物理对机械能守恒定律一课的点评.docx
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物理对机械能守恒定律一课的点评
物理新课程标准教材
物理教案
(2019—2020学年度第二学期)
学校:
年级:
任课教师:
教学反思/物理教学反思
对“机械能守恒定律”一课的点评
教材简介:
本教材主要用途为通过学习物理知识,可以让学生培养自己的逻辑思维能力,对事物的理解认识也会有一定的帮助,本教学反思资料适用于物理科目,学习后学生能得到全面的发展和提高。
本内容是按照教材的内容进行的编写,可以放心修改调整或直接进行教学使用。
教师首先对动能、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(初中物理要强调情景,高中物理也不能轻视情景的作用),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,教师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。
教学设计突破了教材原有的框架,思路清晰、自然,不显得突兀。
(教材本来就只是给教师提供一种最基本也是最简洁的模板。
具体的教学过程需要教师去填充、去创造)。
实验的设计也有创意。
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,说服力很强。
教学过程中“机械能守恒及其条件”这一重点显得十分突出。
新授—应用—小结,程序完整。
在教学中教师对演示实验装置的说明、观察过程的提示也十分到位。
反映出教师对实验的准备也十分细致、充分,而不马马虎虎、随便应付。
教师的讲解较为形象、生动,语言的表达准确、简洁。
提问和随堂小实验较多,学生参与思考、参与观察的机会较多,学生学习的兴趣较浓,课堂气氛较活跃。
科学探究的大多数要素在这节课中得到了较为自然的体现。
板书尚可。
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。
当然,毕竟是青年教师,不足之处也在所难免:
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,未作必要的解释;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,而我们教师往往也不太在意。
师生间在学习过程中存在着一些“通病”。
这再一次提醒我们,教学要研究“教”,但也要研究“学”,甚至于应该更偏重于研究“学”。
附:
教案
机械能守恒定律
一.教学目的:
1从机械能守恒的理论推导过程中理解机械能守恒的内容;
2能在具体问题中判断机械能是否守恒;
二.教学重点:
1.在理论推导、分析、比较实际问题角度理解机械能守恒定律的内容;
2.在分析比较中得到机械能守恒的条件;
三.教学难点:
能正确判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒;
四.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和实验的方法,明确该定律的数学表达式的来龙去脉及含义;
2.通过实验与实际例子,学生在对比中总结机械能守恒的条件,并加以应用掌握。
五.教学用具:
单摆小球两个(一个小刚球、一个泡沫球)、针、投影片若干。
六.教学过程:
1复习引入:
本章中我们学习了那些形式的能?
(学生)动能:
物体由于运动而具有的能量,与M、V有关;
重力势能:
物体由于被举高而具有的能量,与M、H有关;
弹性势能:
物体由于形变而具有的能量,与形变程度有关;
总结:
(1)将动能、重力势能、弹性势能统称为机械能。
动能的变化、重力势能的变化多少等于什么呢?
(学生)动能定理:
W合=EK2—EK1;
重力势能的变化等于重力所做的功:
WG=EP1—EP2;
过渡:
在讨论了动能及变化和重力势能及变化后,那么有动能与重力势能间有无什么联系呢?
2新课教学:
(1)动能与重力势能间相互转化:
分析下列问题中的动能和重力势能;
举例:
自由下落的粉笔
(学生):
由于粉笔的高度越来越小,速度越来越大,高度减小说明重力势能在减小,速度增大说明动能在增加,下落过程中重力势能在向动能转化;
举例:
向上抛出的物体在空中运动过程;
(学生):
上升过程,动能转化为重力势能;下落过程,重力势能转化为动能。
请学生举一些物体动能与重力势能相互转化的运动过程;
(学生):
平抛运动、摆钟的摆锤、大坝泄水发电等。
学生分析这些过程中的能量转化。
过渡:
通过上述的分析,动能和重力势能间可以相互转化,但对于动能和重力势能的总和即机械能有何变化呢?
下面我们通过最简单的自由落体运动来进行研究。
(2)机械能守恒的理论推导:
例:
一个质量为M的物体自由下落,在下落过程中任意选取两个位置A、B。
当物体经过任意位置A(距地面高为h1)时的速度为V1,经过任意位置B(距地面高为h2)时的速度为V2,试写出物体在A、B处的机械能。
(学生):
定义地面为零势能参考平面
物体在A点的机械能:
(1/2)MV12+Mgh1
物体在B点的机械能:
(1/2)MV22+Mgh2
引导:
下面我们一起来研究在下落过程中任意两个位置A、B的机械能的关系;
物体在A处的机械能包含了在A处的动能和重力势能,B处的机械能包含了在B处的动能和重力势能,从A到B动能发生了变化;重力势能发生了变化,所以A、B两点处的机械能就是两点的动能关系,重力势能关系。
(学生)关于动能变化:
W合=WG=(1/2)MV22—(1/2)MV12
关于重力势能的变化:
WG=Mgh1—Mgh2
上述两式相等,故:
(1/2)MV22—(1/2)MV12=Mgh1—Mgh2
A、B两点处的机械能的关系是什么?
(1/2)MV22+Mgh2=(1/2)MV12+Mgh1
即:
EK2+EP2=EK1+EP1
(在任选位置B处的动能)(任选B处的重力势能)(任选A处的动能)(任选A处的重力势能)
结论:
在下落的任意两个位置处的机械能都是相等的,说明在下落过程中机械能守恒。
(3)、机械能守恒的条件:
是否只有在自由落体运动中才会机械能守恒?
实验:
现象1:
刚性小球从A处无初速释放后,自由摆动到B点,B点与A点同高。
若取摆动中的最低点为零势能参考平面,则A点处的机械能为EA=EKA+EPA=0+Mgh,B点的机械能为EB=EKB+EPB=0+Mgh,故摆到B点的机械能仍旧等于A处的机械能EA=EB,说明机械能在摆动的过程中没有发生变化,机械能守恒。
现象2:
刚性小球在摆动中细线受到钉子的阻挡,小球虽不能摆到B点,但仍旧能摆到同样的高度,说明小球在摆动中机械能守恒。
结论:
(1)在摆动过程中的任意两点机械能都守恒:
0+EPA=0+EPB=Mghc+(1/2)mv2
(2)不仅是直线运动过程中机械能可以守恒,曲线运动机械能也可以守恒。
那么什么情况下机械能能守恒呢?
现在我们改用泡沫小球重复刚才的实验,请同学们注意观察实验现象;
(学生):
小球从A处无初速释放后摆到最右端B点,很明显小球在B点处的机械能小于开始时的机械能,说明在摆动的过程中机械能不守恒。
能否通过比较此次实验与刚才的实验找出不守恒的原因?
何时机械能能守恒?
(学生):
由于此次实验中的空气阻力不可忽略。
(学生):
以此提出一个机械能守恒的条件:
当不受阻力时机械能会守恒。
进行比较三种运动中的受力情况,判断机械能守恒是否与受力有关。
(1)自由落体,只受重力;
(2)刚球摆动,受重力与拉力;
(3)泡沫球摆动,受重力、拉力与不可忽略的阻力。
(学生):
除重力以外受到拉力机械能可以守恒,若受到阻力就不守恒,说明机械能是否守恒与受力性质有关。
举例:
用绳子将小球匀速往上拉升,小球动能未变,而重力势能在增加,即机械能发生变化。
反问:
此时和刚球的摆动中受力一样,为何机械能却不守恒?
两种情况有何不同?
(学生):
刚球摆动中的拉力始终和速度垂直,故不做功,而绳子提升小球中的拉力作了功,故而不守恒。
(学生):
不是看受哪些力,而是看除了重力以外的力是否做功,才是判断机械能是否守恒的唯一标准。
机械能守恒的条件:
只有重力做功。
所谓只有重力做功是指物体只受重力,不受其他力;或者除了重力外还受其他力,但其他力不做功。
判断方法:
(1)物体在运动中受哪些力;
(2)除重力外其他力是否做功
(4)机械能守恒定律:
在只有重力做功的情形下,物体的动能和重力势能发生相互转化,但机械能的总量保持不变。
它是力学中的一条重要定律,是更普遍的能量守恒定律的一种特殊情况。
(5)课堂练习:
(练习如何判断具体问题中机械能是否守恒)
I.跳伞运动员带着张开的降落伞在空中匀速下落;
II.抛出的手榴弹或标枪在空中运动;
III.物体在光滑的斜面下滑;物体在粗糙的斜面下滑;
IV.用细绳栓着一个小球,使小球在光滑的水平棉上做匀速圆周运动;
V.用细线栓着一个小球,使小球在竖直面内做圆周运动;
VI.在光滑水平面上运动的小球碰到一个弹簧,把弹簧压缩后,又被弹回来。
分析运动中的动能和弹性势能的相互转化,学生阅读书本130页最后一段归纳得出类似的结论:
在弹性势能和动能的相互转化中,如果只有弹力做功,动能和弹性势能之和保持不变,即机械能守恒。
(6)小结:
当只有重力做功的情况下(说明两种情况),物体在运动的过程中机械能守恒,即运动中的任意位置的机械能都相等。
七.教学后记:
1、在分析练习时要把相关的图象作出,再进行分析;
2、让学生更加主动的归纳知识和结论,可能出现错误结论,可以进行引导学生分析对比修正错误观点。
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