下面是小编整理的机械能守恒定律教案,本文共6篇,欢迎大家阅读借鉴,并有积极分享。本文原稿由网友“jb123123”提供。
篇1:机械能守恒定律教案
机械能守恒定律教案
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 书上例题分析篇2:物理机械能守恒定律的应用教案
1.机械能守恒定律是力学知识中的一条重要规律.是一个重点知识.特别是定律的适用条件、物理意义以及具体应用都作为较高要求.
2.机械能守恒定律的适用条件的理解以及应用,对多物理生来说,虽经过一个阶段的学习,仍常常是把握不够,出现各式各样的错误.这也说明此项正是教学难点所在.
篇3:物理机械能守恒定律的应用教案
1.在物理知识方面要求.
(1)掌握机械能守恒定律的条件;
(2)理解机械能守恒定律的物理含义.
2.明确运用机械能守恒定律处理问题的优点,注意训练学生运用本定律解决问题的思路,以培养学生正确分析物理问题的习惯.
3.渗透物理学方法的教育,强调用能量的转化与守恒观点分析处理问题的重要性.
篇4:物理机械能守恒定律的应用教案
1.精选例题.
作为机械能守恒定律的应用复习课,应在原有基础上,进一步提高分析问题和解决问题的能力.为此,精选一些具有启发性和探讨性的问题作为实例是十分必要的.
例如,两道错例,是课本例题的引伸和拓展,基本上满足了上述要求,这对于深化学生对机械能守恒和机械能守恒定律的理解,防止学生可能发生的错误,大有裨益.这种对问题的改造过程,也就是从再现思维到创造思维的飞跃过程.它在深化对知识的理解和发展思维能力方面比做一道题本身要深刻得多.
2.教学方法.
注重引导、指导、评价、发展有效结合.
(1)教师提供材料,引导学生从中发现问题.例如,在错误例题中发现两种结果不同.
(2)针对不同结果,教师启发学生找出问题的症结,指导学生共同探求解决方案.
(3)在分析解答过程中,学生运用不同角度处理同一问题,教师及时作出评价.在实际教学中,对教学过程的每一个环节,教师都要对学生学习进行评价.这一方面是实事求是地肯定他们的成绩,让他们享受成功的喜悦,激发他们的学习兴趣;另一方面也是从思维方法上帮助他们总结成功的经验,提高认识,促进他们更有效地学习.
(4)在教学的每个环节中,教师通过运用各种方法和手段,来培养和发展学生的各种能力,这在每个环节中,都有所体现.
篇5:物理机械能守恒定律的应用教案
(一)复习引入新课
1.提出问题(投影片).
(1)机械能守恒定律的内容.
(2)机械能守恒定律的条件.
2.根据学生的回答,进行评价和归纳总结,说明(1)机械能守恒定律的物理含义.
(2)运用机械能守恒定律分析解决物理问题的基本思路与方法.
(二)教学过程设计
1.实例及其分析.
问题1 投影片和实验演示.如图1所示.一根长L的细绳,固定在O点,绳另一端系一条质量为m的小球.起初将小球拉至水平于A点.求小球从A点由静止释放后到达最低点C时的速度.
分析及解答:小球从A点到C点过程中,不计空气阻力,只受重力和绳的'拉力.由于绳的拉力始终与运动方向垂直,对小球不做功.可见只有重力对小球做功,因此满足机械能守恒定律的条件.选取小球在最低点C时重力势能为零.根据机械能守恒定律,可列出方程:
教师展出投影片后,适当讲述,然后提出问题.
问题2 出示投影片和演示实验.在上例中,将小球自水平稍向下移,使细绳与水平方向成角,如图2所示.求小球从A点由静止释放后到达最低点C的速度.
分析及解答:仍照问题1,可得结果
问题3 出示投影片和演示实验.现将问题1中的小球自水平稍向上移,使细绳与水平方向成角.如图3所示.求小球从A点由静止释放后到达最低点C的速度.
分析及解答:仿照问题1和问题2的分析.
小球由A点沿圆弧AC运动到C点的过程中,只有重力做功,满足机械能守恒.取小球在最低点C时的重力势能为零.
根据机械能守恒定律,可列出方程:
2.提出问题.
比较问题1、问题2与问题3的分析过程和结果.可能会出现什么问题.
引导学生对问题3的物理过程作细节性分析.起初,小球在A点,绳未拉紧,只受重力作用做自由落体运动,到达B点,绳被拉紧,改做
进一步分析:小球做自由落体运动和做圆周运动这两个过程,都只有重力做功,机械能守恒,而不是整个运动过程机械能都守恒,因此原分析解答不合理.
引导学生进一步分析:小球的运动过程可分为三个阶段.
(1)小球从A点的自由下落至刚到B点的过程;
(2)在到达B点时绳被拉紧,这是一个瞬时的改变运动形式的过程;
(3)在B点状态变化后,开始做圆周运动到达C点.
通过进一步讨论,相互启迪,使学生从直觉思维和理论思维的结合上认识到这一点.前后两个过程机械能分别是守恒的,而中间的瞬时变化过程中由于绳被拉紧,vB在沿绳方向的分速度改变为零,即绳的拉力对小球做负功,有机械能转化为内能,机械能并不守恒.因此,对小球运动的全过程不能运用机械能守恒定律.
正确解答过程如下:(指定一个学生在黑板上做,其余学生在座位上做,最后师生共同讨论裁定.)
小球的运动有三个过程(见图4):
(1)从A到B,小球只受重力作用,做自由落体运动,机械能守恒.到达B点时,悬线转过2角,小球下落高度为2Lsin,取B点重力势能为零.根据机械能守恒定律
(2)小球到达B点,绳突然被拉紧,在这瞬间由于绳的拉力作用,小球沿绳方向的分速度vB∥减为零,垂直绳的分速度vB不变,即
(3)小球由B到C受绳的拉力和重力作用,做初速度为vB的圆周运动,只有重力做功,机械能守恒,有:
联立①、②、③式可解得vC.
教师对问题1、2、3的分析及解答过程,引导学生归纳总结.进一步提出问题.
问题4 出示投影片和演示实验.
如图5所示,在一根长为L的轻杆上的B点和末端C各固定一个质量为m的小球,杆可以在竖直面上绕定点A转动,现将杆拉到水平位置
与摩擦均不计).
解法(一):取在C点的小球为研究对象.在杆转动过程中,只有重力对它做功,故机械能守恒.有:
解法(二):取在B点的小球为研究对象,在杆转动过程中,只有重力对它做功,故机械能守恒:
由于固定在杆上B、C点的小球做圆周运动具有相同的角速度,则vB∶vC=rB∶rC=2∶3,
现比较解法(一)与解法(二)可知,两法的结果并不相同.
提出问题:
两个结果不同,问题出现在何处呢?
学生讨论,提出症结所在.教师归纳总结,运用机械能守恒定律,应注意研究对象(系统)的选取和定律守恒的的条件.在本例题中出现的问题是,整个系统机械能守恒,但是,系统的某一部分(或研究对象)的机械能并不守恒.因而出现了错误的结果.
师生共同归纳,总结解决问题的具体办法.
由于两小球、轻杆和地球组成的系统在运动过程中,势能和动能相互转化,且只有系统内两小球的重力做功,故系统机械能守恒.选杆在水平位置时为零势能点.
则有 E1=0.
而 E1=E2,
教师引导学生归纳总结以上解法的合理性,并进一步提出问题,对机械能守恒定律的理解还可有以下表述:
①物体系在任意态的总机械能等于其初态的总机械能.
②物体系势能的减小(或增加)等于其动能的增加(或减小).
③物体系中一部分物体机械能的减小等于另一部分物体机械能的增加.
请同学分成三组,每组各用一种表述,重解本例题.共同分析比较其异同,这样会更有助于对机械能守恒定律的深化.为此,给出下例,并结合牛顿第二律的运用,会对整个物理过程的认识更加深刻.
已知,小物体自光滑球面顶点从静止开始下滑.求小物体开始脱离球面时=?如图6所示.
先仔细研究过程.从运动学方面,物体先做圆周运动,脱离球面后做抛体运动.在动力学方面,物体在球面上时受重力mg和支承力N,根据牛顿第二定律
物体下滑过程中其速度v和均随之增加,故N逐步减小直到开始脱离球面时N减到零.两个物体即将离开而尚未完全离开的条件是N=0.
解:视小物体与地球组成一系统.过程自小物体离开顶点至即将脱离球面为止.球面弹性支承力N为外力,与物体运动方向垂直不做功;内力仅有重力并做功,故系统机械能守恒.以下可按两种方式考虑.
(1)以球面顶点为势能零点,系统初机械能为零,末机械能为
机械能守恒要求
两种考虑得同样结果.
〔注〕(1)本题是易于用机械能守恒定律求解的典型题,又涉及两物体从紧密接触到彼此脱离的动力学条件,故作详细分析.
(2)解题前将过程分析清楚很重要,如本题指出,物体沿球面运动时,N减小变为零而脱离球面.若过程分析不清将会导致错误.
为加深对机械能守恒定律的理解,还可补充下例.投影片.
一根细绳不可伸长,通过定滑轮,两端系有质量为M和m的小球,且Mm,开始时用手握住M,使系统处于图7所示状态.求:当M由静止释放下落h高时的速度.(h远小于半绳长,绳与滑轮质量及各种摩擦均不计)
解:两小球和地球等组成的系统在运动过程中只有重力做功,机械能守恒.有:
提问:如果M下降h刚好触地,那么m上升的总高度是多少?组织学生限用机械能守恒定律解答.
解法一:M触地,m做竖直上抛运动,机械能守恒.有:
解法二:M触地,系统机械能守恒,则M机械能的减小等于m机械能的增加.即有:
教师针对两例小结:对一个问题,从不同的角度运用机械能守恒定律.体现了思维的多向性.我们在解题时,应该像解本题这样先进行发散思维,寻求问题的多种解法,再进行集中思维,筛选出最佳解题方案.
2.归纳总结.
引导学生,结合前述实例分析、归纳总结出运用机械能守恒定律解决问题的基本思路与方法.
(1)确定研究对象(由哪些物体组成的物体系);
(2)对研究对象进行受力分析和运动过程分析.
(3)分析各个阶段诸力做功情况,满足机械能守恒定律的成立条件,才能依据机械能守恒定律列出方程;
(4)几个物体组成的物体系机械能守恒时,其中每个物体的机械能不一定守恒,因为它们之间有相互作用,在运用机械能守恒定律解题时,一定要从整体考虑.
(5)要重视对物体运动过程的分析,明确运动过程中有无机械能和其他形式能量的转换,对有能量形式转换的部分不能应用机械能守恒定律.
为进一步讨论机械能守恒定律的应用,请师生共同分析讨论如下问题.(见投影片)
如图8所示,质量为m和M的物块A和B用不可伸长的轻绳连接,A放在倾角为的固定斜面上,而B能沿杆在竖直方向上滑动,杆和滑轮中心间的距离为L,求当B由静止开始下落h时的速度多大?(轮、绳质量及各种摩擦均不计)
(指定两个学生在黑板上做题,其余学生在座位上做,最后师生共同审定.)
分析及解答如下:
设B下降h时速度为v1,此时A上升的速度为v2,沿斜面上升距离为s.
选A、B和地球组成的系统为研究对象,由于系统在运动过程中只有重力做功,系统机械能守恒,其重力势能的减小,等于其动能的增加,即有:
由于B下落,使杆与滑轮之间的一段绳子既沿其自身方向运动,又绕滑轮转动,故v1可分解为图9所示的两个分速度.由图9知:
由几何关系知:
综合上述几式,联立可解得v1.
教师归纳总结.
篇6:验证机械能守恒定律的物理教案
验证机械能守恒定律的物理教案
教 学 目 标知识与技能
1.会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度.
2.掌握验证机械能守恒定律的实验原理.
过程与方法
通过用纸带与打点计时器来验证机械能守恒定律,体验验证过程和物理学的研究方法.
情感、态度与价值观
通过实验验证,体会学习的快乐,激发学习的兴趣;通过亲身实践,树立“实践是检验真理的唯一标准”的科学观.培养学生的观察和实践能力,培养学生实事求是的科学态度.
教学重点、难点教学重点
掌握验证机械能守恒定律的实验原理.
教学难点
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 法探究、讲授、讨论、练习
教 学 手 段教具准备
重物、电磁打点计时器以及纸带、复写纸片、低压电源及两根导线、铁架台和铁夹、刻度尺、小夹子.
教 学 活 动
[新课导入]
师:上一节课我们学习了机械能守恒定律,我们首先采复习一下什么叫做机械能守恒定律?
生: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.这叫做机械能守恒定律.
师:机械能守恒的条件是什么?
生:只有重力和弹力做功.
师:自由落体运动中机械能是不是守恒?
生:自由落体运动中物体只受到重力的作用,这个过程只有重力做功,所以机械能是守恒的.
师:我们要想推导出机械能守恒定律在自由落体中的具体表达式,可以根据什么来进行推导呢?
生1:可以通过牛顿运动定律进行推导.
生2:可以根据动能定理进行推导.
(投影展示与一个自由落体运动相关的题目,从题目中知道有关的物理量,让学生分别根据牛顿运动定律和动能定理推导机械能守恒定律,再一次熟悉这个定律,并为本节课的教学打下基础)
[新课教学]
1、推导出机械能守恒定律在本实验中的具体表达式。
在图1中,质量为m的物体从o点自由下落,以地作零重力势能面,下落过程中任意两点a和b的机械能分别为:
ea= , eb=
如果忽略空气阻力,物体下落过程中的机械能守恒,于是有
ea=eb,即 =
上式亦可写成
该式左边表示物体由a到b过程中动能的`增加,右边表示物体由a到b过程中重力势能的减少。等式说明,物体重力势能的减少等于动能的增加。为了方便,可以直接从开始下落的o点至任意一点(如图1中a点)来进行研究,这时应有: ----本实验要验证的表达式,式中h是物体从o点下落至a点的高度,va是物体在a点的瞬时速度。
师:在做实验之前,我们首先要明确这样几个问题,首先这个实验需要什么器材?
生:最容易想到的器材是重物、电磁打点计时器以及纸带.复写纸片.低压电源及两根导线,铁架台和铁夹,刻度尺,小夹子.