学生判断以下几种情况机械能是否守恒? A 竖直上抛运动 B 做平抛运动的小球 C 沿光滑的斜面下滑的物体 D 竖直方向匀速下降的物体   提问:你还有没有其他的方法推导出机械能守恒定律? 参考:几种运动模型:(课后思考) 竖直上抛运动、沿光滑的斜面下滑的物体、 做平抛运动的小球、单摆   3、运用类比法 只有弹簧弹力做功时,弹性势能和动能间相互转化,但物体和弹簧系统机械能总量保持不变。(理论推导中的重力做功改成弹簧弹力做功,重力势能改为弹性势能)   书上例题分析解答,强调解题的方法和步骤   三、小结 本节课我们学习了机械能守恒定律 我们说机械能守恒的关键是:只有重力或弹力做功; 四、作业:P77  1、2 五、板书: 第四节 机械能守恒定律 1、  机械能守恒定律 (1) 内容 P76 (2) 条件:只有重力做功(或弹力做功) (3) 表达式:         开始   六、教学流程图:         理解机械能守恒定律 小结 引入机械能的概念     复习引入 动能和势能之间可以相互转化 书上例题分析                                                                                      

▣ 机械能守恒定律课件 ▣

一、说教材

(过渡句:教材是进行教学的评判凭据,是学生获取知识的重要来源。首先,我对本节教材进行一定的分析。)

《机械能守恒定律》选自高中物理人教版必修2第七章第8节,本节课的主要内容是机械能的定义及机械能守恒定律。学生已经知道了重力、弹力及合外力做功对能量的影响,但是如果这三种能量都参与转化,会出现怎样的情况,这是学生亟待解决的问题,本节课中机械能守恒定律的建立已经到了“水到渠成”的时候;其次,本节课的学习也为下节学习能量守恒定律夯实基础。因此,本节课就本章内容而言,有着举足轻重的地位。

二、说学情

(过渡句:学生是学习的主人,学生已有的知识结构和认知水平,是教师授课的依据与出发点。)

我所面对的是高一学生,他们在初中已经学习过有关机械能的基本概念,对机械能并不陌生,接受起来相对轻松。通过前几节内容的学习,学生对机械能这一概念较初中也有了更深的认识,在此基础上学习机械能守恒定律会更容易些。

三、说教学目标

(过渡句:新课标指出,教学目标应包括知识与技能,过程与方法,情感态度与价值观这三个方面,而这三维目标又应是紧密联系的一个有机整体,这告诉我们,在教学中应以知识与技能为主线,渗透情感态度价值观,并把前面两者充分体现在过程与方法中。因此,我将三维目标进行整合,确定本节课的教学目标为)

【知识与技能目标】

知道机械能的概念,能够分析动能和势能之间的相互转化问题;理解机械能守恒定律的内容和适用条件,会判断机械能是否守恒。

【过程与方法目标】

学习从物理现象分析、推导机械能守恒定律及适用条件的研究方法,初步掌握运用能量转化和守恒来解释物理现象及分析问题的方法。

【情感态度价值观目标】

体会科学探究中的守恒思想,养成探究自然规律的科学态度,提高科学素养。

四、说教学重、难点

(过渡句:根据学生现有的知识储备和知识点本身的难易程度,学生很难建构知识点之间的联系,这也确定了本节课的重点、难点如下:)

【重点】

机械能守恒定律的推导及内容。

【难点】

对机械能守恒定律条件的理解。

五、说教学方法

(过渡句:俗话说:“授人以鱼不如授人以渔。”只有传授给学生有效的学习方法,才能帮助学生学好相关内容。)

本节课主要采用的教学方法有实验演示法、问答法、多媒体演示法等。

▣ 机械能守恒定律课件 ▣

学生已经在初中学习过有关机械能的基本概念,对“机械能”并不算陌生,接受起来相对轻松。通过前几节内容的学习,同学们对“机械能”这一概念较初中有了更深认识,在此基础上学习机械能守恒定律学生比较容易理解。

本节课是本章的重点内容,要求学生能初步掌握机械能守恒定律的内容并能用来解决一些简单问题。机械能守恒条件的判定、机械能守恒定律的应用,是教学的重点。运用机械能守恒定律解答相关的问题,这一内容在整个高中力学中又起着承前启后的作用,在物理学理论和应用方面十分重要,不同运动形式的转化和守恒的思想能指引我们揭露自然规律、取得丰硕成果。但这种思想和有关的概念、规律,由于其抽象性强,学生不易理解、掌握。学生要真正的掌握和灵活运用还是很困难。机械能守恒定律的探究建立在前面所学知识的基础上,教材上通过多个具体实例,先猜测动能和势能的相互转化的关系,引出对机械能守恒定律及守恒条件的探究,联系重力势能和重力做功及弹性势能与弹力做功的关系的学习,由定性分析到定量计算,逐步深入,最后得出结论,并通过应用使学生领会定律在解决实际问题时的优越性。在教学设计时,力图通过生活实例和物理实验,展示相关情景,激发学生的求知欲,引出对机械能守恒定律的探究,体现从“生活走向物理”的理念,通过建立物理模型,由浅入深进行探究,让学生领会科学的研究方法,并通过规律应用巩固知识,体会物理规律对生活实践的作用。

根据教材特点(注重思想性、探究性、逻辑性、方法性和哲理性)和学生的特点以及高中新课程的总目标(进一步提高科学素养,满足全体学生终身发展需求)和理念(探究性、主体性、发展性、和谐性)和三维教学目标(知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观)的要求特制定教学目标。

(1)知道什么是机械能。

(2)知道物体的动能和势能可以相互转化。

(3)理解机械能守恒定律的内容。

(4)掌握机械能守恒的条件。

(5)学会在具体问题中,能判定机械能是否守恒,并能列出机械能守恒的方程式。

(6)初步学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象,分析问题的方法,提高运用所学知识综合分析、解决问题的能力。

(1)学会在具体的问题中判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。

(1)培养学生发现和提出问题,并利用已有知识探索学习新知识的能力。

(2)通过教学过程中各个教学环节的设计,如:观察、实验等,充分调动学生的积极性,激发学生的学习兴趣。

(3)通过能量守恒的教学,使学生树立科学观点,理解和运用自然规律,并用来解决实际问题。

(1)掌握机械能守恒定律的推导、建立过程,理解机械能守恒定律的内容。

(2)在具体的问题中能判定机械能是否守恒,并能列出定律的数学表达式。

(1)从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件。

(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,能正确分析物体系统所具有的机械能,尤其是分析、判断物体所具有的重力势能。

采用情景→问题→分析与活动→总结的教学设计模式,以老师指导下的学生活动为主。通过这样一个设计过程,学生理解机械能守恒定律的条件容易多了,整个难点的克服过程通过这样四个环节的设计,让学生真正成为学习的主体。这种运用归纳法的思想,从一个个典型的物理情景中总结出科学的结论,可以大大调动学生学习的积极性和主动性。在随后的课堂练习和课外作业中,学生对守恒条件的认识和理解很准确到位,提高课堂教学的效果。

授课时采用视频引入的方式,易于激发学生学习的兴趣。其后以自由落体运动为例,通过学生的观察,分两步得出机械能守恒定律,第一步是要学生理解动能与势能间可以相互转化;第二步是说明在转化过程中机械能的总量守恒。接着采用列举实例,具体情况具体分析的方法,得出机械能守恒的条件。使学生能应用机械能守恒定律解决一些简单问题,并在应用过程中能巩固、加深对定律的理解。从感性上认识机械能守恒定律。对于本节课的难点内容,即机械能守恒条件的判定,通过由易到难、由简到繁,由只受重力到还受其它力,引导学生归纳在只有重力做功的情况下,机械能守恒。由特殊到一般的认识过程,符合人类对新事物的认知规律,比较容易让人接受。从而引导学生突破了本节课的重点和难点内容。对于本节难点的突破,采用了层层深入的研究机械能守恒的条件,将难点分解为一个个小台阶,很轻松的走到很高的高度,破解本节的难点内容。

我的教学法设计主要也是依据教学理论及构建主义学习理论进行设计的,具体方法如下:

1.观察演示实验中动能与势能的相互转化,体验在转化过程中动能与势能的总量保持不变。

2.通过观察演示实验,引导学生得出机械能守恒。

3.采用师生共同演绎推导的方法,明确机械能守恒定律数学表达式的来龙去脉。

4.采用列举实例,具体情况具体分析的方法,得出机械能守恒的条件。

主要采用了讲授法、讨论法、归纳法相结合的启发式教学方法。通过师生一起探索得出物理规律及适用条件,充分调动学生积极性,充分体现“教师主导、学生主体”的教学原则。

根据我设计的教法及科学的构建主义学法观点:“学习不是接受现成的知识信息,而是基于原有经验的转变;学习不是个体构建的过程,也是社会构建的过程。”学生应当采取这样学习方法:在具体的物理情景及老师的引导下进行探究式学习,体现由物讲理的基本方法。学生应当在具体的物理情景中学会思考与分析,演绎推理、归纳与总结。在物理情景中去思考我们的问题,分析它的特点,用我们已掌握的知识进行探究式的演绎推理,最后去归纳总结新的物理规律。总之,学生要学会学习知识的来龙去脉,这是最重要的学习方法。为适应高一学生的认识和思维发展水平,根据新课内容要求,创设“自由落体、平抛、沿斜面下滑”三个物理情境作为铺垫,由易到难,引导学生进行实践-认识-再实践-再认识,完成认识上的飞跃。通过设疑,启发学生思考,在归纳机械能守恒定律的使用条件时,引导学生进行讨论,鼓励学生提出自己的观点,并能加以评价,培养学生的学习兴趣以及对物理学习的自信心。

相关知识点推荐:

用动能定理求变力做功在某些问题中由于力F大小的变化或方向变化,所以不能直接由W=Fscosα求出变力F做功的值,此时可由其做功的结果——动能的变化来求变力F所做的功。

用动能定理对全程考虑在用动能定理解题时,如果物体在某个运动过程中包含有几个运动性质不同的分过程(如加速、减速的过程),此时,可以分段考虑,也可对全程考虑。如能对整个过程列式则可能使问题简化。在把各个力的功代入公式:W1+W2+…+Wn=1/2 mv末^2-1/2 mv初^2时,要把它们的数值连同符号代入,解题时要分清各过程中各个力做功的情况。

机械能守恒定律的推论根据机械能守恒定律,当重力以外的力不做功,物体(或系统)的机械能守恒。显然,当重力以外的力做功不为零时,物体(或系统)的机械能要发生改变。重力以外的力做正功,物体(或系统)的机械能增加,重力以外的力做负功,物体(或系统)的机械能减少,且重力以外的力做多少功,物体(或系统)的机械能就改变多少。即重力以外的力做功的过程,就是机械能和其他形式的能相互转化的过程,在这一过程中,重力以外的力做的功是机械能改变的量度,即WG外=E2-E1。

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在只有重力或系统内弹力做功的物体系统内,物体的动能和势能可以相互转化,但机械能保持不变。

选取某一平面为零势能面,系统末状态的机械能和初状态的机械能相等。

系统的动能和势能发生相互转化时,若系统势能的减少量等于系统动能的增加量,系统机械能守恒。

系统中有A、两个物体或更多物体,若A机械能的减少量等于机械能的增加量,系统机械能守恒。

以上三种表达式各有特点,在不同的情况下应选取合适的表达式灵活运用,不要拘泥于某一种,这样解题才能变得简单快捷。

基本的公式是 Ek1+Ep1=Ek2+Ep2 等号前的是初始状态的机械能,等号后的是末态的机械能。

还有推导的有:

(1)ΔE1=ΔE2 等号前的是增加的机械能,等号后的是减少的机械能。

(2)W=ΔE W表示外力做的功,ΔE表示机械能的增加量。

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1、学情分析

(1)学生的知识状况:已了解了元素符号、化学式、化学反应的实质,初步掌握了一些简单的化学反应。

(2)学生的能力状况:初步掌握了简单的化学实验基本操作技能,而对化学探究学习方法的了解尚处于启蒙阶段。

(3)学生的心理状况:学生刚开始化学学习,情绪和心理都处于比较兴奋、好奇状态,我紧紧抓住这一点。

2、学法指导

(1)实验探究法:学会在科学探究中如何发现问题、分析问题、解决问题、获得知识、培养能力。

(2)合作学习法:通过合作探究,培养学生合作互助的团体意识。

正如德国大教育家第斯多惠说:“一个差的教师只会奉献,而好的教师则教给学生发现真理”。

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1. 引言



力学是揭示物体运动规律的相关学科,也是一个博大精深的学科。在物理学中,力学是一门重要的基础课,涉及的内容也极为广泛。动量守恒定律是力学中一项十分重要的定律,对于我们深入了解物体运动规律有着极大的指导作用。本教案将通过讲解动量守恒定律的定义、应用、实例等方面来帮助学生掌握这一定律的知识,增强学生的物理学习兴趣和动手能力。



2. 课程教学目标



2.1. 知识目标



1) 深入了解动量守恒定律的概念和表达式。



2) 掌握动量守恒定律运用的方法,理解动量守恒定律的物理意义。



3) 能够在具体问题中运用动量守恒定律解决问题。



2.2. 能力目标



通过本课程,学生能够:



1) 发现问题,描述问题,解决问题。



2) 培养学生的观察能力和实践动手能力。



3) 培养学生的物理学习兴趣和实践能力。



3. 课程教学内容



3.1. 动量的概念



动量是一个物体运动时具有的质量和速度相乘的物理量。在力学上,动量可以看做是物体运动过程中的一种保存量。通常表示为p,公式为:p=mv,其中m代表物体质量,v代表物体速度。动量的单位是千克·米/秒。



3.2. 动量守恒定律的概念



动量守恒定律是指在一个系统内,若系统内所有物体合力为零,则系统的总动量守恒不变。也就是说,一旦一个物体的动量发生变化,就会引起其它物体的动量发生相应变化,总动量保持不变。动量守恒定律是力学中一个非常重要的定律,它可以用于解决众多力学问题。



3.3. 动量守恒定律的应用



动量守恒定律在物理上的应用非常广泛,例如:弹性碰撞、非弹性碰撞、动火车问题、车祸问题、跳板问题等。在解决这些问题时,我们可以采用动量守恒定律的方法来计算物体的运动状态,以达到解决问题的目的。



4. 课程教学方法



本教案采用课堂讲解、实验演示和探究性学习等多种教学方法,其中探究性学习是本课程的主要讲解方法。学生将在教师的指引下,自主探究动量守恒定律的概念、应用和实例等方面,通过实验、讨论等互动形式来深入理解动量守恒定律的相关知识。



5. 教学流程



5.1. 引入



通过精心设计的实例引入动量守恒定律的概念,引导学生进入本次课程学习的主题。



5.2. 探究学习



采用探究性学习方法,设计实验让学生通过实践探究动量的概念和守恒定律。



5.3. 分组讨论



让学生按小组分组,讨论如何通过动量守恒定律来解决动力学问题。



5.4. 整体掌握



通过小组讨论,让每一组的学生对探究结果进行总结,让全班同学共同掌握动量守恒定律的知识。



5.5. 拓展学习



通过课堂讲解和实例演示,让学生掌握如何在实际问题中应用动量守恒定律。



5.6. 总结



对本节课的教学内容进行简单总结,并布置相应的作业。



6. 教学评价



本次课程采用探究性学习的方式进行,教师以引导为主,让学生拥有更多的思考和探究的自主性,有利于培养学生的观察能力和实践动手能力。采用小组讨论的方式,让学生在互动交流中自由表达,有利于提高学生的理解能力和表达能力。最后,对学生掌握的知识内容进行检查,确保学生能够确实学会本节课的知识内容。

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在本节之前,学生已经学习了一些化学知识,知道了物质经过化学反应可以生成新的物质,但是并没有涉及到反应物与生成物质量之间的问题。而本节开始了从生成何种物质向生成多少物质方面的过渡,引导学生从量的方面去研究化学反应的客观规律,为化学方程式书写和计算的教学做好理论准备。以往一些学生不能正确书写化学方程式或进行有关计算,就是因为没有正确理解质量守恒定律,所以本节内容是第四章的基础,也将对全部初中化学乃至今后的化学学习起到至关重要的作用。

教学目标的确定必须科学、简明,切合教材要求、切准学生实际,切实突出重点,体现全面性、综合性和发展性。为此,确定了以下教学目标:

①记住质量守恒定律的内容,能理解质量守恒定律的涵义,会运用质量守恒定律解释,解决一些化学现象和问题。

②学有余力的同学能对质量守恒定律的简单应用进行分类归纳。

①培养学生的`实验操作能力、观察能力。

②培养学生全面分析、逻辑推理和综合归纳能力。

①树立透过现象认识事物的本质的辩证唯物主义观点。

②体验科学发现真理的途径和方法。

根据教学大纲、教材内容设置及对今后教学的影响,本节的教学重点为理解和运用质量守恒定律。这也是本节教学的难点。

根据教学目标的要求、教材和学生的特点,本节课我采用讲授法、谈话法、讨论法、实验法。

1.讲授法。它能在较短的时间内通过口头语言,简捷地传授化学知识信息。如上课之初,教师导出本节课所要学习的主题,提出所要达到的目标,这样便于学生明确探索方向,激发学习动机。

2.谈话法。就是教师根据学生已有的知识和经验,帮助学生发现问题,让学生基于以往的经验,依靠他们的认识能力、形成对问题的解释、提出他们对问题的假设的方法。如在本节中当学生发现“反应物的质量同生成物的质量之间究竟有什么关系”这个问题后,教师引导学生对自己发现的问题作出尽可能多的假设,教师不压抑学生思维,不管对或错,都不忙于作出结论,这样学生的思路会开阔,思维的火花会闪现。

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一、教材分析

本节课是《化学义务教育课程标准实验教科书》上教版上册第五章课题一(定量认识化学变化)的第一课时,主要通过实验来探讨化学反应过程中反应物总质量与生成物总质量之间的关系,开始了从生成何种物质向生成多少物质方面的过渡,引导学生从量的方面去研究化学反应的客观规律,为化学方程式书写和计算的教学做好理论准备。

二、学情分析

初三学生经过对自然科学的学习已积累了一定的知识基础和方法基础,可以开始尝试培养学生的实验探究学习能力和分析归纳能力,但是学生自我管理和调控能力还不够,学习过程中还需要教师的严格管理、控制。

初中生的思维方式要求逐步由形象思维向抽象思维过渡,因此在教学中应注意积极引导学生应用已掌握的基础知识,通过理论分析和推理判断来获得新知识,发展抽象思维能力。当然在此过程仍需以一些感性认识作为依托,可以借助实验或多媒体电教手段,加强直观性和形象性,以便学生理解和掌握。

因此做好演示实验和调动好学生的积极性,不断提供动脑的问题情景,提供动手的练习机会,让每个学生参与到学习中来是上好本节课的关键。

三、教学目标

1、知识与技能:学生通过实验测定知道质量守恒定律;初步培养应用实验方法来定量研究问题和分析问题的能力,通过直观教学手段培养学生空间思维和抽象思维能力。

2、过程与方法:体会由感性到理性,由个别到一般的认识方法。

3、情感、态度、价值观:培养学生善于质疑的精神和严谨的科学态度。

四、教学重点、难点及疑点

1、重点:理解质量守恒定律的涵义。

2、难点:质量守恒的原因及其应用。

3、疑点:联系实际,在应用中加深理解,如"蜡烛燃烧后完全消失;镁条燃烧质量增加",以上反应符合质量守恒定律的原因。

五、学法的指导

本课题质量守恒定律的教学采用教师讲解、实验相结合的组织形式,来激发学生探究的动机。在教师的指导下,学生采用合作探究为主要学习方式,完成一些简单的化学实验,验证质量守恒定律,理解质量守恒定律的实质,形成初步科学探究意识。

六、教学突破

对质量守恒定律的教学,教师可先讲解并演示一个实验,接着让学生合作探究不同的实验,学生在实验后自己总结实验结果。在此基础上,教师再进一步引导学生更深入地认识质量守恒定律,增强学生进一步探究的热情,使学生在活动与探究中真正理解质量守恒定律及其实质。

七、教学过程

依照教材的安排和特点,知识线索为:质量守恒定律的涵义→质量守恒定律的原因→质量守恒定律的应用。重点抓好以下几个环节:

(一)设置问题创设情境

问题引入:请两位学生到黑板上写出磷在氧气中燃烧和高锰酸钾受热分解的文字表达式

问题1:大家思考一个问题,反应物的质量同生成物的质量之间有什么关系呢?

问题2:到底有没有关系呢?如果有会是怎样的关系呢?

学生分组讨论提出猜想:可能大于、等于或小于的关系。

设计意图:学生在以前的学习中只知道物质经过化学反应可以生成新物质,但是没有涉及到反应物和生成物之间量的关系。这样设置学生感觉惊愕、意想不到,就会积极的思考由此产生了学习动机。

通过联系学生熟悉的问题情境,以吸引学生注意力,激发学生的探究兴趣。

(二)重视实验体验探究

[质量守恒定律的概念]这一部分内容是本节的重点,教师演示实验(白磷在空气中燃烧前后质量的测定)得出反应物的总质量等于生成物的总质量,这一结论是否具有普遍规律呢?学生通过做分组实验,得出了同样的结论,从而由学生总结出质量守恒定律。

设计意图:①老师根据本班的实际先做演示实验可以缩短探究的时间,降低学习的难度,同时可有效地激发学生的创造性和探究意识。②学生再通过亲自动手实验,体验自己探究知识的乐趣;通过不同的实验得出同样的结论,让学生知道由个别到一般的认识方法;同时也体验质量守恒的存在。

(三)突破难点

[质量守恒定律原因]设问:为什么在发生化学反应前后,各物质的质量总和相等呢?先由学生分组讨论自己的看法,然后老师通过讲解磷在氧气中燃烧这个实验中粒子的微观变化。学生再小组讨论,进一步探究质量守恒的本质。结论:原子的种类、数目、质量都没有改变。

设计意图:让学生更加深刻地去认识质量守恒定律的实质,达到本节课难点的突破。从而有助于培养学生的抽象思维和分析能力。

(四)联系实际学以致用

[质量实恒定律的应用]这一部分是本节的一个难点,教师设计一些符合生活常识性的问题,学生也可以提出一些有疑问的化学现象,大家共同讨论,使学生真正会用质量守恒定律解释化学反应现象,以此培养学生善于质疑的精神和严谨的科学态度,达到突破疑点的目的。

(五)归纳小结

[小结]:师生共同小结本节课的内容以及活动探究的心得,交流收获,体验成功,学生通过本节内容的学习,总结自己的收获。

设计意图:再一次培养学生归纳概括能力。完成对知识的内化和顺应。

(六)布置作业,持续学习

设计意图:使本节课的知识能得到延续、提高,进一步培养学生的科学素养。

八、板书设计

课题:质量守恒定律

一、质量守恒定律的概念

参加化学反应的各物质的质量总和,等于反应后生成的各物质的质量总和

二、质量守恒定律的原因

1、原子的种类没有改变

2、原子的数目没有改变

3、原子的质量也没有改变

三、质量守恒质量的运用

▣ 机械能守恒定律课件 ▣

首先对动能、势能和机械能等概念进行简单的复习,承上启下,为本节课做了必要的知识准备。紧接着演示钟摆的摆动,一方面提供了动能、势能相互转化的情景,另一方面提出了机械能总和如何变化这个紧扣本课主题的问题。对这个问题的讨论,先是从直线运动出发,应用动能定理进行详细、深入的推导,接着扩展到曲线运动,从实验上进行了验证,从而较为严密又完整地得出了机械能守恒定律。对机械能守恒定律的条件的认识,则从物体只受1个重力到除了重力以外还受多个力的情况,展开一层又一层的分析,还从实验上作了反证。如:为了说明有了空气阻力后机械能不再守恒,就用泡沫塑料球做成一个摆进行演示,效果明显。教学过程中为了突出“机械能守恒及其条件”这一重点,应用新授—应用—小结的程序。

从后面让学生对几道判断机械能是否守恒的基本性题目中可以看出,这节课的教学效果是比较好的。

这节课还有不足之处:如写势能表达式时,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”。

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【目标要求】

一、知识与技能

1.理解实验的设计思路,明确实验中需要测量的物理量。

2.知道实验中选取测量点的有关要求,会根据实验中打出的纸带测定物体下落的距离,掌握测量物体运动的瞬时速度的方法。

3.能正确进行实验操作,能够根据实验数据的分析中得出实验结论。

4.能定性地分析产生实验误差的原因,并会采取相应的措施减小实验误差。

二、过程与方法

通过验证机械能守恒定律,体验验证过程与物理学的研究方法。

三、情感、态度与价值观

通过亲自实践,培养学生观察和实践能力,培养学生实事求是的态度和正确的科学观。

【教学重难点】

1.验证机械能守恒定律的实验原理。

2.验证机械能守恒定律的误差分析及如何减小实验误差的方法。

【教学方法】

学生分组实验。

【教学过程】

一、导入新课

上节课我们学习了机械能守恒定律,掌握了机械能守恒定律的条件和公式。这节课我们通过实验来验证一下机械能守恒定律。

二、进行新课

实验目的:通过研究物体自由下落过程中动能与势能的变化,验证机械能守恒定律。

实验原理:用天平测出重物的质量,纸带上某两点的距离等于重物下落的高度,这样就可以得到重物下落过程中势能的变化。重物的速度可以用大家熟悉的方法从纸带测出(即每计数点的瞬时速度),这样就得到它在各点的动能。比较重物在某一过程的初末状态动能变化与势能变化的多少,就能验证机械能是否守恒。

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动能定理机械能守恒定律知识点例题(精)

1.动能、动能定理 2.机械能守恒定律

【要点扫描】

动能 动能定理

-、动能

如果-个物体能对外做功,我们就说这个物体具有能量.物体由于运动而具有的能.Ek=mv2,其大小与参照系的选取有关.动能是描述物体运动状态的物理量.是相对量。

二、动能定理

做功可以改变物体的能量.所有外力对物体做的总功等于物体动能的增量. W1+W2+W3+„„=?mvt2-?mv02

1、反映了物体动能的变化与引起变化的原因——力对物体所做功之间的因果关系.可以理解为外力对物体做功等于物体动能增加,物体克服外力做功等于物体动能的减小.所以正功是加号,负功是减号。

2、“增量”是末动能减初动能.ΔEK>0表示动能增加,ΔEK<0表示动能减小.

3、动能定理适用于单个物体,对于物体系统尤其是具有相对运动的物体系统不能盲目的应用动能定理.由于此时内力的功也可引起物体动能向其他形式能(比如内能)的转化.在动能定理中.总功指各外力对物体做功的代数和.这里我们所说的外力包括重力、弹力、摩擦力、电场力等.

4、各力位移相同时,可求合外力做的功,各力位移不同时,分别求各力做的功,然后求代数和.

5、力的独立作用原理使我们有了牛顿第二定律、动量定理、动量守恒定律的分量表达式.但动能定理是标量式.功和动能都是标量,不能利用矢量法则分解.故动能定理无分量式.在处理-些问题时,可在某-方向应用动能定理.

6、动能定理的表达式是在物体受恒力作用且做直线运动的情况下得出的.但它也适用于外力为变力及物体作曲线运动的情况.即动能定理对恒力、变力做功都适用;直线运动与曲线运动也均适用.

7、对动能定理中的位移与速度必须相对同-参照物.

三、由牛顿第二定律与运动学公式推出动能定理

设物体的质量为m,在恒力F作用下,通过位移为s,其速度由v0变为vt,则:

根据牛顿第二定律F=ma„„① 根据运动学公式2as=vt2―v02„„②

由①②得:Fs=mvt2-mv02

四、应用动能定理可解决的问题

恒力作用下的匀变速直线运动,凡不涉及加速度和时间的问题,利用动能定理求解-般比用牛顿定律及运动学公式求解要简单得多.用动能定理还能解决-些在中学应用牛顿定律难以解决的变力做功的问题、曲线运动的问题等.

机械能守恒定律

-、机械能

1、由物体间的相互作用和物体间的相对位置决定的能叫做势能.如重力势能、弹性势能、分子势能、电势能等.

(1)物体由于受到重力作用而具有重力势能,表达式为 EP=mgh.式中h是物体到零重力势能面的高度.(2)重力势能是物体与地球系统共有的.只有在零势能参考面确定之后,物体的重力势能才有确定的值,若物体在零势能参考面上方高 h处其重力势能为EP=mgh,若物体在零势能参考面下方低h处其重力势能为 EP=-mgh,“-”不表示方向,表示比零势能参考面的势能小,显然零势能参考面选择的不同,同-物体在同-位置的重力势能的多少也就不同,所以重力势能是相对的.通常在不明确指出的情况下,都是以地面为零势面的.但应特别注意的是,当物体的位置改变时,其重力势能的变化量与零势面如何选取无关.在实际问题中我们更会关心的是重力势能的变化量.

(3)弹性势能,发生弹性形变的物体而具有的势能.高中阶段不要求具体利用公式计算弹性势能,但往往要根据功能关系利用其他形式能量的变化来求得弹性势能的变化或某位置的弹性势能.

2、重力做功与重力势能的关系:重力做功等于重力势能的减少量WG=ΔEP减=EP初-EP末,克服重力做功等于重力势能的增加量W克=ΔEP增=EP末—EP初 应特别注意:重力做功只能使重力势能与动能相互转化,不能引起物体机械能的变化.

3、动能和势能(重力势能与弹性势能)统称为机械能.

二、机械能守恒定律

1、内容:在只有重力(和弹簧的弹力)做功的情况下,物体的动能和势能发生相互转化,但机械能的总量保持不变.

2、机械能守恒的条件

(1)对某-物体,若只有重力(或弹簧弹力)做功,其他力不做功(或其他力做功的代数和为零),则该物体机械能守恒.

(2)对某-系统,物体间只有动能和重力势能及弹性势能的相互转化,系统和外界没有发生机械能的传递,机械能也没有转变为其他形式的能,则系统机械能守恒.

3、表达形式:EK1+Epl=Ek2+EP2

(1)我们解题时往往选择的是与题目所述条件或所求结果相关的某两个状态或某几个状态建立方程式.此表达式中EP是相对的.建立方程时必须选择合适的零势能参考面.且每-状态的EP都应是对同-参考面而言的.

(2)其他表达方式,ΔEP=-ΔEK,系统重力势能的增量等于系统动能的减少量.(3)ΔEa=-ΔEb,将系统分为a、b两部分,a部分机械能的增量等于另-部分b的机械能的减少量,三、判断机械能是否守恒

首先应特别提醒注意的是,机械能守恒的条件绝不是合外力的功等于零,更不是合外力等于零,例如水平飞来的子弹打入静止在光滑水平面上的木块内的过程中,合外力的功及合外力都是零,但系统在克服内部阻力做功,将部分机械能转化为内能,因而机械能的总量在减少.

(1)用做功来判断:分析物体或物体受力情况(包括内力和外力),明确各力做功的情况,若对物体或系统只有重力或弹力做功,没有其他力做功或其他力做功的代数和为零,则机械能守恒;

(2)用能量转化来判定:若物体系中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化,则物体系机械能守恒.

(3)对-些绳子突然绷紧,物体间非弹性碰撞等除非题目的特别说明,机械能必定不守恒,完全非弹性碰撞过程机械能不守恒

【规律方法】

动能 动能定理

【例1】如图所示,质量为m的物体与转台之间的摩擦系数为μ,物体与转轴间距离为R,物体随转台由静止开始转动,当转速增加到某值时,物体开始在转台上滑动,此时转台已开始匀速转动,这过程中摩擦力对物体做功为多少?

解析:物体开始滑动时,物体与转台间已达到最大静摩擦力,这里认为就是滑动摩擦力μmg.

根据牛顿第二定律μmg=mv2/R„„① 由动能定理得:W=?mv2 „„②

由①②得:W=?μmgR,所以在这-过程摩擦力做功为?μmgR 点评:(1)-些变力做功,不能用 W=Fscos求,应当善于用动能定理.(2)应用动能定理解题时,在分析过程的基础上无须深究物体的运动状态过程中变化的细节,只须考虑整个过程的功量及过程始末的动能.若过程包含了几个运动性质不同的分过程.既可分段考虑,也可整个过程考虑.但求功时,有些力不是全过程都作用的,必须根据不同情况分别对待求出总功.计算时要把各力的功连同符号(正负)-同代入公式.

【例2】-质量为m的物体.从h高处由静止落下,然后陷入泥土中深度为Δh后静止,求阻力做功为多少?

提示:整个过程动能增量为零,则根据动能定理mg(h+Δh)-Wf=0 所以Wf=mg(h+Δh)答案:mg(h+Δh)

(一)动能定理应用的基本步骤

应用动能定理涉及-个过程,两个状态.所谓-个过程是指做功过程,应明确该过程各外力所做的总功;两个状态是指初末两个状态的动能.

动能定理应用的基本步骤是:

①选取研究对象,明确并分析运动过程.

②分析受力及各力做功的情况,受哪些力?每个力是否做功?在哪段位移过程中做功?正功?负功?做多少功?求出代数和.

③明确过程始末状态的动能Ek1及EK2 ④列方程 W=解.

【例3】总质量为M的列车沿水平直线轨道匀速前进,其末节车厢质量为m,中途脱节,司机发觉时,机车已行驶了L的距离,于是立即关闭油门,除去牵引力,设阻力与质量成正比,机车的牵引力是恒定的,当列车的两部分都停止时,它们的距离是多少? -,必要时注意分析题目的潜在条件,补充方程进行求解析:此题用动能定理求解比用运动学结合牛顿第二定律求解简单.先画出草图如图所示,标明各部分运动位移(要重视画草图);对车头,脱钩前后的全过程,根据动能定理便可解得.FL-μ(M-m)gs1=-?(M-m)v02

对末节车厢,根据动能定理有-μmgs2=-mv02 而Δs=s1-s2

由于原来列车匀速运动,所以F=μMg. 以上方程联立解得Δs=ML/(M-m).

说明:对有关两个或两个以上的有相互作用、有相对运动的物体的动力学问题,应用动能定理求解会很方便.最基本方法是对每个物体分别应用动能定理列方程,再寻找两物体在受力、运动上的联系,列出方程解方程组.

(二)应用动能定理的优越性

(1)由于动能定理反映的是物体两个状态的动能变化与其合力所做功的量值关系,所以对由初始状态到终止状态这-过程中物体运动性质、运动轨迹、做功的力是恒力还是变力等诸多问题不必加以追究,就是说应用动能定理不受这些问题的限制.

(2)-般来说,用牛顿第二定律和运动学知识求解的问题,用动能定理也可以求解,而且往往用动能定理求解简捷.可是,有些用动能定理能够求解的问题,应用牛顿第二定律和运动学知识却无法求解.可以说,熟练地应用动能定理求解问题,是-种高层次的思维和方法,应该增强用动能定理解题的主动意识.(3)用动能定理可求变力所做的功.在某些问题中,由于力F的大小、方向的变化,不能直接用W=Fscosα求出变力做功的值,但可由动能定理求解. 【例4】如图所示,质量为m的物体用细绳经过光滑小孔牵引在光滑水平面上做匀速圆周运动,拉力为某个值F时,转动半径为R,当拉力逐渐减小到F/4时,物体仍做匀速圆周运动,半径为2R,则外力对物体所做的功的大小是:

A.B.C.D.零

解析:设当绳的拉力为F时,小球做匀速圆周运动的线速度为v1,则有 F=mv12/R„„①

当绳的拉力减为F/4时,小球做匀速圆周运动的线速度为v2,则有 F/4=mv22/2R„„②

在绳的拉力由F减为F/4的过程中,绳的拉力所做的功为W=?mv22-?mv12=-?FR 所以,绳的拉力所做的功的大小为FR/4,A选项正确. 说明:用动能定理求变力功是非常有效且普遍适用的方法.

【例5】质量为m的飞机以水平速度v0飞离跑道后逐渐上升,若飞机在此过程中水平速度保持不变,同时受到重力和竖直向上的恒定升力(该升力由其他力的合力提供,不含重力).今测得当飞机在水平方向的位移为L时,它的上升高度为h,求(1)飞机受到的升力大小?(2)从起飞到上升至h高度的过程中升力所做的功及在高度h处飞机的动能? 解析:(1)飞机水平速度不变,L= v0t,竖直方向的加速度恒定,h=?at2,消去t即得

由牛顿第二定律得:F=mg+ma=(2)升力做功W=Fh=

在h处,vt=at=,(三)应用动能定理要注意的问题

注意1:由于动能的大小与参照物的选择有关,而动能定理是从牛顿运动定律和运动学规律的基础上推导出来,因此应用动能定理解题时,动能的大小应选取地球或相对地球做匀速直线运动的物体作参照物来确定.

【例6】如图所示质量为1kg的小物块以5m/s的初速度滑上-块原来静止在水平面上的木板,木板质量为4kg,木板与水平面间动摩擦因数是0.02,经过2s以后,木块从木板另-端以1m/s相对于地面的速度滑出,g取10m/s,求这-过程中木板的位移.

解析:设木块与木板间摩擦力大小为f1,木板与地面间摩擦力大小为f2. 对木块:-f1t=mvt-mv0,得f1=2 N 对木板:(fl-f2)t=Mv,f2=μ(m+ M)g 得v=0.5m/s 对木板:(fl-f2)s=?Mv2,得 s=0.5 m 答案:0.5 m 注意2:用动能定理求变力做功,在某些问题中由于力F的大小的变化或方向变化,所以不能直接由W=Fscosα求出变力做功的值.此时可由其做功的结果——动能的变化来求变力F所做的功. 【例7】质量为m的小球被系在轻绳-端,在竖直平面内做半径为R的圆周运动,运动过程中小球受到空气阻力的作用.设某-时刻小球通过轨道的最低点,此时绳子的张力为7mg,此后小球继续做圆周运动,经过半个圆周恰能通过最高点,则在此过程中小球克服空气阻力所做的功为()A、mgR/4 B、mgR/3 C、mgR/2 D、mgR 解析:小球在圆周运动最低点时,设速度为v1,则 7mg-mg=mv12/R„„①

设小球恰能过最高点的速度为v2,则 mg=mv22/R„„②

设过半个圆周的过程中小球克服空气阻力所做的功为W,由动能定理得: -mg2R-W=?mv22-?mv12„„③ 由以上三式解得W=mgR/2.答案:C 说明:该题中空气阻力-般是变化的,又不知其大小关系,故只能根据动能定理求功,而应用动能定理时初、末两个状态的动能又要根据圆周运动求得不能直接套用,这往往是该类题目的特点.

机械能守恒定律

(一)单个物体在变速运动中的机械能守恒问题

【例1】如图所示,桌面与地面距离为H,小球自离桌面高h处由静止落下,不计空气阻力,则小球触地的瞬间机械能为(设桌面为零势面)()A、mgh; B、mgH; C、mg(H+h); D、mg(H-h)

解析:这-过程机械能守恒,以桌面为零势面,E初=mgh,所以着地时也为mgh,有的学生对此接受不了,可以这样想,E初=mgh,末为 E末=?mv2-mgH,而?mv2=mg(H+h)由此两式可得:E末=mgh

答案:A

【例2】如图所示,-个光滑的水平轨道AB与光滑的圆轨道BCD连接,其中圆轨道在竖直平面内,半径为R,B为最低点,D为最高点.-个质量为m的小球以初速度v0沿AB运动,刚好能通过最高点D,则()

A、小球质量越大,所需初速度v0越大

B、圆轨道半径越大,所需初速度v0越大

C、初速度v0与小球质量m、轨道半径R无关

D、小球质量m和轨道半径R同时增大,有可能不用增大初速度v0

解析:球通过最高点的最小速度为v,有mg=mv2/R,v=

这是刚好通过最高点的条件,根据机械能守恒,在最低点的速度v0应满足?m v02=mg2R+?mv2,v0=

(二)系统机械能守恒问题

【例3】如图,斜面与半径R=2.5m的竖直半圆组成光滑轨道,-个小球从A点斜向上抛,并在半圆最高点D水平进入轨道,然后沿斜面向上,最大高度达到h=10m,求小球抛出的速度和位置.

答案:B

解析:小球从A到D的逆运动为平抛运动,由机械能守恒,平抛初速度vD为mgh—mg2R=?mvD2;

所以A到D的水平距离为由机械能守恒得A点的速度v0为mgh=?mv02;

由于平抛运动的水平速度不变,则vD=v0cosθ,所以,仰角为

【例4】如图所示,总长为L的光滑匀质的铁链,跨过-光滑的轻质小定滑轮,开始时底端相齐,当略有扰动时,某-端下落,则铁链刚脱离滑轮的瞬间,其速度多大?

解析:铁链的-端上升,-端下落是变质量问题,利用牛顿定律求解比较麻烦,也超出了中学物理大纲的要求.但由题目的叙述可知铁链的重心位置变化过程只有重力做功,或“光滑”提示我们无机械能与其他形式的能转化,则机械能守恒,这个题目我们用机械能守恒定律的总量不变表达式E2=El,和增量表达式ΔEP=-ΔEK分别给出解答,以利于同学分析比较掌握其各自的特点.(1)设铁链单位长度的质量为P,且选铁链的初态的重心位置所在水平面为参考面,则初态E1=0 滑离滑轮时为终态,重心离参考面距离L/4,EP=-PLgL/4 Ek2=Lv2即终态E2=-PLgL/4+PLv2

由机械能守恒定律得E2= E1有-PLgL/4+PLv2=0,所以v=

(2)利用ΔEP=-ΔEK,求解:初态至终态重力势能减少,重心下降L/4,重力势能减少-ΔEP= PLgL/4,动能增量ΔEK=PLv2,所以v=

点评:(1)对绳索、链条这类的物体,由于在考查过程中常发生形变,其重心位置对物体来说,不是固定不变的,能否确定其重心的位置则是解决这类问题的关键,顺便指出的是均匀质量分布的规则物体常以重心的位置来确定物体的重力势能.此题初态的重心位置不在滑轮的顶点,由于滑轮很小,可视作对折来求重心,也可分段考虑求出各部分的重力势能后求出代数和作为总的重力势能.至于零势能参考面可任意选取,但以系统初末态重力势能便于表示为宜.

(2)此题也可以用等效法求解,铁链脱离滑轮时重力势能减少,等效为-半铁链至另-半下端时重力势能的减少,然后利用ΔEP=-ΔEK求解,留给同学们思考.

【模拟试题】

1、某地强风的风速约为v=20m/s,设空气密度ρ=1.3kg/m3,如果把通过横截面积=20m2风的动能全部转化为电能,则利用上述已知量计算电功率的公式应为P=_________,大小约为_____W(取-位有效数字)

2、两个人要将质量M=1000 kg的小车沿-小型铁轨推上长L=5 m,高h=1 m的斜坡顶端.已知车在任何情况下所受的摩擦阻力恒为车重的0.12倍,两人能发挥的最大推力各为800 N。水平轨道足够长,在不允许使用别的工具的情况下,两人能否将车刚好推到坡顶?如果能应如何办?(要求写出分析和计算过2程)(g取10 m/s)

3、如图所示,两个完全相同的质量为m的木板A、B置于水平地面上它们的间距s =2.88m.质量为2m、大小可忽略的物块C置于A板的左端. C与A之间的动摩擦因数为μ1=0.22,A、B与水平地面的动摩擦因数为μ2=0.10,最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力. 开始时,三个物体处于静止状态.现给C施加-个水平向右,大小为的恒力F,假定木板A、B碰撞时间极短且碰撞后粘连在-起.要使C最终不脱离木板,每块木板的长度至少应为多少?

4、对-个系统,下面说法正确的是()

A、受到合外力为零时,系统机械能守恒

B、系统受到除重力弹力以外的力做功为零时,系统的机械能守恒

C、只有系统内部的重力弹力做功时,系统的机械能守恒 D、除重力弹力以外的力只要对系统作用,则系统的机械能就不守恒

5、如图所示,在光滑的水平面上放-质量为M=96.4kg的木箱,用细绳跨过定滑轮O与-质量为m=10kg的重物相连,已知木箱到定滑轮的绳长AO=8m,OA绳与水平方向成30°角,重物距地面高度h=3m,开始时让它们处于静止状态.不计绳的质量及-切摩擦,g取10 m/s2,将重物无初速度释放,当它落地的瞬间木箱的速度多大?

6、-根细绳不可伸长,通过定滑轮,两端系有质量为M和m的小球,且M=2m,开始时用手握住M,使M与m离地高度均为h并处于静止状态.求:(1)当M由静止释放下落h高时的速度.(2)设M落地即静止运动,求m离地的最大高度。(h远小于半绳长,绳与滑轮质量及各种摩擦均不计)

【试题答案】

1、2、解析:小车在轨道上运动时所受摩擦力为f f=μMg=0.12×1000×10N=1200 N 两人的最大推力F=2×800 N=1600 N F>f,人可在水平轨道上推动小车加速运动,但小车在斜坡上时f+Mgsinθ=1200 N+10000·1/5N=3200 N>F=1600 N 可见两人不可能将小车直接由静止沿坡底推至坡顶.

若两人先让小车在水平轨道上加速运动,再冲上斜坡减速运动,小车在水平轨道上运动最小距离为s(F-f)s+FL-fL-Mgh=0

答案:能将车刚好推到坡顶,先在水平面上推20 m,再推上斜坡.

3、分析:这题重点是分析运动过程,我们必须看到A、B碰撞前A、C是相对静止的,A、B碰撞后A、B速度相同,且作加速运动,而C的速度比A、B大,作减速运动,最终A、B、C达到相同的速度,此过程中当C恰好从A的左端运动到B的右端的时候,两块木板的总长度最短。

解答:设l为A或B板的长度,A、C之间的滑动摩擦力大小为f1,A与水平面的滑动摩擦力大小为f

2∵μ1=0.22。μ2=0.10 ∴„„ ①

且 „② -开始A和C保持相对静止,在F的作用下向右加速运动。

有 „③

A、B两木板的碰撞瞬间,内力的冲量远大于外力的冲量。由动量守恒定律得

mv1=(m+m)v2 „④

碰撞结束后到三个物体达到共同速度的相互作用过程中,设木板向前移动的位移为s1.选三个物体构成的整体为研究对象,外力之和为零,则

„⑤

设A、B系统与水平地面之间的滑动摩擦力大小为f3。对A、B系统,由动能定理

„ ⑥

„⑦

对C物体,由动能定理由以上各式,再代入数据可得l=0.3(m)

„„„ ⑧

4、解析:A,系统受到合外力为零时,系统动量守恒,但机械能就不-定守恒,答案:C

5、解析:本题中重物m和木箱M的动能均来源于重物的重力势能,只是m和M的速率不等. 根据题意,m,M和地球组成的系统机械能守恒,选取水平面为零势能面,有mgh=?mv+?Mv

从题中可知,O距M之间的距离为 h/=OAsin30°=4 m 当m落地瞬间,OA绳与水平方向夹角为α,则cosα==4/5 而m的速度vm等于vM沿绳的分速度,如图所示,则有 vm=vMcosα

所以,联立解得vM=

m/s 答案:m/ s

6、解:(1)在M落地之前,系统机械能守恒(M-m)gh=(M+m)v2,(2)M落地之后,m做竖直上抛运动,机械能守恒.有: mv2=mgh/;h/=h/3

离地的最大高度为:H=2h+h/=7h/3

▣ 机械能守恒定律课件 ▣

首先对动能、势能和机械能等概念进行简单的复习,承上启下,为本节课做了必要的知识准备。紧接着演示钟摆的摆动,一方面提供了动能、势能相互转化的情景,另一方面提出了机械能总和如何变化这个紧扣本课主题的问题。对这个问题的讨论,先是从直线运动出发,应用动能定理进行详细、深入的推导,接着扩展到曲线运动,从实验上进行了验证,从而较为严密又完整地得出了机械能守恒定律。对机械能守恒定律的条件的认识,则从物体只受1个重力到除了重力以外还受多个力的情况,展开一层又一层的分析,还从实验上作了反证。如:为了说明有了空气阻力后机械能不再守恒,就用泡沫塑料球做成一个摆进行演示,效果明显。教学过程中为了突出“机械能守恒及其条件”这一重点,应用新授—应用—小结的程序。

从后面让学生对几道判断机械能是否守恒的基本性题目中可以看出,这节课的教学效果是比较好的。

这节课还有不足之处:如写势能表达式时,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”。


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▣ 机械能守恒定律课件 ▣

一、素质教育目标(一)知识教学点 1.熟悉应用机械能守恒定律解题的步骤. 2.明了应用机械能守恒定律分析问题的注意点. 3.理解机械能守恒定律和动量守恒定律的应用差异.(二)能力训练点 1.针对具体的物理现象和问题,正确应用机械能守恒定律. 2.掌握解决力学问题的思维程序,总体把握解决力学问题的各种方法.(三)德育渗透点 1.在解决物理问题的过程中,培养认真仔细有序的分析习惯。 2.具体情况具体分析,提高思维的客观性,准确性。(四)美育渗透点通过具体问题的分析,使学生把知识向能力转化,增强自信,产生追求科学、追求真理的美好理想。二、学法引导采用学生自学教材、结合教师的点评,经过分析和讨论来形成一般的解题思想。三、重点·难点·疑点及解决办法 1.重点机械能守恒定律的具体应用。 2.难点同时应用动量守恒定律和机械能守恒定律分析解决较复杂的力学问题。 3.疑点动量守恒定律和机械能守恒定律的应用差异。 4.解决办法(1)分析典型例题,解剖麻雀,从而掌握机械能守恒定律应用的程序和方法。(2)比较研究,能准确选择解决力学问题的方法、灵活运用各种定律分析问题。四、课时安排 1课时五、教具学具准备例题课件六、师生互动活动设计 1.教师指导学生自学,引导归纳。 2.学生自学,经过实例分析,定量计算来总结定律的使用条件和使用的方法。七、教学步骤(一)明确目标(略)(二)整体感知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.     (三)重点、难点的学习与目标完成过程     【引入新课】复习上节课的机械能守恒定律内容及数学表达式.     【新课教学】     现举例说明机械能守恒定律的应用.     在离地面高h的地方,以 的速度斜向上抛出一石块, 的方向与水平成 角,若空气阻力不计,求石块落至地面的速度大小.(看例题课件)     设石块的质量为m,因空气阻力不计,石块在整个运动过程只受重力,只有重力做功,石块机械能保持守恒.     现取地面为零重力势能面.石块在抛出点的机械能: 石块在落地点的机械能:据列出等式可得:     从以上解答可看出,应用机械能守恒定律解题简洁便利,显示出很大的优越性,不仅适合于直线运动,也适合于做曲线运动的物体,分析以上解题过程,还可归纳出     1.应用机械能守恒定律解题的基本步骤     (l)根据题意,选取研究对象(物体或相互作用的物体系)     (2)分析研究对象在运动过程中所受各力的做功情况,判断是否符合机械能守恒的条件.     (3)若符合定律成立的条件,先要选取合适的零势能的参考平面,确定研究对象在运动过程的初、末状态的机械能值.     (4)根据机械能守恒定律列方程,并代人数值求解.     2.在应用机械能守恒定律时,要注意其他力学定理、定律的运用,对物体的整个过程进行综合分析.再举一例.     如图所示,光滑的倾斜轨道与半径为r的圆形轨道相连接,质量为。的小球在倾斜轨道上由静止释放,要使小球恰能通过圆形轨道的最高点,小球释放点离圆形轨道最低点多高?通过轨道点最低点时球对轨道压力多大?(看例题课本)

小球在运动过程中,受到重力和轨道支持力,轨道支持力对小球不做功,只有重力做功,小球机械能守恒.     取轨道最低点为零重力势能面.     因小球恰能通过圆轨道的最高点c,说明此时,轨道对小球作用力为零,只有重力提供向心力,根据牛顿第二定律可列   得  在圆轨道最高点小球机械能 在释放点,小球机械能为  根据机械能守恒定律    列等式:   解设 同理,小球在最低点机械能  小球在b点受到轨道支持力f和重力根据牛顿第二定律,以向上为正,可列 据牛顿第三定律,小球对轨道压力为6mg.方向竖直向下.     在较复杂的物理现象中,往往要同时应用动量守恒定律和机械能守恒定律,明确这两个定律应用上的差异,可正确运用它们,客观反映系统中物体间的相互作用,准确求出有关物理量.【例】  在光滑的水平面上,置放着滑块a和b,它们的质量分别为 和 ,b滑块与一轻弹簧相连,弹簧的另一端固定在竖直的墙上,滑块a以速度 与静止的滑块b发生正碰后粘合一起运动并压缩弹簧,如图所示,求此过程中弹簧的最大弹性势能(看例课课件)

滑块a与b碰撞瞬间,对于滑块a、b组成的物体系,所受合外力为零,动量守恒,得     在滑块a、b粘合一起运动压缩弹簧时,只有弹簧的弹力做功,a、b滑块和弹簧组成的系统机械能守恒,弹簧弹性势能最大时,滑块a、b动能为零.动能全部变为弹簧的弹性势能,则 两式联立解,可得(四)总结、扩展     1.在只有重力和弹力做功的情况下,可应用机械能守恒定律解题.也可以用动能定理解题,这两者并不矛盾.前者往往不深究过程的细节而使解答过程显得简捷,但后者的应用更具普遍性.     2.动量守恒定律和机械能守恒定律的比较     (l)两个定律的研究对象都是相互作用的物体组成的系统.两个定律的数学表达公式中的物理量都是相对于同一参照系的.     (2)两定律研究的都是某一物理过程,注重的是运动过程初、末状态的物理量,而不深究运动过程中各物体间的作用细节.     (3)两定律的成立条件不同,动量是否守恒,决定系统所受合外力是否为零,而不管内外力是否做功.而机械能是否守恒,决定于是否有重力和弹力以外的力做功,而不管这些力是内力还是外力.(4)动量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.八、布置作业 p151练习六(3)(4)(5)     九、板书设计 1.应用机械能守恒定律解题的基本步骤(1)选取研究对象(2)分析机械能守恒条件(3)选定参考平面,明确初末状态物体的机械能值(4)根据定律列方程式计算 2.注重机械能守恒定律和其他力学定理、定律的综合应用.

▣ 机械能守恒定律课件 ▣

1、创设情境、激趣导入。(本环节用时约1分钟)

上课之初,以两幅反应图片引入。

2、探究置疑、突出重点。(本环节用时约20分钟)

这一环节我首先让学生大胆假设,然后采用两个探究实验组织教学。

实验一:碳酸钙和盐酸反应前后质量的测定。

实验二:硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应前后质量的测定。

在设计实验方案时,教师尽量减少对学生的限制,并适时的给学生以帮助,鼓励学生充分发挥自己的想象力和主观能动性,独立思考,大胆探索,标新立异。通过此过程培养学生分析问题的能力,语言表达能力。在实验操作中学生体验了科学探究过程,动手能力得到了加强,培养了学生的观察能力、探究问题的科学方法和严谨求实的科学品质。同时还培养了学生的合作意识。

3、回应反馈、得出结论(本环节用时约10分钟)

实验结束,课堂已进入回应反馈阶段,此阶段我将组织各小组讨论并选派代表汇报实验结果,有问题大胆置疑,进行全班讨论、共同解决。最后师生共同得出结论:质量守恒的内容,然后引导学生结合自己探究过程分析质量守恒定律概念中的关键词并辅之以适当习题,进行强化,以突出重点。如:“参加化学反应”的理解。

4、互动深化、突破难点(本环节用时约11分钟)

措施一:多媒体动画模拟

[创设问题]:为什么在化学反应中质量守恒?如何从微观角度来认识质量守恒定律?激发学生的认知冲突。

然后师生共同分析,得出守恒的原因:在一切化学反应中,原子的种类、数目、质量都没有改变。

5、互动小结、体验成功(本环节用时约3分钟)

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