8.4 机械能守恒定律 (第1课时) 教案 -2023-2024学年高一下学期物理人教版(2019)必修第二册

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8.4 机械能守恒定律 (第1课时) 教案 -2023-2024学年高一下学期物理人教版(2019)必修第二册

资源简介

8.4《机械能守恒定律》学案
学校(单位) 姓名 开课时间
学习主题
8.4 机械能守恒定律(第1课时)
课标要求
1、体会守恒观念对认识物理规律的重要性。 2、理解机械能守恒定律。 3、能用机械能守恒定律分析生产生活中的有关问题。
学习目标
一、核心素养 1、物理观念和应用 (1)机械能守恒定律可由动能定理和动能变化、重力做功和重力势能的变化,弹力做功和弹性势能的变化演绎推导得出,学生需要掌握这几个重要的功能关系。 (2)理解机械能守恒定律的内容和表达式。 (3)明确机械能守恒定律所描述的系统对象,理解机械能守恒定律的适用条件。 2、科学探究和交流 (1)理解机械能守恒定律的演绎推理过程。 (2)学生需要运用实验方法,通过实验验证机械能守恒定律 (3)学生需要通过建立物理模型、分析物理规律等方法,研究机械能守恒的本质和应用。 3、科学思维和创新 (1)通过追寻守恒量,培养学生科学探究的思维方式,能够提出问题、设计实验、收集数据和分析结论。 (2)学生需要运用科学方法,探究机械能守恒的实验现象和原理,加深对物理规律的理解和掌握。 (3)学生应在课堂讨论中积极发表观点,分享对机械能守恒定律的理解和应用,提高自己的思考能力。 4、科学态度和责任 (1)培养学生探究问题的兴趣和习惯,保持对知识的好奇心和求知欲,积极探究物理问题。 (2)培养学生合作和交流能力,积极参与科学研究和应用。 (3)学生要关注实际生活中的物理现象,发挥创新精神,将所学知识应用于实际问题的解决。 二、学习目标: 1、体会守恒关系是自然界中客观存在着的一种重要的关系,能量概念的引入是科学前辈们追寻守恒量的重要事例之一。 2、进一步深入理解功和能的概念以及功能关系。 3、经历机械能守恒定律的推导,进一步体会演绎推理是科学研究中的一种重要方法。 4、理解机械能守恒定律的内容和表达式。 5、会从做功和能量转化的角度判断机械能是否守恒。 6、应用机械能守恒定律分析日常生活中的相关现象。
评价任务
1、通过分析理想斜面实验和摆球的运动,体会能量概念的引入是科学前辈们追寻守恒量的重要事例之一。 2、通过对实心球上抛、摆球摆动、玩具飞机弹射等情境的分析,能从中抽象出相应的物理模型,并能进行受力分析、做功分析和能量分析。 3、能根据功能关系对机械能守恒定律进行演绎推导。 4、理解机械能守恒定律的内容和表达式。 5、理解机械能守恒定律的成立条件,能判断物体系统的机械能是否守恒。 6、能应用机械能守恒定律分析日常生活中的相关现象。
资源与建议
【学习建议】 1、复习受力分析、牛顿第二定律、运动学规律等必修一的知识 2、复习重力势能的改变与重力做功的关系、弹性势能的改变与弹力做功的关系、动能的改变与合力做功的关系。 【课前准备】 1、制作多媒体教学课件。 2、理想斜面实验演示、碰鼻实验。 3、应用Tracker、PotPlayer、Excel等软件进行实验数据采集和分析。
学习过程
一、追寻守恒量 任务1:分析伽利略理想斜面实验:小球从距斜面底端高h处静止释放,忽略一切阻力。分析小球在运动过程中,什么物理量是变化的?什么是不变的?试推导在另一侧斜面的上升高度。 二、动能和势能的相互转化 任务2.1:分析被竖直向上抛出的实心球的的受力、做功和能量转化。 建立物理模型:________________ 受力分析:____________________ 做功及能量分析:(1)上升过程:_______________________ (2)下降过程:_______________________ 任务2.2:分析大铁锤在摆动过程的的受力、做功和能量转化。 建立物理模型:________________ 受力分析:____________________ 做功及能量分析:(1)A到O过程:_______________________ (2)O到B过程:_______________________ 【总结1】___________________________________时,系统的重力势能和动能相互转化。 任务2.3:分析物体被弹出过程的的受力、做功和能量转化。 建立物理模型:________________ 受力分析:____________________ 做功及能量分析:(1)A到O过程:_______________________ (2)O到B过程:_______________________ 【总结2】___________________________________时,系统的弹性势能和动能相互转化。 任务2.4:分析物体在向下运动过程的的受力、做功和能量转化。 建立物理模型:________________ 受力分析:____________________ 做功及能量分析:___________________________________________________ ___________________________________________________ 【总结3】_______________________________________时,系统的重力势能、弹性势能和动能相互转化 三、机械能 1、___________、___________和___________都是机械运动中的能量形式,统称为机械能。 2、机械能具有___________性、___________性。 提出问题:上述分析几个动能和势能的相互转化情境中,是否有哪个物理量守恒? 科学猜想:_______________________守恒 验证: 方法1——实验验证 【结论】_____________________________________________________时,总的机械能保持不变。 方法2——理论推导 演绎推理 任务3:小球m从A到B过程中: (1)受力分析和做功分析; (2)根据动能定理分析动能的变化; (3)分析重力做功与重力势能的变化; (4)分析小球在A、B的机械能关系。 【结论】_____________________________________________________时,系统重力势能和动能可以相互转化,总的机械能保持不变。 【结论】_____________________________________________________时,系统弹性势能和动能可以相互转化,总的机械能保持不变。 四、机械能守恒定律 1、内容:在只有_______________做功和_______________做功的系统中,物体间只发生_______________,而_______________的总量保持不变。 2、表达式: (1)状态式:_______________________(必须先选零势能面) (2)转化式:_______________________ 任务4:分析以下例子,总结机械能守恒的条件。 3、机械能守恒成立条件:________________________________________ 任务5:若小球m在黏性较大的液体中下落,系统的机械能是否守恒?机械能是否可以凭空产生或消失? 【结论】_____________________________________________________时,系统机械能改变。 但___________________依然守恒。 拓展作业:生活中有哪些现象机械能可能是守恒的?你能抽象出其中的物理模型并进行理论推导或实验验证吗? 课堂总结及自我评价
学后反思
收获了哪些知识?解决了什么生活实际问题? 运用了什么物理方法解决问题? 生活中还有什么现象与机械能守恒定律有关?能否运用所学知识解释?

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