《能量守恒定律》教案

2020-06-20教案

  从容说课

  本节课的设计,教材继续沿用了前几节的课程模式,先由生活中的实例引出研究问题,然后用实验加以证实,让学生接受这个物理事实。接着再从理论上推导、证明,从而得出结论。

  这节课教材是从生活中骑自行车上坡的实例入手,引出动能和重力势能在此过程中是在相互转化的。接着通过实验来证实这个转化过程中的守恒结论。最后提出了自然界中最普遍、最基本的规律之一能量转化和守恒定律。

  机械能守恒定律是能量守恒定律的一个特例,要使学生对定律的得出、含义、适用条件有一个明确的认识,这是能够用该定律解决力学问题的基础。

  各种不同形式的能相互转化和守恒的规律,贯穿在整个物理学中,是物理学的基本规律之一。能量守恒定律是学习各种不同形式的能量转化规律的起点,也是运动学和动力学知识的进一步综合和展开的重要基础。所以这一节知识是本章重要的一节。

  机械能守恒定律是本章教学的重点内容,本节教学的重点是使学生掌握物体系统机械能守恒的条件;能够正确分析物体系统所具有的机械能。

  分析物体系统所具有的机械能,尤其是分析、判断物体所具有的重力势能,是本节学习的难点之一。在教学中应让学生认识到,物体重力势能大小与所选取的参考平面(零势面)有关;而重力势能的变化量是与所选取的参考平面无关的。在讨论物体系统的机械能时,应先确定参考平面。

教学重点

  1。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;

  3。理解能量转化和守恒定律。

教学难点

  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。

教具准备

  自制投影片、CAI课件、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。

课时安排

  1课时

三维目标

  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;

  3。在具体问题中,能判定机械能是否守恒,并能列出机械能守恒的方程式;

  4。理解能量守恒定律,能列举、分析生活中能量转化和守恒的例子。

  二、过程与方法

  1。初步学会从能量转化和守恒的观点解释现象、分析问题;

  2。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。

  三、情感态度与价值观

  1。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;

  2。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。

教学过程

  导入新课

  [实验演示]

  动能与势能的相互转化

  教师活动:演示实验1:如下图,用细线、小球、带有标尺的铁架台等做实验。

  把一个小球用细线悬挂起来,把小球拉到一定高度的A点,然后放开,小球在摆动过程中,重力势能和动能相互转化。我们看到,小球可以摆到跟A点等高的C点,如图甲。

  如果用尺子在某一点挡住细线,小球虽然不能摆到C点,但摆到另一侧时,也能达到跟A点相同的高度,如图乙。

  问题:这个小实验中,小球的受力情况如何?各个力的做功情况如何?这个小实验说明了什么?

  学生活动:观察演示实验,思考问题,选出代表发表见解。

  小球在摆动过程中受重力和绳的拉力作用。拉力和速度方向总垂直,对小球不做功;只有重力对小球做功。

  实验表明,小球在摆动过程中重力势能和动能在不断转化。在摆动过程中,小球总能回到原来的高度。可见,重力势能和动能的总和,即机械能应该保持不变。

  教师活动:演示实验2:如图,水平方向的弹簧振子。

  用弹簧振子演示动能和弹性势能的相互转化。

  问题:这个实验中,小球的受力情况如何?各个力的做功情况如何?这个实验说明了什么?

  学生活动:观察演示实验,思考问题,选出代表发表见解。

  小球在往复运动过程中,竖直方向上受重力和杆的支持力作用,水平方向上受弹力作用。重力、支持力和速度方向总垂直,对小球不做功;只有弹簧的弹力对小球做功。

  实验表明,小球在往复运动过程中弹性势能和动能在不断转化。小球在往复运动过程中总能回到原来的位置,可见,弹性势能和动能的总和,即机械能应该保持不变。

  教师活动:总结、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,那么在动能和势能的转化过程中,动能和势能的和是否真的保持不变?下面我们就用实验来探索这个问题。

  推进新课

  一、机械能的转化和守恒的实验探索

  在学生开始做实验之前,老师应强调如下几个问题:

  1。该实验中选取被打点纸带应注意两点:一是第一点O为计时起点,O点的速度应为零。怎样判别呢?

  2。是否需要测量重物的质量?

  3。在架设打点计时器时应注意什么?为什么?

  4。实验时,接通电源和释放纸带的顺序怎样?为什么?

  5。测量下落高度时,某同学认为都必须从起始点算起,不能弄错。他的看法正确吗?为了减小测量 h值的相对误差,选取的各个计数点要离起始点适当远些好,还是近些好?

  学生活动:思考老师的问题,讨论、交流,选出代表发表见解。

  1。因为打点计时器每隔0。02 s打点一次,在最初的0。02 s内物体下落距离应为0。002 m,所以应从几条纸带中选择第一、二两点间距离接近2 mm的纸带进行测量;二是在纸带上所选的点就是连续相邻的点,每相邻两点时间间隔t=0。02 s。

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