人教版高中教学设计Word文档下载推荐.docx
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课件展示翻滚过山车的精彩片断,激发学生学习的兴趣,引出本节课的学习内容.
在学生观看过山车的同时,教师提醒学生分析过山车在运行过程中动能和势能的变化情况.
游戏导入
教师利用事先准备好的演示器材,请两个同学配合,指导他们完成一个小游戏,让同学们认真观察并思考游戏里面的科学道理.
器材:
细线、小钢球、铁架台.
演示过程:
将小钢球机固定在细线的一端,细线的另一端系在铁架台上,使小球与细线形成一个摆.让一个同学靠近铁架台,头稍低,另一同学把小球由该同学的鼻子处释放,小球摆动过程中能否碰到该同学的鼻子,提醒注意安全,并思考里面的科学道理.如左下图.
实验导入
如右上图所示,悬挂单摆的铁架台上增加一个横杆P和一把水平放置的尺子AB,实验时①调整横杆P的高度,观察小球摆动的情况;
②调整水平尺子的高度使小球从不同位置摆动,观察小球摆动的情况.将各次实验现象进行概括,思考这些现象说明什么问题.也可以将单摆悬挂在小黑板上,然后在小黑板上画上若干条水平横线,手持短尺替代横杆.
推进新课
一、动能与势能的相互转化
前面我们学习了动能、势能和机械能的知识.在初中学习时我们就了解到,在一定条件下,物体的动能与势能(包括重力势能和弹性势能)可以相互转化,动能与势能相互转化的例子在生活中非常多,请同学们举出生活中的例子来说明动能与势能的相互转化.
参考:
1.从树上掉下的苹果(势能向动能转化);
2.自行车猛蹬几下自由冲上斜坡(动能向势能转化);
3.拉弓射箭(势能向动能转化)
4.运动会上撑竿跳高运动员在跳起的过程中(人的动能转化为杆的弹性势能,后杆的弹性势能转化为人的重力势能).
……
实验演示:
依次演示麦克斯韦滚摆、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,即转化过程中物理量的具体变化.
通过观察演示实验,学生回答物体运动中动能、势能变化情况.
教师小结:
物体运动过程中,随着动能的增大,物体的势能减小;
反之,随着动能的减小,物体的势能增大.
学生通过实例感受、实验演示,切实感受到机械能的两种形式(动能与势能)之间可以相互转化.而且,转化过程中有力做功.
重力做功:
动能←→重力势能
弹力做功:
动能←→弹性势能.
二、机械能守恒定律
问题:
动能和势能的相互转化是否存在某种定量的关系呢?
上述各运动过程中,物体的机械能是否变化呢?
引导学生通过具体的实例进行理论推导分析.先考虑只有重力对物体做功的理想情况.
情境设置:
质量为m的物体自由下落过程中,经过高度h1处速度为v1,下落至高度h2处速度为v2,不计空气阻力,分析由h1下落到h2过程中机械能的变化(引导学生思考分析).
分析:
根据动能定理,有:
=WG
下落过程中重力对物体做功,重力做功在数值上等于物体重力势能的变化量.取地面为参考平面,有WG=mgh1-mgh2
由以上两式可以得到=mgh1-mgh2
移项得+mgh2=g+mgh1
引导学生分析讨论上面表达式的物理意义:
等号的左侧表示末态的机械能,等号的右侧表示初态的机械能,表达式表明初态跟末态的机械能相等.即在小球下落的过程中,重力势能减小,动能增加,减小的重力势能转化为动能.
此表达式具有普遍意义吗?
还是仅在只受重力的自由落体运动中成立?
引导学生自己推导竖直上抛、平抛的过程是否成立.
引导学生关注在上述过程中物体的受力情况.可以证明,在只有重力做功的情况下,物体动能和势能可以相互转化,而机械能总量保持不变.
思维拓展
在只有弹力做功的牨体系统内呢?
课件展示:
展示弹簧振子(由于弹簧振子概念学生还没有接触,教师可以不提弹簧振子的概念)的运动情况,分析物理过程.
教师设疑:
在只有重力做功的情况下,机械能是守恒的;
同样作为机械能组成部分的势能,是否在只有弹力做功的情况下,机械能也能守恒呢?
学生在推导过程中可能会存在一定的困难,教师适当加以辅助推导.对弹簧与小球的运动过程简要分析,得到动能与势能的转化关系,并明确:
在只有弹力对物体做功时物体的机械能守恒.
通过上面只有重力做功与只有弹力做功两个部分的推导,师生总结机械能守恒定律的内容:
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.
表达式:
Ek2+Ep2=Ep1+Ek1
教师引导学生理解表达式中各量的物理意义,并回顾机械能守恒定律推导过程,加深认识.
三、机械能守恒定律的条件
通过以上内容的学习,我们理解了机械能守恒定律的表达式,但真正应用到解题过程还是有限制的.
大屏幕投影机械能守恒定律的内容,并用不同颜色展示“在只有重力或弹力做功的物体系统内”,突出强调守恒的受力前提.引导学生自己总结守恒的条件.
有的学生认为守恒条件应该是只受重力或弹力;
有的学生认为守恒条件应该是只有重力或弹力做功.
在肯定两位学生认真思考的基础上,教师质疑两位学生的意见,激发他们思考的积极性:
两位同学说的有什么不同吗?
学生讨论:
只有重力或弹力做功,还包含这样的意思:
可能还受其他力,但其他力不做功.
思维追踪:
机械能守恒定律的条件应该怎样表述呢?
举例说明.
学生总结:
机械能守恒定律的条件可以表述为:
1.只受重力(弹力),不受其他力.如自由落体的物体.
2.除重力(弹力)以外还有其他力,但其他力都不做功.如做单摆运动的物体.
例题在距离地面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?
3.归纳学生分析的结果,明确:
小球下落过程中,只有重力对小球做功,满足机械能守恒条件,可以用机械能守恒定律求解;
应用机械能守恒定律时,应明确所选取的运动过程,明确初、末状态小球所具有的机械能.
取地面为参考平面,抛出时小球具有的重力势能Ep1=mgh,动能为Ek1=mv02.落地时,小球的重力势能Ep2=0,动能为Ek2=mv2.
根据机械能守恒定律,有E1=E2,即mgh+=mv2
落地时小球的速度大小为v=m/s=25m/s.
课堂训练
1.如图所示,下列四个选项的图中,木块均在固定的斜面上运动,其中图A、B、C中的斜面是光滑的,图D中的斜面是粗糙的,图A、B中的F为木块所受的外力,方向如图中箭头所示,图A、B、D中的木块向下运动,图C中的木块向上运动.在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是()
2.长为L的均匀链条放在光滑的水平桌面上,且使其长度的1/4垂在桌边,如图所示.松手后链条从静止开始沿桌边下滑,则链条滑至刚刚离开桌边时的速度大小为多大?
点拨:
求解这类题目时,一是注意零势点的选取,应尽可能使表达式简化,该题如选链条全部滑下时的最低点为零势能点,则初始势能就比较麻烦.二是灵活选取各部分的重心,该题开始时的势能应取两部分(桌面上和桌面下)势能总和,整根链条的总重心便不好确定,最后刚好滑出桌面时的势能就没有必要再分,可对整根链条求出重力势能.
课堂小结
1.在只有重力或弹力做功的物体系统内,物体的机械能总量不变.
2.应用机械能守恒定律的解题步骤
(1)确定研究对象;
(2)对研究对象进行正确的受力分析;
(3)判断各个力是否做功,并分析是否符合机械能守恒的条件;
(4)视解题方便选取零势能参考平面,并确定研究对象在始、末状态时的机械能;
(5)根据机械能守恒定律列出方程,或再辅之以其他方程,进行求解.
布置作业
1.教材“问题与练习”第1、3、4题.
2.观察记录生活中其他的物理情景,判断其是否符合机械能守恒定律.
板书设计
动能←→弹性势能
在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能和势能可以相互转化,而总的机械能保持不变.
机械能守恒定律
教学设计
游戏导入
在只有弹力做功的物体系统内呢?
通过以上内容的学习,我们理解了机械能守恒定律的表达式,但真正应用到解题过程还是有限制的.
例题
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.
1.如图所示,下列四个选项的图中,木块均在固定的斜面上运动,其中图A、B、C中的斜面是光滑的,图D中的斜面是粗糙的,图A、B中的F为木块所受的外力,方向如图中箭头所示,图A、B、D中的木块向下运动,图C中的木块向上运动.在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是(
)
评价
该教学设计符合新课改的教学理念,突出了学生的主体地位,满足了全体学生的差异需求。
也是从教材的特点出发,可以较好的完成既定的教学目标。
动量守恒定律教学设计
教学目标与要求
1、理解系统、内力、外力的概念和动量守恒定律的物理意义;
2、明确动量守恒的条件和适用范围;
3、培养学生从实验现象中搜集和处理信息的能力,加强对学生辩证思维能力的培养。
4、通过小组学习的方式,培养学生的合作精神。
一、问题讨论
1、问题:
一人面对着墙壁,站在光滑的水平面上,当他用力推墙后,会发生什么现象?
并用学过的知识予以解释。
2、讨论:
要求学习小组成员讨论时,各人发表观点,相互补充完善,形成统一意见后,可由小组代表发言,未形成统一意见的小组,成员可以自由发言。
3、总结:
教师肯定学生正确的分析,对回答中的不足或错误,予以认真剖析、更正。
教师进一步强调动量定理:
只要物体受到外力的冲量,物体的动量就一定变化。
在上述问题中,之所以有些同学认为墙未动,并不是墙的动量未发生变化,而是墙是与地球联在一起,质量太大,速度变化太小,我们发现不了。
二、新课学习
(一)实验:
1、教师演示,学生观察
两个小车静止的放在光滑的水平玻璃板上,它们之间装有压缩的弹簧,并用细线把它们拴在一起。
要求学生观察,在下面三种情况下,各有什么现象,从这些现象中能否发现什么规律?
①小车质量相等。
(用天平称小车的质量),在离两小车等距离的地方各放一块档板,剪断细线。
②A车的质量是B车的2倍(用天平称量),移动A车的档板,使其到A车的距离减为原来的一半,剪断细线。
③A车的质量为B车的3倍,移动A车的档板,使其到A车的距离减为原来的1/3,剪断细线。
2、学生整理实验数据
各学习小组成员之间交换意见,共同讨论,由代表发言,教师作适当点评,再和全班同学共同总结
实验
用相关物理量表述现象
(重要信息)
结论
实验一
m1=m2s1=s2[v1=v2
m1v1=m2v2
实验二
m1=2m2s1=[v1=
实验三
m1=3m2s1=[v1=
4、讨论m1v1=m2v2的物理意义,要求学生注意分析小车发生作用的前后,每个小车动量的变化,同时注意两个小车的总动量有何变化?
要求学生独立思考,自由发言,可相互补充或更正,教师适时提问引导。
m1v1=m2v2的物理意义:
两小车发生相互作用后,动量的大小相等,方向相反,因此总动量(动量的矢量和)为零。
不难发现,相互作用前,两车均静止,总动量也等于零,可见两个小车的总动量在作用前后保持不变。
就每个小车来说,动量是变化的,而两个小车组成的整体动量不变。
三、动量守恒定律的理论推证
1、请学生认真学习图7-13的问题推证过程,小组内可互相交流。
要求学生回答下面问题
(1)在这一推证过程中,运用了哪几个定律或定理?
(2)推证的结果是什么?
P1+P2=P1’+P2’或m1v1+m2v2=m1v1’+m2v2’
(3)根据这一结果,我们能否认为对于相互作用的物体在任何条件下,动量都保持不变呢?
在实验中用的水平玻璃板,上述问题中小球在光滑的水平地面上。
这玻璃板、光滑暗示了一个什么条件?
这说明小车、小球在水平方向上不受力作用,分析小车、小球受力情况,不难发现,它们所受合力为零。
2、系统内力和外力动量守恒的条件和适用范围
系统——相互作用的物体组成一个系统。
系统可大、可小,系统内的物体可多可少。
内力——系统内物体间的相互作用力外力——系统以外的物体对系统内物体的作用力
内力和外力并不是不变的,随系统范围的大小不同,内力可以变成外力,外力也可以变成内力。
两个相互作用的物体(系统)总动量保持不变是有条件的,其条件是系统所受合外力为零或不受外力。
动量守恒定律:
一个系统不受外力或所受外力的合力为零,这个系统的总动量保持不变。
适用范围:
①碰撞(正碰、斜碰)和任何形式的相互作用
②多个物体组成的系统
③比牛顿定律适用范围更广,高速运动、低速运动、宏观物体、微观物体,是自然界普遍适用的基本规律之一。
[课堂巩固]
①系统②内力③外力④动量守恒定律表达式:
P1+P2=P1’+P2’或m1v1+m2v2=m1v1’+m2v2’⑤动量守恒定律的适用条件和范围
[课后练习]
1、图7-16思考题
2、P1252、3
验证动量守恒定律——气垫导轨实验
物理组贾杰
教学设计思想:
利用气垫导轨实验来验证动量守恒定律,作为课堂教学的深化与补充,可以使学生获得对动量守恒定律的感性认识,与以往学习的纯理论知识相互印证,加深学生对动量守恒的理解。
实验利用光电门装置采集实验数据,输入计算机,由《物理实验微机辅助教学系统》进行数据处理,提了实验精度,节约处理数据的时间,使学生的精力集中于对实验现象的观察,对实验数据进行分析比较,寻找规律。
学生通过实验得到与以往理论学习的相同的结论,不但可以增强对动量守恒定律的感性认识,还通过动脑、动手、动口、积极参与教学过程,最大限度的培养学生分析、综合、解决问题的能力。
教学目标
一、知识目标
1、通过实验使学生获得对动量守恒定律以及守恒条件、适用范围的感性认识。
2、进一步明确动量守恒情况下能量的变化情况。
二、能力目标
- 配套讲稿:
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- 关 键 词:
- 人教版 高中 教学 设计
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