高一物理教案 功和能教案

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1、高一物理教案 功和能教案 　　高一物理教案 功和能教案 功和能 一、教學(xué)目標(biāo) 1.在學(xué)習(xí)機(jī)械能守恒定律的根底上 ,研究有重力、彈簧彈力以外其它力做功的情況 ,學(xué)習(xí)處理這類問題的方法。 2.對(duì)功和能及其關(guān)系的理解和認(rèn)識(shí)是本章教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容 ,本節(jié)教學(xué)是本章教學(xué)內(nèi)容的總結(jié)。通過本節(jié)教學(xué)使學(xué)生更加深入理解功和能的關(guān)系 ,明確物體機(jī)械能變化的規(guī)律 ,并能應(yīng)用它處理有關(guān)問題。 3.通過本節(jié)教學(xué) ,使學(xué)生能更加全面、深入認(rèn)識(shí)功和能的關(guān)系 ,為學(xué)生今后能夠運(yùn)用功和能的觀點(diǎn)分析熱學(xué)、電學(xué)知識(shí) ,為學(xué)生更好理解自然界中另一重要規(guī)律能的轉(zhuǎn)化和守恒定律打下根底。 二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析 1.重點(diǎn)是使學(xué)生

2、認(rèn)識(shí)和理解物體機(jī)械能變化的規(guī)律 ,掌握應(yīng)用這一規(guī)律解決問題的方法。在此根底上 ,深入理解和認(rèn)識(shí)功和能的關(guān)系。 2.本節(jié)教學(xué)實(shí)質(zhì)是滲透功能原理的觀點(diǎn) ,在教學(xué)中不必出現(xiàn)功能原理的名稱。功能原理內(nèi)容與動(dòng)能定理的區(qū)別和聯(lián)系是本節(jié)教學(xué)的難點(diǎn) ,要解決這一難點(diǎn)問題 ,必須使學(xué)生對(duì)功是能量轉(zhuǎn)化的量度的認(rèn)識(shí) ,從籠統(tǒng)、淺薄地了解深入到十清楚確認(rèn)識(shí)某種形式能的變化 ,用什么力做功去量度。 3.對(duì)功、能概念及其關(guān)系的認(rèn)識(shí)和理解 ,不僅是本節(jié)、本章教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn) ,也是中學(xué)物理教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。通過本節(jié)教學(xué)應(yīng)使學(xué)生認(rèn)識(shí)到 ,在今后的學(xué)習(xí)中還將不斷對(duì)上述問題作進(jìn)一步的分析和認(rèn)識(shí)。 三、教具 投影儀、投

3、影片等。 四、主要教學(xué)過程 (一)引入新課 結(jié)合復(fù)習(xí)機(jī)械能守恒定律引入新課。 提出問題： 1.機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容及物體機(jī)械能守恒的條件各是什么? 評(píng)價(jià)學(xué)生答復(fù)后 ,教師進(jìn)一步提問引導(dǎo)學(xué)生思考。 2.如果有重力、彈簧彈力以外其它力對(duì)物體做功 ,物體的機(jī)械能如何變化?物體機(jī)械能的變化和哪些力做功有關(guān)呢?物體機(jī)械能變化的規(guī)律是什么呢? 教師提出問題之后引起學(xué)生的注意 ,并不要求學(xué)生答復(fù)。在此根底上教師明確指出： 機(jī)械能守恒是有條件的。大量現(xiàn)象說明 ,許多物體的機(jī)械能是不守恒的。例如從車站開出的車輛、起飛或降落的飛機(jī)、打入木塊的子彈等等。 分析上述物體機(jī)械能不守恒的原因：從車站開

4、出的車輛機(jī)械能增加 ,是由于牽引力(重力、彈力以外的力)對(duì)車輛做正功;射入木塊后子彈的機(jī)械能減少 ,是由于阻力對(duì)子彈做負(fù)功。 重力和彈力以外的其它力對(duì)物體做功和物體機(jī)械能變化有什么關(guān)系 ,是本節(jié)要研究的中心問題。 (二)教學(xué)過程設(shè)計(jì) 提出問題：下面我們根據(jù)已掌握的動(dòng)能定理和有關(guān)機(jī)械能的知識(shí) ,分析物體機(jī)械能變化的規(guī)律。 1.物體機(jī)械能的變化 問題：質(zhì)量m的小滑塊受平行斜面向上拉力F作用 ,沿斜面從高度h1上升到高度h2處 ,其速度由v1增大到v2 ,如下圖 ,分析此過程中滑塊機(jī)械能的變化與各力做功的關(guān)系。 引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)動(dòng)能定理進(jìn)一步分析、探討小滑塊機(jī)械能變化與做功的關(guān)系。歸納學(xué)生分

5、析 ,明確： 選取斜面底端所在平面為參考平面。根據(jù)動(dòng)能定理W=Ek ,有 由幾何關(guān)系 ,有sinL=h2-h1 即FL-fL=E2-E1=E 引導(dǎo)學(xué)生理解上式的物理意義。在學(xué)生答復(fù)的根底上教師明確指出： (1)有重力、彈簧彈力以外的其它力對(duì)物體做功 ,是使物體機(jī)械能發(fā)生變化的原因; (2)重力和彈簧彈力以外其它力對(duì)物體所做功的代數(shù)和 ,等于物體機(jī)械能的變化量。這是物體機(jī)械能變化所遵循的根本規(guī)律。 2.對(duì)物體機(jī)械能變化規(guī)律的進(jìn)一步認(rèn)識(shí) (1)物體機(jī)械能變化規(guī)律可以用公式表示為W外=E2-E1或W外=E 其中W外表示除重力、彈簧彈力以外其它力做功的代數(shù)和 ,E1、E2分別表示物體

6、初、末狀態(tài)的機(jī)械能 ,E表示物體機(jī)械能變化量。 (2)對(duì)W外=E2-E1進(jìn)一步分析可知： (i)當(dāng)W外0時(shí) ,E2E1 ,物體機(jī)械能增加;當(dāng)W外0時(shí) ,E2 (ii)假設(shè)W外=0 ,那么E2=E1 ,即物體機(jī)械能守恒。由此可以看出 ,W外=E2-E1是包含了機(jī)械能守恒定律在內(nèi)的、更加普遍的功和能關(guān)系的表達(dá)式。 (3)重力、彈簧彈力以外其它力做功的過程 ,其實(shí)質(zhì)是其它形式的能與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的過程。 例1.質(zhì)量4.0103kg的汽車開上一山坡。汽車沿山坡每前進(jìn)100m ,其高度升高2m。上坡時(shí)汽車速度為5m/s ,沿山坡行駛500m后速度變?yōu)?0m/s。車行駛中所受阻力大小是車重的0.

7、01倍 ,試求：(1)此過程中汽車所受牽引力做功多少?(2)汽車所受平均牽引力多大?取g=10m/s2。此題要求用物體機(jī)械能變化規(guī)律求解。 引導(dǎo)學(xué)生思考與分析： (1)如何依據(jù)W外=E2-E1求解此題?應(yīng)用該規(guī)律求解問題時(shí)應(yīng)注意哪些問題? (2)用W外=E2-E1求解此題 ,與應(yīng)用動(dòng)能定理W=Ek2-Ek1有什么區(qū)別? 歸納學(xué)生分析的結(jié)果 ,教師明確給出例題求解的主要過程： 取汽車開始時(shí)所在位置為參考平面 ,應(yīng)用物體機(jī)械能變化規(guī)律W外=E2-E1解題時(shí) ,要著重分析清楚重力、彈力以外其它力對(duì)物體所做的功 ,以及此過程中物體機(jī)械能的變化。這既是應(yīng)用此規(guī)律解題的根本要求 ,也是與應(yīng)用動(dòng)能

8、定理解題的重要區(qū)別。 例2.將一個(gè)小物體以100J的初動(dòng)能從地面豎直向上拋出。物體向上運(yùn)動(dòng)經(jīng)過某一位置P時(shí) ,它的動(dòng)能減少了80J ,此時(shí)其重力勢(shì)能增加了60J。物體在運(yùn)動(dòng)中所受空氣阻力大小不變 ,求小物體返回地面時(shí)動(dòng)能多大? 引導(dǎo)學(xué)生分析思考： (1)運(yùn)動(dòng)過程中(包括上升和下落) ,什么力對(duì)小物體做功?做正功還是做負(fù)功?能否知道這些力對(duì)物體所做功的比例關(guān)系? (2)小物體動(dòng)能、重力勢(shì)能以及機(jī)械能變化的關(guān)系如何?每一種形式能量的變化 ,應(yīng)該用什么力所做的功量度? 歸納學(xué)生分析的結(jié)果 ,教師明確指出： (1)運(yùn)動(dòng)過程中重力和阻力對(duì)小物體做功。 (2)小物體動(dòng)能變化用重力、阻力做功的

9、代數(shù)和量度;重力勢(shì)能的變化用重力做功量度;機(jī)械能的變化用阻力做功量度。 (3)由于重力和阻力大小不變 ,在某一過程中各力做功的比例關(guān)系可以通過相應(yīng)能量的變化求出。 (4)根據(jù)物體的機(jī)械能E=Ek+Ep ,可以知道經(jīng)過P點(diǎn)時(shí) ,物體動(dòng)能變化量大小Ek=80J ,機(jī)械能變化量大小E=20J。 例題求解主要過程： 上升到最高點(diǎn)時(shí) ,物體機(jī)械能損失量為 由于物體所受阻力大小不變 ,下落過程中物體損失的機(jī)械能與上升過程相同 ,因此下落返回地面時(shí) ,物體的動(dòng)能大小為 Ek=Ek0-2E=50J 本例題小結(jié)： 通過本例題分析 ,應(yīng)該對(duì)功和能量變化有更具體的認(rèn)識(shí) ,同時(shí)應(yīng)注意學(xué)習(xí)綜合運(yùn)用動(dòng)能定

10、理和物體機(jī)械能變化規(guī)律解決問題的方法。 思考題(留給學(xué)生課后練習(xí))： (1)運(yùn)動(dòng)中物體所受阻力是其重力的幾分之幾? (2)物體經(jīng)過P點(diǎn)后還能上升多高?是前一段高度的幾分之幾? 五、課堂小結(jié) 本小結(jié)既是本節(jié)課的第3項(xiàng)內(nèi)容 ,也是本章的小結(jié)。 3.功和能 (1)功和能是不同的物理量。能是表征物理運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量 ,物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化 ,物體運(yùn)動(dòng)形式發(fā)生變化 ,物體的能都相應(yīng)隨之變化;做功是使物體能量發(fā)生變化的一種方式 ,物體能量的變化可以用相應(yīng)的力做功量度。 (2)力對(duì)物體做功使物體能量發(fā)生變化 ,不能理解為功變成能 ,而是通過力做功的過程 ,使物體之間發(fā)生能量的傳遞與轉(zhuǎn)化。 (3)力做功可以使物體間發(fā)生能的傳遞與轉(zhuǎn)化 ,但能的總量是保持不變的。自然界中 ,物體的能量在傳遞、轉(zhuǎn)化過程中總是遵循能量守恒這一根本規(guī)律的。 六、說明 本節(jié)內(nèi)容的處理應(yīng)根據(jù)學(xué)生具體情況而定 ,學(xué)生根底較好 ,可介紹較多內(nèi)容;學(xué)生根底較差 ,不一定要求應(yīng)用物體機(jī)械能變化規(guī)律解題 ,只需對(duì)功和能關(guān)系有初步了解即可。 6 / 6