下面是范文網(wǎng)小編整理的高一物理教學(xué)設(shè)計(jì)4篇(高一物理優(yōu)秀教案),歡迎參閱。
高一物理教學(xué)設(shè)計(jì)1
【教材分析】
1、形變:物體發(fā)生形變是力作用的結(jié)果,形變方式有形狀和體積的改變,任何物體只要受到力的作用必發(fā)生形變,只不過(guò)有些形變程度很小,只有通過(guò)儀器及實(shí)驗(yàn)手段才能明顯顯示出來(lái),在力的作用下不發(fā)生形變的物體是不存在的。形變的種類有兩種,一種是彈性形變,一種是非彈性形變。
2、彈力:彈力是接觸力,物體間產(chǎn)生彈力,兩物體必須接觸且發(fā)生彈性形變,這兩個(gè)條件缺一不可。兩接觸物體是否發(fā)生彈性形變,可用假設(shè)法來(lái)判斷,若假設(shè)接觸的物體間有彈性形變,則有彈力作用,若物體所處的狀態(tài)與事實(shí)不相符,則假設(shè)不成立,無(wú)彈力作用。
【教學(xué)目標(biāo)】
1、知識(shí)與技能
①.知道什么是彈力及彈力產(chǎn)生的條件;
②.知道壓力、支持力、繩的拉力都是彈力,能在力的示意圖中正確畫出力的方向;
?、郏缽椓Υ笮〉臎Q定因素及胡克定律。
2、過(guò)程與方法
①.提高在實(shí)際問(wèn)題中確定彈力方向的能力;
②.通過(guò)探究彈力的存在,是學(xué)生體會(huì)假設(shè)推理法解決問(wèn)題的巧妙。
3、情感態(tài)度與價(jià)值觀
觀察和了解形變的有趣現(xiàn)象,感受自然界的奧秘,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)的好奇心和求知欲。
【教學(xué)重難點(diǎn)】
1、重點(diǎn):彈力產(chǎn)生的條件及彈力方向的判定,胡克定律的內(nèi)容及應(yīng)用。
2、難點(diǎn):接觸的物體是否發(fā)生形變及彈力方向的確定。
【授課類型】新授課
【主要教學(xué)方法】講授法
【直觀教具與教學(xué)媒體】 黑板、粉筆
【課時(shí)安排】 1課時(shí)
【教學(xué)過(guò)程】
一、復(fù)習(xí)引入
問(wèn)題1:力的定義是什么?
——物體與物體之間的相互作用。
問(wèn)題2:力的作用效果是什么?
——使物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變,使物體形狀發(fā)生改變。
問(wèn)題3:能夠舉出一些外力使物體的形狀發(fā)生改變的例子?
——壓縮彈簧、擠壓海綿、用手彎曲直尺、小鳥壓彎枝頭、拉動(dòng)橡皮筋等。
二、新課教學(xué)
(一)彈性形變和彈力
問(wèn)題4:以上例子中各物體的共同特點(diǎn)是什么?
——物體的形狀或體積都發(fā)生了改變。
結(jié)論:物體在力的作用下形狀或體積的改變叫做形變。
上面所舉的例子中,在外力的作用下物體的形變都非常明顯,用肉眼可以看的很清楚,但有些形變非常微小,無(wú)法看清。例如書本放在桌面上,桌面發(fā)生的形變;人站在地面上,地面發(fā)生的形變。這些形變我們需要通過(guò)儀器及實(shí)驗(yàn)手段來(lái)判斷。任何物體在受到外力作用時(shí)都會(huì)發(fā)生形變,只不過(guò)形變有大有小。
演示:①.用力擠壓海綿,海綿發(fā)生形變,松手后恢復(fù)原狀;
?、冢昧鹌そ睿鹌そ顢嗔?,無(wú)法恢復(fù)原狀。
總結(jié):物體發(fā)生形變,在撤去外力后,有些能恢復(fù)原狀,如例子中的海綿,這種形變叫做彈性形變。而有些物體由于形變過(guò)大,超過(guò)了一定的限度,從而不能恢復(fù)到原狀,這種形變叫做非彈性形變,這個(gè)限度叫做彈性限度。任何物體的形變?nèi)绻^(guò)了彈性限度,將不能恢復(fù)到原狀。
演示:①.被彎曲的直尺上放一粉筆頭,放手后粉筆頭被彈起;
②.被拉伸的橡皮筋上放一小紙團(tuán),放手后小紙團(tuán)被彈飛。
問(wèn)題5:為什么粉筆頭、小紙團(tuán)會(huì)被彈起?
引導(dǎo)學(xué)生回答:形變的物體要恢復(fù)原狀,會(huì)對(duì)和它接觸的物體產(chǎn)生力的作用,就被彈起。我們把這個(gè)力叫做彈力。
問(wèn)題6:如果粉筆頭、小紙團(tuán)與形變的物體不接觸,會(huì)受到彈力嗎?
引導(dǎo)學(xué)生回答:不接觸一定不會(huì)受到彈力。
總結(jié):彈力的產(chǎn)生需要兩個(gè)條件,直接接觸并發(fā)生形變。
(二)幾種彈力
學(xué)習(xí)了彈力的定義,我們通過(guò)幾種常見(jiàn)的彈力進(jìn)一步來(lái)研究彈力的問(wèn)題。 問(wèn)題1:課本放在桌面上,根據(jù)我們以前所學(xué)的知識(shí),課本和桌面之間的相互作用力是什么呢?
——課本多桌面的壓力和桌面對(duì)課本的支持力。
問(wèn)題2:它們是彈力嗎?為什么?
——它們是彈力,因?yàn)樗鼈兎蠌椓Ξa(chǎn)生的條件,接觸并且發(fā)生形變。
教師精講:放在水平桌面上的書,由于重力作用而壓迫桌面,使書和桌面同時(shí)發(fā)生微小的形變。書要恢復(fù)原狀,對(duì)桌面產(chǎn)生垂直于桌面向下的彈力F1,這就是書對(duì)桌面的壓力;桌面要恢復(fù)原狀,對(duì)書產(chǎn)生垂直于書面向上的彈力F2,這就是桌面對(duì)書的支持力。
學(xué)生活動(dòng):靜止的放在傾斜木板上的書,書對(duì)木板有壓力,木板對(duì)書有支持力,知道學(xué)生畫出力的示意圖,分析壓力和支持力的方向。
物體;支持力的方向總是垂直于支持面指向被支持的物體。
引導(dǎo)學(xué)生分析靜止時(shí)懸繩對(duì)重物的拉力及方向。
引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論:懸掛物由于重力的'作用而拉緊懸繩,使重物、懸繩同時(shí)發(fā)生微小的形變。重物由于發(fā)生微小的形變,恢復(fù)原狀時(shí)對(duì)繩產(chǎn)生豎直向下的彈力F1,這是重物對(duì)繩的拉力;懸繩由于發(fā)生微小的形變,恢復(fù)原狀時(shí)對(duì)重物產(chǎn)生豎直向上的彈力F2,這是懸繩對(duì)重物的拉力。
結(jié)論:拉力是彈力,方向總是沿著繩而指向繩收縮的方向。
彈力有無(wú)的判斷可以采用假設(shè)法。
產(chǎn)生彈力必須要接觸,但接觸的物體之間不一定有彈力。引導(dǎo)學(xué)生分析如圖4中靜止的小球與墻壁之間是否有彈力。
結(jié)論:墻壁與小球之間沒(méi)有彈力??梢圆捎眉僭O(shè)法,假設(shè)墻壁與小球之間存在彈力F,則小球在水平方向上不會(huì)靜止,會(huì)向右運(yùn)動(dòng),這與題目中小球靜止相矛盾,所以墻壁對(duì)小球沒(méi)有彈力。
這是判定相接觸的物體之間是否有哦彈力的基本方法,說(shuō)明兩物體接觸但沒(méi)有發(fā)生形變。
(三)胡克定律
結(jié)論:壓力、支持力都是彈力。壓力的方向總是垂直于支持面而指向被壓的
演示:①.直尺彎曲不同的程度彈射粉筆頭,彎曲程度越大,彈射越遠(yuǎn)。 ②.橡皮筋拉伸不同的程度彈射小紙團(tuán),拉伸程度越大,彈射越遠(yuǎn)。 引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論:物體形變?cè)酱螅瑥椓υ酱?,形變消失,彈力也隨之消失。這是對(duì)彈力大小的定性描述。
想要定量描述彈力與形變的關(guān)系,一般來(lái)說(shuō)是比較復(fù)雜的,但是彈簧的彈力與形變的關(guān)系是比較簡(jiǎn)單的。彈簧的彈力與彈簧的伸長(zhǎng)量或壓縮量滿足關(guān)系式:
F=kx
即彈簧的彈力與彈簧的形變量成正比。這個(gè)式子是由英國(guó)科學(xué)家胡克首先發(fā)現(xiàn)的,因此叫做胡克定律。式中,F(xiàn)表示彈力,x表示彈簧的型變量(既可以是伸長(zhǎng)量,也可以使縮短量),k表示彈簧的勁度系數(shù),其單位是牛/米,符號(hào)是N/m。生活中常說(shuō)有的彈簧“硬”,有的彈簧“軟”,指的就是彈簧的勁度系數(shù)不同,彈簧的勁度系數(shù)和彈簧的粗細(xì)、材料、長(zhǎng)度、直徑、繞法等有關(guān),它反映了彈簧的特性。每根彈簧都有其特定的勁度系數(shù)。
【布置作業(yè)】 課本56頁(yè)問(wèn)題與練習(xí)2、3、4題。
高一物理教學(xué)設(shè)計(jì)2
教學(xué)設(shè)計(jì)思路:
本節(jié)課要求學(xué)生會(huì)計(jì)算人造衛(wèi)星的環(huán)繞速度,知道第二宇宙速度和第三宇宙速度.本節(jié)是第五節(jié),萬(wàn)有引力定律、圓周運(yùn)動(dòng)、天體運(yùn)動(dòng)都已經(jīng)講過(guò),從知識(shí)上講學(xué)生運(yùn)用牛頓第二定律直接推導(dǎo)出衛(wèi)星的速度并不是一件困難的事情.實(shí)際上學(xué)生遇到衛(wèi)星問(wèn)題時(shí)總是感到困難和無(wú)從下手.究其根源是因?yàn)閷W(xué)生對(duì)地球、衛(wèi)星的空間關(guān)系不清楚,學(xué)生無(wú)法從自己站立的一個(gè)小小的角落體會(huì)巨大空間中發(fā)生的事情.因此,用各種視頻、課件和圖片幫助學(xué)生建立空間的概念是十分必要的,有了空間的圖景,對(duì)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)和思考就有了依托.所以,本節(jié)課我使用了大量的圖片和視頻來(lái)模擬、展示,讓學(xué)生有比較深刻的感性認(rèn)識(shí).
設(shè)計(jì)理念
通過(guò)對(duì)前幾節(jié)知識(shí)的學(xué)習(xí),學(xué)生對(duì)曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)、萬(wàn)有引力定律已有一定的了解.在此基礎(chǔ)上,教師通過(guò)設(shè)計(jì)問(wèn)題情境,引導(dǎo)學(xué)生探究,獲得新知識(shí).重視科學(xué)跟生活、跟社會(huì)的聯(lián)系,讓學(xué)生體會(huì)物理學(xué)就在身邊.體會(huì)生活質(zhì)量與物理學(xué)的依存關(guān)系,體會(huì)科學(xué)是迷人的、是改變世界的神奇之手.
學(xué)情分析:
盡管學(xué)生對(duì)天體運(yùn)動(dòng)的知識(shí)儲(chǔ)備不足,猜想可能缺乏科學(xué)性,語(yǔ)言表達(dá)也許欠妥,但只要學(xué)習(xí)始終參與到學(xué)習(xí)情境中,激活思維,大膽猜想,敢于表達(dá),學(xué)生就能得到發(fā)展和提高.
教學(xué)目標(biāo):
一、知識(shí)與能力
了解人造衛(wèi)星的發(fā)射與運(yùn)行原理,知道三個(gè)宇宙速度的含義,會(huì)推導(dǎo)第一宇宙速度.
了解人造衛(wèi)星的運(yùn)行原理,認(rèn)識(shí)萬(wàn)有引力定律對(duì)科學(xué)發(fā)展所起的作用,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)服務(wù)于人類的.意識(shí).
二、途徑與方法
學(xué)習(xí)科學(xué)的思維方法,發(fā)展思維的獨(dú)立性,提高發(fā)散思維能力、分析推理能力和語(yǔ)言表達(dá)能力.
三、情感態(tài)度與價(jià)值觀
在主動(dòng)學(xué)習(xí)、合作探究的過(guò)程中,體驗(yàn)愉悅的學(xué)習(xí)氛圍,在探究中不斷獲得美的感受不斷進(jìn)步.
學(xué)習(xí)科學(xué),熱愛(ài)科學(xué),增強(qiáng)民族自信心和自豪感.
教學(xué)準(zhǔn)備:
多媒體電腦及圖片.
教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn):
重點(diǎn):
1.第一宇宙速度的推導(dǎo).
2.運(yùn)行速率與軌道半徑之間的關(guān)系
難點(diǎn):
沿橢圓軌道運(yùn)行的衛(wèi)星按照?qǐng)A周運(yùn)動(dòng)處理,衛(wèi)星的環(huán)繞速度是最小發(fā)射速度.
高一物理教學(xué)設(shè)計(jì)3
一、教學(xué)目標(biāo)
1、知識(shí)目標(biāo)
?。?)理解動(dòng)能的概念,會(huì)用動(dòng)能的定義式進(jìn)行計(jì)算。
?。?)理解動(dòng)能定理及其推導(dǎo)過(guò)程。
?。?)知道動(dòng)能定理的適用條件,會(huì)用動(dòng)能定理進(jìn)行計(jì)算。
2、過(guò)程與方法
(1)靈活運(yùn)用動(dòng)能定理。
(2)培養(yǎng)學(xué)生演繹推理的能力。
(3)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力和創(chuàng)造性思維。
3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀
(1)激發(fā)學(xué)生對(duì)物理問(wèn)題進(jìn)行理論探究的興趣。
(2)激發(fā)學(xué)生用不同方法處理同一問(wèn)題的興趣,會(huì)選擇用最優(yōu)的方法處理問(wèn)。
?。?)培養(yǎng)學(xué)生領(lǐng)會(huì)自然規(guī)律的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。
?。?)培養(yǎng)學(xué)生正確的科學(xué)思維方法,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
二、教材的地位與作用
動(dòng)能定理實(shí)際上是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的功能關(guān)系,它處于《高中物理新課標(biāo)必修2》第七章第七節(jié),它貫穿于這一章,是這一章的重點(diǎn),也是整個(gè)高中物理的重點(diǎn)。新課標(biāo)在講授動(dòng)能和動(dòng)能定理時(shí),沒(méi)有把二者分開(kāi)講述,而是一功能關(guān)系為線索,同時(shí)引入了動(dòng)能的定義式和動(dòng)能定理。這樣講述,思路簡(jiǎn)明,能充分體現(xiàn)功能關(guān)系這一線索??紤]到初中已經(jīng)講過(guò)動(dòng)能的概念,這樣講述,學(xué)生接受起來(lái)更容易,而且可以提高學(xué)習(xí)效率,老師講的輕松,學(xué)生學(xué)的明白。
三、教學(xué)重點(diǎn)
1、動(dòng)能概念的理解。
2、動(dòng)能定的推導(dǎo)。
3、動(dòng)能定理及其應(yīng)用。
四、教學(xué)難點(diǎn)
1、用動(dòng)能定理解決力學(xué)問(wèn)題的思路和方法。
2、對(duì)動(dòng)能定理的理解。
考慮到所講授的學(xué)生已達(dá)到高二,在高一一年的學(xué)習(xí)鍛煉中已基本掌握了高中物理的學(xué)習(xí)方法。也有較好的抽象思維和邏輯推斷能力。講授這節(jié)課應(yīng)該比較容易。學(xué)生在前面分別學(xué)過(guò)做功和動(dòng)能的概念,動(dòng)能定理常用于解決運(yùn)動(dòng)學(xué)的問(wèn)題,學(xué)習(xí)好動(dòng)能定理非常重要,并為后一節(jié)的《機(jī)械能守恒定律》的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。在學(xué)習(xí)過(guò)程中,學(xué)生已經(jīng)知道實(shí)驗(yàn)探究和理論推導(dǎo)相結(jié)合的科學(xué)探究方法,在這里采用這種方法,是學(xué)生進(jìn)一步掌握,也更加容易理解。
以講授法為主多媒體手段等為輔,配合學(xué)生的自學(xué)、討論等多種形式的教法和學(xué)法。
一、引入新課
以一道例題引入新課,激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
例:例:一水平放置的圓盤可繞豎直轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng),質(zhì)量為m的`物塊放在圓盤上
離轉(zhuǎn)軸的距離為R,物塊隨轉(zhuǎn)盤由靜止開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)轉(zhuǎn)速增加到一定值時(shí),
物塊即將在轉(zhuǎn)臺(tái)上運(yùn)動(dòng)。已知物塊與轉(zhuǎn)盤之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為u,求在這一
過(guò)程中摩擦力對(duì)物塊所做的功?
提出這個(gè)問(wèn)題是為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。這道題目是典型的功能關(guān)系轉(zhuǎn)換,考慮到學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu),這道題以他們現(xiàn)有的知識(shí)難以解決。這樣很容易激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
二、復(fù)習(xí)提問(wèn)
1、什么叫動(dòng)能。
2、動(dòng)能與什么因素有關(guān)?
在初中學(xué)生已經(jīng)接觸過(guò)動(dòng)能,提出這兩個(gè)問(wèn)題便于學(xué)生回憶,有助于新課的講解。
三、新科講解
主要以板書配合多媒體講授,概念以多媒體形式展示,動(dòng)能定理的推導(dǎo)以板書形式為主。這樣設(shè)計(jì)主要是便于學(xué)生門理解記憶,因?yàn)槲锢砉揭约岸ɡ矶啥疾荒芩烙浻脖?,?yīng)該理解記憶。要不然就會(huì)出現(xiàn)知其然不知其所以然。也是為了鍛煉學(xué)生的邏輯思維能力。
四、講解開(kāi)課時(shí)引入的例題
解:分析:運(yùn)動(dòng)整個(gè)過(guò)程中重力、支持力、
向心力都不做功,做功的只有摩檫力,而且摩檫力
是變力,因此設(shè)想用動(dòng)能定理。
小物塊的初動(dòng)能為: ①
小物塊的末動(dòng)能為: ②
此題轉(zhuǎn)換為求小物塊的末速度v,小物塊做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的向心力由摩檫力提供,并且最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩檫力。于是有:③
所以:
有動(dòng)能定理可得:④此題得解
解開(kāi)學(xué)生的疑惑!
五、動(dòng)能定理的應(yīng)用
主要講解課本上的例題和練習(xí)題。
六、課堂練習(xí)
讓學(xué)生自己動(dòng)手做課后習(xí)題,有不明白的進(jìn)行講解。
七、課堂總結(jié)
口述本節(jié)課的重點(diǎn)、難點(diǎn)。(在本節(jié)課中,重點(diǎn)在講授中已經(jīng)突出,需學(xué)生理解記憶。難點(diǎn)主要在例題中突破,在講授過(guò)程中強(qiáng)調(diào)功能轉(zhuǎn)換。)
1、物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能叫做動(dòng)能。動(dòng)能定理:外力所做的功等于動(dòng)能的改變量。
2、根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,演繹推導(dǎo)動(dòng)能定理,體現(xiàn)了運(yùn)用數(shù)學(xué)解決物理問(wèn)題的思想。
3、動(dòng)能定理中所說(shuō)的外力可以是任意的力,功是指所有作用在物體上的外力的合力的功。要使學(xué)生分清過(guò)程量與狀態(tài)量之間的關(guān)系。
4、優(yōu)越性:動(dòng)能定理只涉及物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的受力情況和初末狀態(tài);而不考慮運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的細(xì)節(jié),選擇適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)過(guò)程更是能簡(jiǎn)化求解過(guò)程。因此應(yīng)用動(dòng)能定理解題比較方便。尤其是物體在變力做功的情況下。
八、布置作業(yè)
教材“問(wèn)題與練習(xí)”第1、2、3題.
一、動(dòng)能
提問(wèn):在初中我們學(xué)過(guò)動(dòng)能的初步知識(shí),那么什么是物體的動(dòng)能?
?。?)、定義:物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量叫動(dòng)能。
提問(wèn):動(dòng)能的大小由什么決定?它是標(biāo)量還是矢量?
(2)、大小:
(3)、說(shuō)明:
①動(dòng)能是標(biāo)量,且總為正值,由物體的速率和質(zhì)量決定,與運(yùn)動(dòng)方向無(wú)關(guān);
提問(wèn):動(dòng)能的單位?
?、趧?dòng)能的單位:焦(J)
高一物理教學(xué)設(shè)計(jì)4
【教學(xué)目標(biāo)】
一、知識(shí)與技能
1、知道什么是機(jī)械能,知道物體的動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化。
2、正確推導(dǎo)重物自由下落過(guò)程中的機(jī)械能守恒,理解機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容,知道它的含義和適用條件。
3、在具體問(wèn)題中,能判定機(jī)械能是否守恒,并能列出機(jī)械能守恒的方程式。
二、過(guò)程與方法
1、學(xué)會(huì)在具體的問(wèn)題中判定物體的機(jī)械能是否守恒。
2、初步學(xué)會(huì)從能量轉(zhuǎn)化和守恒的觀點(diǎn)來(lái)解釋物理現(xiàn)象,分析問(wèn)題。
三、情感、態(tài)度與價(jià)值觀
通過(guò)機(jī)械能守恒的教學(xué),使學(xué)生樹(shù)立科學(xué)觀點(diǎn),理解和運(yùn)用自然規(guī)律,并用來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題。
【教學(xué)重點(diǎn)】
1、掌握機(jī)械能守恒定律的理論推證和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證過(guò)程。
3、掌握機(jī)械能守恒的條件。
4、在具體的問(wèn)題中能判定機(jī)械能是否守恒,并能列出機(jī)械能定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式。
【教學(xué)難點(diǎn)】
1、如何讓學(xué)生從事例中感受和猜想物體的機(jī)械能轉(zhuǎn)化遵循什么規(guī)律。
2、在實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證中如何處理紙帶,數(shù)據(jù)如何處理。
【教學(xué)方法】
情景創(chuàng)設(shè)法、分析推證法、探究與交流討論法。
【教具】
多媒體
【教學(xué)過(guò)程】
一、情景引入:視頻
回顧:動(dòng)能和重力勢(shì)能的概念。
提問(wèn):什么是機(jī)械能?
情景創(chuàng)設(shè)(視頻):瀑布、跳高
請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)提供的情景,描述它們的動(dòng)能、重力勢(shì)能是如何變化和轉(zhuǎn)化的?
生:水從高處下落:水的'重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。
跳高:運(yùn)動(dòng)員向上跳高的過(guò)程中,動(dòng)能減小,重力勢(shì)能增加;減小的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為增加的重力勢(shì)能。向下則反之。
通過(guò)以上事例的分析,你猜想減小的重力勢(shì)能與增加的動(dòng)能之間的關(guān)系是怎樣的?
學(xué)生猜想:
現(xiàn)在就通過(guò)探究來(lái)驗(yàn)證我們的猜想是否正確!
提問(wèn):要探究一個(gè)物理問(wèn)題可以從幾方面來(lái)探究?
二、理論分析
下面以最簡(jiǎn)單的例子從理論分析和實(shí)驗(yàn)探究?jī)煞矫鎭?lái)研究機(jī)械能的轉(zhuǎn)化與守恒問(wèn)題。
先從理論分析來(lái)研究重錘自由下落過(guò)程中機(jī)械能是否守恒
?、偃鐖D所示,忽略空氣阻力,設(shè)重物的質(zhì)量為m,當(dāng)重錘離地面高度為h1時(shí),重錘具有的機(jī)械能是:
E1=EK1+EP1=
結(jié)論:E1=EK1+EP1=
②當(dāng)重物繼續(xù)下落至離地面高度為h2處時(shí),重錘具有的機(jī)械能是:
E2=EK2+EP2=
結(jié)論:E2=EK2+EP2=
③試著比較重錘從h1高處下落到h2高處時(shí)動(dòng)能的增加量Ek與重力勢(shì)能的減少量△Ep相等嗎?(現(xiàn)在就從理論上去推導(dǎo)這兩個(gè)位置的機(jī)械能是否相等)
設(shè)問(wèn):如果相等會(huì)得出什么結(jié)論呢?
引導(dǎo)學(xué)生利用已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)的動(dòng)能定理或運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)分析推導(dǎo)得出△Ek =△Ep
既:
結(jié)論:由于動(dòng)能的增加量△Ek與重力勢(shì)能的減少量△Ep相等,因此E1=E2
上面是從分析重錘自由下落過(guò)程中得出的結(jié)論。這個(gè)結(jié)論具有普遍意義嗎?
提問(wèn):物體在做斜拋運(yùn)動(dòng)時(shí)這個(gè)結(jié)論也正確嗎?
分析圖中斜拋物體的頻閃照片,你也能得出“斜拋物體的動(dòng)能和勢(shì)能互相轉(zhuǎn)化,但在任一位置的機(jī)械能都相同”的結(jié)論嗎?(留給學(xué)生課后探究)
總結(jié):研究證明,在只有重力做功的情況下,不論物體是做直線運(yùn)動(dòng)還是做曲線運(yùn)動(dòng),這個(gè)結(jié)論都是正確的。
機(jī)械能守恒定律:在只有重力做功的情況下,物體的動(dòng)能和勢(shì)能可以互相轉(zhuǎn)化,而且機(jī)械能的總量保持不變。
即:E=EK+EP=恒量 三、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
提問(wèn):如何設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律呢?
在現(xiàn)有器材的條件下,這節(jié)課推薦大家用自由下落的重物和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。
實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示:
【儀器和器材】
電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,學(xué)生電源,方座支架,直尺,重錘,紙帶,復(fù)寫紙,導(dǎo)線。
實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作:
引導(dǎo)學(xué)生:
⑴如何選擇紙帶
提問(wèn):某個(gè)位置的機(jī)械能能不能測(cè)量?怎樣測(cè)量?
?、迫绾螠y(cè)量記數(shù)點(diǎn)的速度?即:V1,V2的速度。
⑶如何測(cè)量重物的重力勢(shì)能的減少量mg△h和動(dòng)能的增加量 ?并用這兩個(gè)量來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒。
由于數(shù)據(jù)比較多我給大家提供了一組參考的數(shù)據(jù)表格,同學(xué)們可以根據(jù)自己的實(shí)際情況設(shè)計(jì)更加具體的實(shí)驗(yàn)步驟和數(shù)據(jù)表格。
數(shù)據(jù)處理參考表格(并借助計(jì)算機(jī)數(shù)表軟件處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù))
學(xué)生分組實(shí)驗(yàn):
?、爬蠋熂皶r(shí)觀察學(xué)生的實(shí)驗(yàn)并與學(xué)生互動(dòng)。
?、茖?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析與處理
⑶學(xué)生匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果
這節(jié)課我們借助計(jì)算機(jī)數(shù)表輔助數(shù)據(jù)處理。這樣使我們處理數(shù)據(jù)更加的簡(jiǎn)單,方便。 四、交流討論(作業(yè))
一個(gè)學(xué)生騎自行車沿著斜坡自然下滑時(shí),機(jī)械能是否守恒。
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