2020-2021学年高中物理-第七章-机械能守恒定律-8-机械能守恒定律教案-新人教版必修2.doc
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1、2020-2021学年高中物理 第七章 机械能守恒定律 8 机械能守恒定律教案 新人教版必修22020-2021学年高中物理 第七章 机械能守恒定律 8 机械能守恒定律教案 新人教版必修2年级:姓名:- 9 -机械能守恒定律一、设计思路物理规律的发现离不开科学探究,而科学探究又可以分为理论探究和实验探究。本节课尝试分两条主线同时进行探究,一条主线是实验探究的方法,利用单摆与自由落体两个典型运动进行机械能守恒的分组操作探究;另一条主线是理论探究的方法;最后两条探究主线合二为一,使学生的认识实现由感性认识上升为理性认识的飞跃,也将知识学习、能力培养、情感体验三个目标有机地结合在一起,使学生既获得了
2、知识,提升了能力、又增强了体验。二、教学目标(一)知识与技能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及其适用条件;3会判定具体问题中机械能是否守恒,能运用机械能守恒定律解决实际问题。(二)过程与方法、.K1从游戏实验入手,学会猜想探究的科学方法;2. 通过对单摆运动与自由落体运动过程实验的研究和理论分析,掌握机械能守恒定律的内容;3体会物理规律得出的完整过程,认识得出规律的一般方法。(三)情感、态度与价值观1.从生活实验入手,感受物理给我们生活带来的快乐,激发学习物理知识的兴趣;2.通过探究,培养科学的实事求是态度,学会合作学习,学会展示与交流。通过能量
3、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。三、教学重点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。四、教学难点1能从能量转化的角度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,能正确分析系统所具有机械能。五、教学方法实验探究与理论探究结合法;小组合作学习法;六、器材准备:铁架台(附铁夹)、电火花计时器,纸带、刻度尺、单摆球、过山车模型等;教师准备长线单摆,弹簧振子,授课PPT,实物展台等;六、教学过程设计:(一)引入新课师:在本章的第一节我们学习了追寻守恒
4、量能量,那么在机械运动中是否也存在着相应能量的守恒呢?我们先来做一个小实验。演示实验一:碰鼻实验将一个长线单摆上端固定,将钢球拉近鼻子静止,松手后,钢球将向前摆去,接着反向摆回,猜想钢球摆回时会碰到鼻尖吗?邀请一位女生上来演示,请大家观察返回时小球会不会碰到她的鼻尖,同时观察小球在来回摆动过程中,到达的最高位置是否发生变化?师:勇气可嘉,掌声送给他(赠与小礼品)。返回时碰不到鼻尖,而且到达的最高点越来越低。这背后究竟隐藏了什么科学道理呢?要解释这种现象,就要用到新的力学理论,今天我们一起来学习第八节:机械能守恒定律。(二)新课教学一、动能与势能的相互转化师:这里提到了机械能,那么什么是机械能呢
5、?生:动能和重力势能和弹性势能的总和叫做机械能。师:老师要指出的是,机械能具有相对性,是标量,也是状态量。师:动能和势能同属于机械能,那它们之间可以相互转化吗?演示实验二:过山车模型师:开始时小球的动能为零,但随着高度的降低动能越来越大,这个动能哪里来的?生:由重力势能转化过来的。师:上升时动能减少,重力势能增加,能量又在如何转化?生:由动能再转化为机械能。师:这样的例子生活中还有很多,请同学们讨论后列举相应实例,并说明是什么能转化为什么能。参考实例有:弹弓:弹性势能转化为动能。溜溜球,荡秋千:动能和重力势能相互转化。弹跳娃娃:重力势能、动能、弹性势能相互转化。教师总结:刚才的几个例子我们看到
6、,不光动能和重力势能可以相互转化,弹性势能和动能也可以相互转化,那在转化的过程中,有没有一个神奇的守恒量呢?会是动能吗?势能?还是机械能?为了探究这个问题,我们再来观察两个探究实验。二、探究守恒量机械能守恒演示实验三:单摆实验(重力势能和动能的相互转化)装置的下方夹一横杆,目的是方便确定小球运动过程中的位置变化。从尺的一侧位置A静止释放小球,请同学们观察小球到达左右最高点的位置关系?结论:小球到达的左右最高点的位置几乎是相等的,也即等高。演示实验四:水平弹簧振子实验(弹性势能和动能的相互转化)现象:滑块在零刻线两侧所到达的位置基本对称,也即形变量相等。教师总结:在以上两种能量转化的情景中,我们
7、发现高度、形变量相等,这就意味着势能相等,那转化过程中我们要探究的守恒量是势能吗?教师引导:取几个一般位置研究,我们发现动能和势能都在不停地变化,所以守恒量不是动能也不是势能,那会不会就是它们的机械能呢?取单摆实验中的A、B、两点,弹簧阵子实验中个B、C两点去计算机械能,结果是相等的,所以我们猜测守恒量是机械能,但想要进一步验证整个过程中机械能守恒,我们还需要进行定量的分析。实验探究:定量实验设计方案1:利用电火花计时器和纸带打点计时器纸带接电源重物图4(1)问题设计:请结合器材:铁架台(附铁夹),电火花计时器,电源,纸带,重锤,刻度尺等设计一个简单的运动,便于确定运动过程中物体的机械能,并说
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