教学目标
1、知识与能力
知道机械能包括动能和势能、
能用实例说明动能和势能之间可以相互转化,能解释有关动能、重力势能、弹性势能之间相互转化的简单现象、
初步了解机械能守恒的含义、
2、过程与方法
通过观察和实验,认识动能和势能之间的相互转化的过程、
动手设计实验,勇于探索自然现象和身边的物理道理、
3、情感态度与价值观
关心机械能与人们生活的联系,有将机械能应用于生活的意识、
乐于参加观察、实验、制作等科学实践、
教学重点与难点:
能量守恒的理解和动能和势能的转化、
教学方法:实验演示法、分析归纳法
教学用具:粉笔、滚摆、单摆、上发条的玩具小车等
教学过程:
一、引入新课
手持粉笔头举起。以此事例提问:被举高的粉笔具不具有能量?为什么?
学生回答提问后,再引导学生分析粉笔头下落的过程。首先提出,当粉笔头下落路过某一点时,粉笔头具有什么能量?(此时既有重力势能,又有动能)继而让学生比较在该位置和起始位置,粉笔头的重力势能和动能各有什么变化?(重力势能减少,动能增加)
在粉笔头下落的过程,重力势能和动能都有变化,自然界中动能和势能变化的事例很多,下面我们共同观察滚摆的运动,并思考动能和势能的变化。
二、进行新课
机械能:让学生分析静止在桌面上的粉笔是否具有能量?(具有重力势能)继而让学生分析在空中下落的粉笔具有什么能?通过分析得知下落的粉笔既有动能,又有势能。
动能和势能统称为机械能。一个物体既有动能,又有势能,那么动能和势能的和就是它的总机械能。
实验1:滚摆实验。新-课-标-第-一-网
出示滚摆,并简单介绍滚摆的构造及实验做法。事先应在摆轮的侧面某处涂上鲜明的颜色标志,告诉学生观察颜色标志,可以判断摆轮转动的快慢。
引导学生复述并分析实验中观察到的现象。开始释放摆轮时,摆轮在最高点静止,此时摆轮只有重力势能,没有动能。摆轮下降时其高度降低,重力势能减少;摆轮旋转着下降;而且越转越快,其动能越来越大。摆轮到最低点时,转动最快,动能最大;其高度最低,重力势能最小。在摆轮下降的过程中,其重力势能逐渐转化为动能。
仿照摆轮下降过程的分析,得出摆轮上升过程中,摆轮的动能逐渐转化为重力势能。
实验2:单摆实验。
此实验摆绳宜长些,摆球宜重些。最好能挂在天花板上,使单摆在黑板前,平行于黑板振动,以便在黑板上记录摆球运动路线中左、右最高点和最低点的位置。分析单摆实验时,摆球高度的变化比较直观,而判断摆球速度大小的变化比较困难,可以从摆球在最高点前后运动方向不同,分析摆球运动到最高点时的速度为零,作为这一难点的突破口。顺便指出像单摆这种往复的运动,在物理学中叫做振动。
综述实验1、2,说明动能和重力势能是可以相互转化的。
实验3:弹性势能和动能的相互转化。
演示课本动能和弹性势能的转化实验。实验可分两步做。首先手持着木球将弹簧片推弯,而后突然释放木球,木球在弹簧片的作用下在水平槽内运动。让学生分析在此过程中,弹性势能转化为动能。第二步实验,让木球从斜槽上端滚下,让学生观察木球碰击弹簧片的过程。然后,依据课本图1—7,甲→乙图和乙→丙图分析动能转化为弹性势能和弹性势能转化为动能的过程。得出:动能和弹性势能也是可以相互转化的。
自然界中动能和势能相互转化的事例很多。其中有一些比较直观,例如:物体从高处落下、瀑布流水等这些事例也可以让学生列举,说明动能和势能的相互转化。有些事例比较复杂,例如:踢出去的足球在空中沿一条曲线(抛物线)运动过程中,动能和势能是如何相互转化的呢?(板画足球轨迹,依图分析)很明显,在上升过程中足球的重力势能增加;在下降过程中重力势能减少。接着再分析足球的速度。足球在最高点时不再上升,说明它向上不能再运动。所以,足球在上升过程中,速度逐渐变小;在下降过程中速度又逐渐变大。通过以上分析,可以看到足球在上升阶段动能转化为重力势能;在下降阶段重力势能转化为动能。
人造地球卫星在运行过程中,也发生动能和重力势能的相互转化。卫星由近地点
向远地点运行时动能减小,重力势能增大,动能向重力势能转化。直到远地点时,动能最小,重力势能最大。卫星由远地点向近地点运行时,重力势能向动能转化。在卫星运行过程中,不断地有动能和势能的相互转化。
三、小结:
四、布置作业:课后“动手动脑学物理”。
板书设计:
机械能及其转化
1、动能与势能统称为机械能。
2、动能和势能可以相互转化。
3、如果只有动能和势能的转化,机械能是守恒的。
教学后记:
一、教材分析
本节内容是高中物理教材第五章匀速圆周运动中的一节,在此之前,学生已经学习过匀速圆周运动的概念以及描述匀速圆周运动的物理量。本节是本章的重点,学好这一节可以为学好本章应用部分以及万有引力知识作必要准备。
二、教学目标
1.知识目标:理解什么是向心力,什么是向心加速度。能运用向心力和向心加速度的公式解答有关问题。
2.能力目标:懂得用控制变量法研究物理问题,培养学生的实验能力、分析能力、解决实际问题的能力。
3.情感目标:学习科学研究方法和科学研究态度。
三、教学重点与难点
1.重点:向心力大小与m、r、ω的关系
2.难点:①理解向心力的概念②理解公式a=rw 2 和a=v 2 /r
四、教学方法:
由于学生刚刚步入高中,对高中物理学习还缺乏方法,习惯于硬套公式,而本节内容涉及公式较多,会给学生带来较大的困难,所以需要教师引导学生主动探究,自己归纳结论,理解记忆公式,从而达到能灵活运用的目的。
因此本课采用引导探究式教学法,该教学法以解决问题为中心,注重学生的独立钻研,着眼于创造思维的培养,充分发挥学生的主动性。其主要程序是:提出问题→科学猜想→设计实验→探索研究→得出结论→指导实践。它不仅重视知识的获得,而且更重视学生获取知识的过程及方法,更加突出了学生的主动学习。学生活动约占课时的 1/2,课堂气氛将比较活跃,能真正体现以教为主导,以学为主体的教学思想。
五、教学用具
1.多媒体、录象短片、课件
2.学生分组实验器材:弹簧秤,绳子,小球(若干个),圆珠笔杆套
六、教学过程
(一)向心力概念:
复习上节内容,播放几个匀速圆周运动实例的录象短片,引导学生逐一进行受力分析,让学生发现,做匀速圆周运动的物体受到的合力总是指向轨迹圆心,从而得出向心力的概念,理解向心力是做匀速圆周运动物体所受的合力,是按效果命名的,并理解它的方向和作用。
(二)向心力大小与哪些因素有关
1.展示情景,提出问题
首先播放小孩拿着带绳子的玩具抡圈圈的画面和赛车因速度过大而脱离轨道的片段,创设情景,让学生感受到物体做匀速圆周运动需要一定的向心力,否则物体将脱离圆轨道。然后设问:质量为 m的物体以角速度ω做半径为r的匀速周运动时,究竟需要多大的向心力?引出探究向心力大小这一研究课题。
2.思维发散,科学猜想
鼓励学生大胆猜测:假如你是历史上第一个研究向心力大小的人,猜猜看向心力可能与哪些因素有关?并指出科学猜想是研究自然科学的一种广泛应用的思想方法。