機械能守恒定律說(shuō)課稿三篇
機械能守恒定律說(shuō)課稿(一)
教學(xué)目標:
知識與能力:掌握機械能守恒定律,知道它的含義和適用條件;會(huì )利用守恒條件判斷機械能是否守恒。
過(guò)程與方法:學(xué)生會(huì )推導機械能守恒定律;會(huì )用歸納的方法提出守恒條件;加深對功能關(guān)系的理解。
情感態(tài)度價(jià)值觀(guān):通過(guò)分析事物發(fā)生的條件,學(xué)習和體會(huì )"具體情況具體分析""透過(guò)現象看本質(zhì)"的方法,理解自然規律,應用自然規律。
教學(xué)重點(diǎn):
學(xué)生推導機械能守恒定律,并掌握該定律及其適用條件。
教學(xué)難點(diǎn):
從能的轉化和功能關(guān)系出發(fā)理解機械能守恒的條件并且判斷是否守恒。
教學(xué)方法:
講授法,對比歸納,實(shí)例分析的方法。
教學(xué)過(guò)程:
一、復習引課
功和能關(guān)系如何?
動(dòng)能定理的內容和表達式是什么?
重力所做的功與物體重力勢能的變化之間有什么關(guān)系?
二、新課教學(xué)
。ㄒ唬C械能
1、概念:物體的動(dòng)能、勢能的總和。E=EK+EP
2、機械能是標量,具有相對性(需要設定勢能參考平面)
3、機械能之間可以相互轉化(學(xué)生舉例,教師補充)
。ǘC械能守恒定律的推導
1、實(shí)例分析:(提前布置的作業(yè),課上檢查,講評)
學(xué)生發(fā)現:只有重力做功時(shí),物體的動(dòng)能和勢能相互轉化,但機械能總量保持不變。如果有阻力做功,則總量有變化。
。1)
2、理論推導過(guò)程
思考題一:如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為m的物體自由下落,經(jīng)過(guò)高度
為h1的A點(diǎn)時(shí)速度為v1,下落到高度h2為的B點(diǎn)時(shí)速度為v2,
試寫(xiě)出物體在A(yíng)點(diǎn)時(shí)的機械能和在B點(diǎn)時(shí)的機械能,并找到這二個(gè)
機械能之間的數量關(guān)系。
。2)
思考題二:如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為m的物體做平拋運動(dòng),經(jīng)過(guò)高度
為h1的A點(diǎn)時(shí)速度為v1,經(jīng)過(guò)高度為h2的B點(diǎn)時(shí)速度為v2,寫(xiě)出
物體在位置A、B時(shí)的機械能的表達式并找出這二個(gè)機械能之間的關(guān)系。
初狀態(tài):A點(diǎn)的機械能等于
末狀態(tài):B點(diǎn)的機械能等于
物體只受重力的作用,據動(dòng)能定理得: (1)
據重力做功與重力勢能的關(guān)系得到: WG= mgh1-mgh2 (2)
由(1)(2)兩式可得
移項得:
學(xué)生討論:上述表達式說(shuō)明了什么問(wèn)題?
討論后:學(xué)生代表回答
等號左邊是物體在初位置時(shí)的機械能,等號右邊是物體在末位置時(shí)的機械能,該式表示:動(dòng)能和勢能之和即總的機械能保持不變。
教師提問(wèn):如果有阻力做功呢?上面的兩邊還會(huì )相等嗎?
學(xué)生回答:不相等。
結論:只有重力做功時(shí),動(dòng)能和重力勢能相互轉化,但機械能總量保持不變。
。ㄈC械能守恒定律
1、內容:在只有重力做功時(shí),物體的動(dòng)能和重力勢能發(fā)生相互轉化,但機械能總量保持不變。
2、理解:
。1)條件:(由學(xué)生分析、討論)
a:只受重力作用
b:不只受得力作用,但其它力不做功(學(xué)生舉例)
。2)表達式
。C械能總量始終保持不變)
。▌(dòng)能的增加量等于重力勢能的減少量)
。3)機械能守恒定律是能量轉化與守恒的特殊情況。守恒是指在運動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中"時(shí)時(shí)、處處"總量不變,而不僅僅是初狀態(tài)和末狀態(tài)總量相等。
。4)只有彈簧彈力做功時(shí),彈性勢能和動(dòng)能間相互轉化,但物體和彈簧系統機械能總量保持不變。(理論推導中的重力做功改成彈簧彈力做功,重力勢能改為彈性勢能)
。ㄋ模╈柟叹毩
1、關(guān)于物體的機械能是否守恒的敘述,下列說(shuō)法中正確的是:
A、豎直下落的物體,機械能一定守恒;
B、做勻變速直線(xiàn)運動(dòng)的物體,機械能一定守恒;
C、外力對物體所做的功等于0時(shí),機械能一定守恒;
D、物體若只有重力做功,機械能一定守恒。
2、下列運動(dòng)的物體,不計空氣阻力,機械能不守恒的是:
A、起重機吊起物體勻速上升;
B、物體做平拋運動(dòng);
C、圓錐擺球在水平面內做勻速圓周運動(dòng);
3、從離地高為H的陽(yáng)臺上以速度v豎直向上拋出質(zhì)量為m的物體,它上升 h后又返回下落,最后落在地面上,則一列說(shuō)法中正確的是(不計空氣阻力,以地面為參考面)
A、物體在最高點(diǎn)時(shí)機械能為mg(H+h);
B、物體落地時(shí)的機械能為mg(H+h)+1/2mv2;
C、物體落地時(shí)的機械能為mgH+1/2mv2;
D、物體在落回過(guò)程中,過(guò)陽(yáng)臺時(shí)的機械能為mgH+1/2mv2
4、將物體由地面豎直上拋,如果不計空氣阻力,物體能夠達到的最大高度為H,當物體在上升過(guò)程中的某一位置,它的動(dòng)能是重力勢能的2倍,則這一位置的高度為
A.2H/3 B.H/2 C.H/3 D.H/4
三、課堂小結:
四、布置作業(yè):
機械能守恒定律說(shuō)課稿(二)
學(xué)習目標:
1. 學(xué)會(huì )利用自由落體運動(dòng)驗證機械能守恒定律。
2. 進(jìn)一步熟練掌握應用計時(shí)器打紙帶研究物體運動(dòng)的方法。
學(xué)習重點(diǎn):
1. 驗證機械能守恒定律的實(shí)驗原理和步驟。
2. 驗證機械能守恒定律實(shí)驗的注意事項。
學(xué)習難點(diǎn):
驗證機械能守恒定律實(shí)驗的注意事項。
主要內容:
一、實(shí)驗原理
物體在自由下落過(guò)程中,重力勢能減少,動(dòng)能增加。如果忽略空氣阻力,只有重力做功,物體的機械能守恒,重力勢能的減少等于動(dòng)能的增加。設物體的質(zhì)量為m,借助打點(diǎn)計時(shí)器打下紙帶,由紙帶測算出至某時(shí)刻下落的高度h及該時(shí)刻的瞬時(shí)速度v;進(jìn)而求得重力勢能的.減少量│△Ep│=mgh和動(dòng)能的增加量△EK=1/2mv2;比較│△Ep│和△EK,若在誤差允許的范圍內相等,即可驗證機械能守恒。
測定第n點(diǎn)的瞬時(shí)速度vn:依據"物體做勻變速直線(xiàn)運動(dòng),在某段時(shí)間內的平均速度等于這段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度",用公式vn=(hn+1-hn-1)/2T計算(T為打下相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔)。
二、實(shí)驗器材
電火花計時(shí)器(或電磁打點(diǎn)計時(shí)器),交流電源,紙帶(復寫(xiě)紙片),重物(帶紙帶夾子),導線(xiàn),刻度尺,鐵架臺(帶夾子)。
三、實(shí)驗步驟
。1)按圖裝置固定好計時(shí)器,并用導線(xiàn)將計時(shí)器接到電壓合適的交流電源上(電火花計時(shí)器要接到220 V交流電源上,電磁打點(diǎn)計時(shí)器要接到4 V~6 V的交流低壓電源上)。
。2)將紙帶的一端用小夾子固定在重物上,使另一端穿過(guò)計時(shí)器的限位孔,用手豎直提著(zhù)紙帶,使重物靜止在靠近計時(shí)器的地方。
。3)接通電源,松開(kāi)紙帶,讓重物自由下落,計時(shí)器就在紙帶上打下一系列小點(diǎn)。
。4)換幾條紙帶,重做上面的實(shí)驗。
。5)從幾條打上了點(diǎn)的紙帶上挑選第一、二兩點(diǎn)間的距離接近2 mm且點(diǎn)跡清晰的紙帶進(jìn)行測量。
。6)在挑選出的紙帶上,先記下打第一個(gè)點(diǎn)的位置0(或A),再任意選取幾個(gè)點(diǎn)1、2、3(或B、C、D)等,用刻度尺量出各點(diǎn)到0的距離h1、h2、h3等,如圖所示。
。7)用公式vn=(hn+1-hn-1)/2T計算出各點(diǎn)對應的瞬時(shí)速度v1、v2、v3等。
。8)計算出各點(diǎn)對應的勢能減少量mghn和動(dòng)能的增加量1/2mvn2的值,進(jìn)行比較,得出結論。
四、實(shí)驗記錄
五、實(shí)驗結論
在只有重力做功的情況下,物體的重力勢能和動(dòng)能可以相互轉化,但機械能的總量保持不變。
六、實(shí)驗注意事項
。1)計時(shí)器要豎直地架穩、放正。架穩就是要牢固、穩定。重物下落時(shí)它不振動(dòng);放正就是使上下兩個(gè)限位孔在同一豎直平面內一條豎直線(xiàn)上與紙帶運動(dòng)方向相同,以減小紙帶運動(dòng)時(shí)與限位孔的摩擦(可用手提住固定好重物的紙帶上端,上下拉動(dòng)紙帶,尋找一個(gè)手感阻力最小的位置)。
。2)打點(diǎn)前的紙帶必須平直,不要卷曲,否則紙帶在下落時(shí)會(huì )卷到計時(shí)器的上邊緣上,從而增大了阻力,導致實(shí)驗誤差過(guò)大。
。3)接通電源前,提紙帶的手必須拿穩紙帶,并使紙帶保持豎直,然后接通電源,待計時(shí)器正常工作后,再松開(kāi)紙帶讓重物下落,以保證第一個(gè)點(diǎn)跡是一個(gè)清晰的小點(diǎn)。
。4)對重物的要求:選用密度大、質(zhì)量大些的物體,以減小運動(dòng)中阻力的影響(使重力遠大于阻力)。
。5)紙帶的挑選:應挑選第一、二兩點(diǎn)間的距離接近2 mm且點(diǎn)跡清晰的紙帶進(jìn)行測量。這是因為:本實(shí)驗的前提是在重物做自由落體運動(dòng)的情況下,通過(guò)研究重力勢能的減少量與動(dòng)能的增加量是否相等來(lái)驗證機械能是否守恒的,故應保證紙帶(重物)是在打第一個(gè)點(diǎn)的瞬間開(kāi)始下落。計時(shí)器每隔O.02 s打一次點(diǎn),做自由落體運動(dòng)的物體在最初0.02 s內下落的距離h1=1/2gt2=1/2×9.8×0.022m=0.002 m=2 mm,所以若紙帶第一、二兩點(diǎn)間的距離接近2 mm,就意味著(zhù)重物是在打第一個(gè)點(diǎn)時(shí)的瞬間開(kāi)始下落的,從而滿(mǎn)足本次實(shí)驗的前提條件(打第一個(gè)點(diǎn)物體的初速度為零,開(kāi)始做自由落體運動(dòng))。
。6)測量下落高度時(shí),必須從起點(diǎn)o量起。為了減小測量^的相對誤差,選取的計數點(diǎn)要離O點(diǎn)適當遠些(紙帶也不宜過(guò)長(cháng),其有效長(cháng)度可在60 cm~80 cm以?xún)龋?/p>
。7)本實(shí)驗并不需要知道重力勢能減少量和動(dòng)能增加量的具體數值,只要對mgh與1/2mv2進(jìn)行比較(實(shí)際上只要驗證1/2v2=gh即可)以達到驗證機械能守恒的目的,所以不必測出重物的質(zhì)量。
七、誤差分析
。1)做好本實(shí)驗的關(guān)鍵是盡量減小重物下落過(guò)程中的阻力,但阻力不可能完全消除。本實(shí)驗中,誤差的主要來(lái)源是紙帶摩擦和空氣阻力。由于重物及紙帶在下落中要不斷地克服阻力做功,因此物體動(dòng)能的增加量必稍小于重力勢能的減少量,這是系統誤差。減小系統誤差的方法有選用密度大的實(shí)心重物,重物下落前紙帶應保持豎直,選用電火花計時(shí)器等。
。2)由于測量長(cháng)度會(huì )造成誤差,屬偶然誤差,減少辦法一是測距離都應從起點(diǎn)0量起,下落高度h適當大些(過(guò)小,h不易測準確;過(guò)大,阻力影響造成的誤差大),二是多測幾次取平均值。
【例一】 在"驗證機械能守恒定律"的實(shí)驗中,已知打點(diǎn)計時(shí)器所用電源的頻率為50Hz,查得當地的重力加速度g=9.80m/s2.某同學(xué)選擇了一條理想的紙帶,用刻度尺測量時(shí)計數點(diǎn)對應刻度尺上的讀數如圖所示。圖中O點(diǎn)是打點(diǎn)計時(shí)器打出的第一個(gè)點(diǎn),A、B、C、D分別是每打兩個(gè)點(diǎn)取出的計數點(diǎn)。根據以上數據,可知重物由O點(diǎn)運動(dòng)到B點(diǎn)時(shí):
。1)重力勢能的減少量為多少?
。2)動(dòng)能的增加量是多少?
。3)根據計算的數據可得出什么結論?產(chǎn)生誤差的主要原因是什么?
機械能守恒定律說(shuō)課稿(三)
一、教材分析
《機械能守恒定律》是人教版高中新教材必修2第七章第8節,本節內容從理論推導過(guò)程中,強化學(xué)生對動(dòng)能定理的進(jìn)一步理解;機械能守恒定律屬物理規律教學(xué),是對功能關(guān)系的進(jìn)一步認識,是學(xué)生理解能量的轉化與守恒的鋪墊,為今后學(xué)習動(dòng)量守恒、電荷守恒打下基礎。它結合動(dòng)量守恒定律是解決力學(xué)綜合題的核心,而這類(lèi)問(wèn)題又常伴隨著(zhù)較為復雜的運動(dòng)過(guò)程和受力特點(diǎn)是充分考查學(xué)生抽象思維能力、分析能力、應用能力的關(guān)鍵點(diǎn)。
教學(xué)目標
根據上述教材結構與內容分析,依據課程標準,考慮到學(xué)生已有的認知結構、心理特征 ,制定如下教學(xué)目標:
知識與技能
1、知道什么是機械能;
2、知道物體的動(dòng)能和勢能可以相互轉化;
3、掌握機械能守恒的條件;
情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān)目標
1、培養學(xué)生發(fā)現和提出問(wèn)題,并利用已有知識探索學(xué)習新知識的能力;
2、通過(guò)能量守恒的教學(xué),使學(xué)生樹(shù)立科學(xué)觀(guān)點(diǎn),理解和運用自然規律,并用來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題。
教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
重點(diǎn):掌握機械能守恒定律的推導、建立過(guò)程,理解機械能守恒定律的內容;
在具體的問(wèn)題中能判定機械能是否守恒,并能列出定律的數學(xué)表達式。
難點(diǎn):從能的轉化和功能關(guān)系出發(fā)理解機械能守恒的條件。
二、說(shuō)教法
主要采用講授法、討論法、歸納法相結合的啟發(fā)式教學(xué)方法。通過(guò)師生一起探索得出物理規律及適用條件,充分調動(dòng)學(xué)生積極性,充分體現"教師主導、學(xué)生主體"的教學(xué)原則。采用情景→問(wèn)題→分析與活動(dòng)→總結的教學(xué)設計模式,以老師指導下的學(xué)生活動(dòng)為主。
三、說(shuō)學(xué)法
讓學(xué)生真正成為學(xué)習的主體。這種運用歸納法的思想,從一個(gè)個(gè)典型的物理情景中總結出科學(xué)的結論,可以大大調動(dòng)學(xué)生學(xué)習的積極性和主動(dòng)性。本節課的教學(xué)過(guò)程中通過(guò)觀(guān)察生活中的常見(jiàn)形變,巧用引導性提問(wèn),激發(fā)學(xué)生的積極性,讓學(xué)生在輕松、自主、討論的學(xué)習氛圍中總結出本節的主要內容從而完成學(xué)習任務(wù)。
四、教學(xué)過(guò)程
。ㄒ胄抡n)
用多媒體展示下述物理情景:A.運動(dòng)員投出鉛球;B.彈簧的一端接在氣墊導軌的一端,另一端和滑塊相連,讓滑塊在水平的軌道上做往復運動(dòng)。
1.動(dòng)能和勢能的轉化
依次演示自由落體、豎直上拋、滾擺、單擺和彈簧振子,提醒學(xué)生注意觀(guān)察物體運動(dòng)中動(dòng)能、勢能的變化情況。讓學(xué)生思考上述演示過(guò)程中動(dòng)能和勢能有什么變化。
2.探究規律找出機械能不變的條件
只受重力做功作用分析
只有彈力做功分析
結論:在只有重力或彈力做功的物體系統內,動(dòng)能與勢能可以相互轉化,而總的機械能保持不變,這就叫機械能守恒定律。
3、 能力訓練
例1、在距離地面20m高處以15m/s的初速度水平拋出一小球,不計空氣阻力,取g=10m/s2,求小球落地速度大小。引導學(xué)生思考分析,提出問(wèn)題:
。1)前面學(xué)習過(guò)應用運動(dòng)合成與分解的方法處理平拋運動(dòng),現在能否應用機械能守恒定律解決這類(lèi)問(wèn)題?
。2)小球拋出后至落地之前的運動(dòng)過(guò)程中,是否滿(mǎn)足機械能守恒的條件?如何應用機械能守恒定律解決問(wèn)題?
提出問(wèn)題:請考慮用機械能守恒定律解決問(wèn)題與用運動(dòng)合成解決問(wèn)題的差異是什么?
4、引導學(xué)生學(xué)會(huì )應用機械能守恒定律解題的基本步驟。
5、總結歸納
本課學(xué)習,我們通過(guò)演示實(shí)驗歸納總結了動(dòng)能和勢能之間可以發(fā)生相互轉化,了解了只有重力做功或只有彈簧彈力做功的情況下,物體的機械能總量不變,通過(guò)簡(jiǎn)單的實(shí)例分析、加深對機械能守恒定律的理解。
【機械能守恒定律說(shuō)課稿】相關(guān)文章:
機械能守恒定律說(shuō)課稿03-16
《機械能守恒定律》說(shuō)課稿01-09
《機械能守恒定律》說(shuō)課稿11-07
《機械能守恒定律》的說(shuō)課稿05-19
機械能守恒定律說(shuō)課稿07-14
物理機械能守恒定律說(shuō)課稿03-16
《機械能守恒定律》說(shuō)課稿模板04-26
機械能守恒定律說(shuō)課稿范文04-09