日期:2022-02-19
這是物理功和機械能,是優(yōu)秀的物理教案文章,供老師家長們參考學(xué)習(xí)。
教學(xué)目標(biāo)
1、知識與技能
知道什么是機械能,知道物體的動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化;
理解機械能守恒定律的內(nèi)容;
在具體問題中,判定機械能是否守恒,并能列出機械能守恒的方程式。
2、過程與方法
通過科學(xué)探究機械能的過程,對物理現(xiàn)象(動能和勢能的轉(zhuǎn)化)的分析提出假設(shè),再進行理論推理的物理研究方法;
經(jīng)歷歸納概括“機械能守恒的條件”的過程,體會歸納的思想方法。
3、情感態(tài)度與價值觀
通過視頻與實驗,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情,體會科學(xué)的無窮魅力;
通過機械能守恒,感悟自然界的守恒思想,體會自然地對稱美、和諧美。
2學(xué)情分析
學(xué)生已經(jīng)在初中學(xué)習(xí)過有關(guān)機械能的基本概念,對“機械能”并不算陌生,接受起來相對輕松。通過前幾節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí),同學(xué)們對“機械能”這一概念較初中有了更深認識,在此基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)機械能守恒定律學(xué)生比較容易理解。
3重點難點
重點:1、理解機械能守恒定律的內(nèi)容
2、在具體問題中能判定機械能是否守恒,并能列出定律的數(shù)學(xué)表達式
難點:1、從能的轉(zhuǎn)化和功能關(guān)系出發(fā)理解機械能守恒的條件
3、能正確判斷研究對象在所經(jīng)歷的過程中機械能是否守恒
4教學(xué)過程 4.1第一學(xué)時 教學(xué)活動 活動1【活動】教學(xué)過程
新課引入
觀看“最美單板滑雪”視頻
通過視頻,我們驚嘆運動員在空中動作的控制能力,在短暫瞬間帶給我們視覺的沖擊。那么運動員想在空中做出高難度動作,需要滿足哪些條件呢?
討論:更多的空中運動時間
更加嫻熟的技巧
總結(jié):更多的空中時間,需要更大的初速度;更嫻熟的技巧,需要成年累月的訓(xùn)練。
技術(shù)上的支持要交給教練員,理論上的支持我們可以幫忙。
一、機械能
回顧本章第一節(jié)內(nèi)容(投影)
我們探究過物體運動過程中的守恒量。研究小球在兩個對接斜面間運動時,伽利略提出了物體動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化。請同學(xué)們利用所學(xué)知識進行解釋。
重力做功,重力勢能變化;合外力做功,動能變化。
在生活中,動能和勢能相互轉(zhuǎn)化的實例很多,請同學(xué)們舉例說明:
彈弓、秋千、射箭、航母阻攔索等(投影)
從剛才的討論可以看到,重力勢能、彈性勢能和動能之間具有密切的練習(xí),我們把它們統(tǒng)稱為機械能。
二、何為守恒?
物體以初速度v0沖上光滑斜面,到達最高點后又回到斜面底端,圖1中斜面光滑,圖2中物體受到一沿斜面向下的恒力F。
探究一、兩種情況下,物體回到斜面底端時的機械能與初態(tài)機械能是否相等?
探究二、在斜面上某一位置時(距離初始位置L遠)的機械能與初態(tài)機械能是否相等?
情況一
動能
勢能
機械能
初態(tài)
回到斜面底端
斜面上某一位置
情況二
動能
勢能
機械能
初態(tài)
回到斜面底端
斜面上某一位置
結(jié)論:守恒是機械能總量保持不變,而不是初始值等于末態(tài)值
二、為何守恒?
探究一、受力情況不同(物體沿光滑軌道下滑和沿粗糙軌道下滑)
探究二、能量轉(zhuǎn)化情況不同(物體沿光滑軌道下滑和沿粗糙軌道下滑)
在只有重力和彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi),動能與勢能可以相互轉(zhuǎn)化,而總的機械能保持不變,叫做機械能守恒定律。
練習(xí):判斷下列運動是否滿足機械能守恒(AB)
A.繩子牽引小球在豎直面內(nèi)做圓周運動
B.小球做豎直上拋運動
C.物體沿斜面勻速下滑
D.流星在大氣中下落留下明亮的軌跡
練習(xí)(課本78頁第2題)神州好載人飛船在發(fā)射至返回的過程中,以下哪些階段中返回艙的機械能是守恒的?
A.飛船升空的階段
B.飛船在橢圓軌道上繞地球運動的階段
C.返回艙在大氣層以外向著地球做無動力飛行階段
D.降落傘張開后,返回艙下降的階段
例題:把一個小球用細線懸掛起來,就成為一個擺,擺長為L,最大偏角為θ。如果阻力可以忽略,小球運動到最低位置時的速度是多大?
解題步驟
1、確定研究對象和研究過程
2、判斷機械能是否守恒
3、設(shè)定零勢能面,找到初末狀態(tài)的動能和勢能表達式
4、列出機械能守恒定律方程,求解。
討論:能否通過其他方法求解呢?
結(jié)論:動能定理可以求解。在機械能守恒情況下,動能定理實際上時機械能守恒的另一種表達形式 ,其優(yōu)點是無需設(shè)定零勢能面。
三、為何不守恒
討論物體機械能不守恒的原因
教學(xué)目標(biāo)
1.目標(biāo)
知識目標(biāo):要知道機械能概念,理解動能、勢能轉(zhuǎn)化;掌握機械能守恒條件、內(nèi)容;能靈活應(yīng)用守恒定律。
能力目標(biāo):初步掌握探究物理規(guī)律的研究方法。
情感目標(biāo):通過機械能守恒,感悟自然界的守恒思想,體會自然的對稱美、和諧美。
2.重難點及對應(yīng)策略
教學(xué)重點:(1)推導(dǎo)、建立機械能守恒定律,并能夠理解定律內(nèi)容;(2)在具體問題中會判斷機械能守恒,能建立守恒關(guān)系的數(shù)學(xué)式。
教學(xué)難點:(1)理解機械能守恒條件;(2)會判定機械能是否守恒并分析系統(tǒng)具體機械能。對應(yīng)策略:采用“游戲定性分析、實驗定量探究、理論演繹推導(dǎo)”三個活動來分散并突出重點;對比分析兩個類似游戲來突破難點。
三、教法學(xué)法
1.教法
教師應(yīng)在教學(xué)中為學(xué)生創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)情境,提供多樣化信息的來源,根據(jù)STS的教學(xué)模式,注重探究型、主導(dǎo)型、交互性、社會性的教學(xué)。本節(jié)教學(xué)設(shè)計依據(jù)教學(xué)理論及建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論進行設(shè)計:對機械能守恒定律的得出過程,采用碰鼻游戲來創(chuàng)設(shè)情境,發(fā)現(xiàn)守恒現(xiàn)象;利用氣墊導(dǎo)軌進行實驗演示,探究守恒原理;通過自由落體運動的理論進行演繹推導(dǎo);對守恒條件的得出和掌握,通過實驗和對比分析,整個教學(xué)過程中設(shè)計一些列問題進行啟發(fā)。
2.學(xué)法
結(jié)合教法,讓學(xué)生在具體的物理情境及教師的引導(dǎo)下進行探究式學(xué)習(xí),體現(xiàn)由物講理的基本方法;讓學(xué)生在實驗中學(xué)會觀察、思考與分析,用已掌握的知識進行探究式的演繹推理,最后歸納總結(jié)新的物理規(guī)律。
四、教學(xué)過程
環(huán)節(jié)一:創(chuàng)設(shè)情境
第一,圖片展示。出示生活中動能、勢能轉(zhuǎn)化圖片,讓學(xué)生對動能、勢能轉(zhuǎn)化進行探討并引出機械能概念。
第二,實驗演示。學(xué)生演示過山車實驗,直觀體驗動能和勢能的轉(zhuǎn)變,并提出問題:小鋼球為什么能穿過圓環(huán)?每一狀態(tài)的動能和勢能如何變化?由此引出課題。
環(huán)節(jié)二:探究守恒等式
第一,碰鼻游戲,定性分析。利用單擺裝置,請學(xué)生中“勇敢者”上來進行碰鼻游戲的演示。游戲過程中,參與者有明顯的退讓動作,再仔細觀察發(fā)現(xiàn)小鋼球到鼻子位置戛然而止。在輕松的氛圍中,教師提出問題:擺動過程中有一個量是不變的,是什么?小球受到哪些力的作用?哪些力對小球做功?為探究守恒條件做好鋪墊。
第二,氣墊導(dǎo)軌實驗,定量探究。實驗演示開始前,提出問題:分析滑塊的受力情況,并思考哪些力對滑塊做功,為環(huán)節(jié)三探究守恒條件做準(zhǔn)備。在實驗數(shù)據(jù)的記錄、計算、比較的過程中,突出本節(jié)的重點:建立守恒定律。
第三,自由落體運動,驗證規(guī)律。探究物理規(guī)律應(yīng)該是由簡單到復(fù)雜,逐步深入,同時簡單的自由落體來進行理論推理也符合最近發(fā)展區(qū)觀點。
環(huán)節(jié)三:探究守恒條件
將小鋼球換成乒乓球,進行“碰鼻游戲2”。引導(dǎo)學(xué)生從現(xiàn)象、受力、做功等幾個方面對兩次碰鼻游戲進行對比分析。在上述兩個環(huán)節(jié)基礎(chǔ)之上,總結(jié)歸納出機械能守恒定律內(nèi)容、條件以及表達式。
環(huán)節(jié)四:鞏固知識,拓展應(yīng)用
以搶答的方式分析四種運動狀態(tài)中的物體是否滿足機械能守恒;鞏固學(xué)生建立機械能守恒恒等式。
環(huán)節(jié)五:課后延伸,布置作業(yè)
布置作業(yè):(基礎(chǔ)模塊)根據(jù)課后練習(xí)完成對機械能守恒定律的鞏固,完成書后練習(xí)1;(拓展模塊)書后練習(xí)2,請再次用牛頓第二定律和運動學(xué)公式來處理這兩個問題,比較異同;(實踐模塊)尋找“生活中的機械能守恒”,以文字說明或圖片、視頻形式提交教學(xué)空間。
五、教學(xué)反思
從教學(xué)空間點擊量以及學(xué)生回復(fù)情況可以看出,這節(jié)課的效果較好;空間的應(yīng)用促進了師生之間交流,但學(xué)生養(yǎng)成將物理與生活相聯(lián)系的習(xí)慣,教師要借助圖片、視頻、科普知識等形式推廣生活中的物理,潛移默化地把物理帶進學(xué)生的生活。
一、教學(xué)目標(biāo)
?。ㄒ唬┲R與技能
1.理解物體的動能和勢能是可以相互轉(zhuǎn)化的。
2.理解機械能守恒定律及其條件。
?。ǘ┻^程與方法
1.學(xué)會在具體的問題中判定物體的機械能是否守恒;
2.初步學(xué)會從能量轉(zhuǎn)化和守恒的觀點來解釋物理現(xiàn)象,分析問題。
(三)情感、態(tài)度與價值觀
1.通過對機械能守恒定律的探究,體驗理想實驗是探究物理規(guī)律的一種重要方法和手段,激發(fā)學(xué)習(xí)的積極性、能動性。
2.通過將科學(xué)技術(shù)與物理課堂結(jié)合,提高自身做物理實驗的科學(xué)素養(yǎng)。?
3.在運用機械能守恒定律解決實際問題的過程中,體驗學(xué)有所得的快樂,并感悟物理與社會生活的緊密聯(lián)系。
二、教學(xué)重點和難點?
運用理想實驗探究機械能守恒定律;
歸納出只有重力做功是機械能守恒的條件。
三、教學(xué)方法
實驗探究法
四、教學(xué)設(shè)計思路和教學(xué)流程
(一)教學(xué)設(shè)計思路
本節(jié)課采用“情景引入──提出問題──猜測答案──探究答案──驗證結(jié)論──條件歸納──應(yīng)用和小結(jié)”的教學(xué)流程:從過山車模型中發(fā)現(xiàn)動能和重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化,提問在轉(zhuǎn)化過程中動能和重力勢能的總量(機械能)是否相等,進而引出探究的主題;之后運用已學(xué)的理論知識動能定理驗證結(jié)論,將理論和實驗推理很好的相結(jié)合;在條件討論過程中設(shè)計多個情景,通過不同情況下讓學(xué)生尋找力做功的共性,師生互動討論歸納出機械能守恒的條件;?
五、教學(xué)過程
教師活動
幻燈片演示
學(xué)生活動
設(shè)計意圖
一、新課引入
提出問題
小球在運動過程中動能和重力勢能如何變化?動能和重力勢能的總量又會如何?
?
學(xué)生回答:動能增大,重力勢能減少.(但是兩者之和不清楚。)
由演示提出新問題,激發(fā)探究興趣。
為了弄清楚兩種能量之和如何變化我們需要先
復(fù)習(xí)回顧
機械能定義:
?
學(xué)生回顧
?
?
?
?
?
小組積極回答
?
?
?
?
?
?
學(xué)生考慮并回答
通過復(fù)習(xí)聯(lián)系引入問題,學(xué)生思考激發(fā)學(xué)生探索欲。
聯(lián)系生活
實際上生活中與翻滾過山車一樣有能量轉(zhuǎn)化的例子比比皆是:
?
?
學(xué)生主動回答生活實例?
?
?通過圖片說出動能與勢能變化情況。
?
?
?
?
理性問題實際化,聯(lián)系實際生活。
發(fā)散學(xué)生思維
探究過程
機械能中動能與重力勢能相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系:1、提出問題
學(xué)生探究
體現(xiàn)學(xué)生自主性
2、猜想答案
并且大致的指出我們探究的具體做法與探究方向。
學(xué)生大膽猜測
學(xué)生發(fā)言
體現(xiàn)猜想在科學(xué)研究中的作用
3、探究過程
分組探究
學(xué)生自主性高漲積極試驗,現(xiàn)象好奇。
體現(xiàn)教師的主導(dǎo)作用,學(xué)生主體地位,二者缺一不可。
(1)只受重力。只有重力做功
學(xué)生自主推導(dǎo)過程
學(xué)生發(fā)言,匯報探究結(jié)論
讓學(xué)生學(xué)會分享
培養(yǎng)學(xué)生語言組織能力
(2)受其他力,但是其他力不做功
學(xué)生發(fā)現(xiàn)原來和第一種情況一樣。
學(xué)生學(xué)會總結(jié)不同現(xiàn)象的相同規(guī)律。
(3)物體受其他力,且其他力做功
學(xué)生分析,教師總結(jié)
學(xué)生實踐上升到理論
一、引入新課:通過視頻:加油!向未來,引入新課,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣《機械能守恒定律》的教學(xué)設(shè)計
二、學(xué)習(xí)目標(biāo)
1、知道什么是機械能,知道物體的動能和勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化。
2、理解機械能守恒定律的內(nèi)容及適用條件。
3、學(xué)會在具體問題中判斷機械能是否守恒。
三、新課講授
【知識回顧】
1、本章學(xué)習(xí)了哪幾種形式的能,大小如何計算?
2、動能定理的.內(nèi)容是什么?
3、重力做功與重力勢能的關(guān)系是什么?
【基本概念】
1.機械能:動能、重力勢能、彈性勢統(tǒng)稱為機械能
2.計算公式:
3.注意:機械能是標(biāo)量,具有相對性
探究一:動能和勢能之間的相互轉(zhuǎn)化
?、佟⒄J真觀察演示實驗,體會動能和勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化。
?、?、請同學(xué)們列舉生活中動能和勢能之間相互轉(zhuǎn)化的例子。
探究二:機械能守恒定律的理論推導(dǎo)(分組討論)
情景1:質(zhì)量為m的物體自由下落過程中經(jīng)過高度h1的A點速度v1,高度h2的B點時速度為v2,不計空氣阻力,分析A、B兩位置的機械能的關(guān)系。
探究三:機械能守恒定律的條件
思考:機械能守恒定律只適用于自由落體運動嗎?
情景2:物體沿光滑斜面下滑,A、B為圖中任意兩個時刻所處的位置。
情景3:若在情景1中考慮空氣阻力,試分析A、B兩位置的機械能關(guān)系。
結(jié)論:在只有?? 做功的物體系統(tǒng)內(nèi),動能與重力勢能可以互相轉(zhuǎn)化,而總的機械能保持不變。
同樣可以證明,在只有?? 做功的物體系統(tǒng)內(nèi),動能與彈性勢能可以互相轉(zhuǎn)化,而總的機械能保持不變。
用單擺模擬視頻中的實驗,并解密。
【機械能守恒初判斷】
下列實例中哪些情況機械能是守恒的?
1、跳傘員利用降落傘在空中勻速下落
2、拋出的籃球在空中運動(不計阻力)
3、用繩拉著一個物體沿著光滑的斜面勻速上升。
四、課堂練習(xí)
質(zhì)量為1 kg的物體從離地面1.5 m高處以速度10 m/s拋出,不計空氣阻力,若以地面為零勢能面,物體的機械能是________J,落地時的機械能是________J;若以拋出點為零勢能面,物體的機械能是________J,落地時的機械能是________J.(g取10 m/s2)
五、課堂小結(jié)
1、機械能
2、機械能守恒定律
?、賰?nèi)容
?、诒磉_式
?、蹢l件
六、作業(yè):
推導(dǎo)過山車至少從多高處開始滑下,才能安全通過最高點?
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