2019-2020年高一物理第一節(jié) 追尋守恒量教案 新課標(biāo) 人教版.doc
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2019-2020年高一物理第一節(jié) 追尋守恒量教案 新課標(biāo) 人教版 教學(xué)目標(biāo)： 1、了解勢能、動能的概念 2、初步建立機(jī)械能守恒和能量守恒的思想 3、通過守恒觀點(diǎn)的建立使學(xué)生樹立科學(xué)的世界觀 教學(xué)重難點(diǎn)： 通過對具體事例的分析建立守恒的思想 教具： 單擺，玻璃棒若干根。 教學(xué)過程： ［引入］： 問題：在一個大熱天，小強(qiáng)和小明呆在小強(qiáng)家里玩游戲，兩人熱得是滿頭大汗，可小強(qiáng)家里沒有空調(diào)，怎么辦呢？最后還是小明反應(yīng)快，他對小強(qiáng)說：“你家不是有冰箱嗎，咱們把冰箱的門開著，不就可以降溫了嗎！”于是，他們把門窗關(guān)好，把冰箱門開著，他們能達(dá)到預(yù)期的效果嗎？ ［新課］： 一．關(guān)于理想實(shí)驗 問題：伽利略的理想實(shí)驗的內(nèi)容？小球怎樣運(yùn)動的？為什么這樣運(yùn)動？（從力的角度） 內(nèi)容：如圖所示，讓小球從斜面１由靜止開始滾下，小球?qū)L上斜面２，如果沒有摩擦，小球?qū)L到與斜面１等高的地方。 １ ２ 解釋：當(dāng)小球在斜面1上向下滾時，重力沿斜面向下的分力使小球做加速運(yùn)動，小球的速度越來越大；當(dāng)小球滾上斜面2時，重力沿斜面向下的分力使小球做減速運(yùn)動，小球的速度越來越小。 但從動力學(xué)的角度不能解釋小球為什么會到達(dá)與斜面1上等高的地方，不會高也不會低。事實(shí)上，這一特點(diǎn)說明小球在運(yùn)動的過程中，有一個量是不變的，即守恒的。這個量就是能量或能。 二．兩種形式的能 1．相互作用的物體憑借其位置而具有的能量叫做勢能。（重力勢能、彈性勢能） 2．物體由于運(yùn)動而具有的能量叫做動能。 解釋：當(dāng)小球被抬高時，它獲得了一定量的重力勢能，隨著小球向下運(yùn)動，它的重力勢能逐漸減少，但它的速度逐漸增大，即它的動能逐漸增加；當(dāng)小球沿著斜面2向上運(yùn)動時，過程與在斜面１上相反。 討論：小球要達(dá)到與斜面1等高的地方，必須滿足什么條件？ 提示：（1）小球在初始位置的重力勢能與小球到達(dá)底端時的動能具有什么關(guān)系？ （2）小球在其它位置的能量與小球在初始位置的重力勢能有什么關(guān)系？ 如果沒有摩擦，小球向下運(yùn)動時，重力勢能向動能轉(zhuǎn)化，小球在斜面底端的動能等于小球在初始位置時的重力勢能，當(dāng)小球向上運(yùn)動時，動能向重力勢能轉(zhuǎn)化，小球上升到最高位置時的重力勢能與底端時的動能相等，所以小球一定上升到與斜面1等高的地方。事實(shí)上，小球在任何位置的動能與重力勢能之和都相等，即機(jī)械能守恒。 三．拓展 讓學(xué)生列舉生活現(xiàn)象并加以討論。 秋千（單擺），過山車，鉆木取火，電爐絲通電發(fā)熱，植物的光合作用，以及解釋開頭提出的問題。把守恒的觀點(diǎn)推廣到多個物體和其它形式的能。 5．2 功 知識與技能： 1．知道功的定義及做功的兩個因素。 2．知道功的一般公式。 3．理解正功和負(fù)功的意義。 4．學(xué)會總功的計算。 過程與方法： 1．理解功的一般公式的推導(dǎo)過程(力做功的等效思想)，搞清楚為什么要把力進(jìn)行正交分解，將位移進(jìn)行進(jìn)行正交分解可以嗎？提高學(xué)生邏輯思維的能力 2．理解求總功可以通過求合力來求、也可以通過先求各個分力的功再求其代數(shù)和，并比較其優(yōu)劣 情感與價值觀： 理性而全面思考問題，培養(yǎng)學(xué)生的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度 教學(xué)重難點(diǎn)：功的一般公式的推導(dǎo)；正功和負(fù)功 教學(xué)過程： 問題1：投影展示并提問什么力如何使物體什么能發(fā)生變化？ ①手推小車 ②瀑布 ③水輪機(jī) ④鉆石取火 ⑤飛機(jī)升空 問題2：回憶并討論初中階段對功是如何定義的？說說力對物體做功的條件。 F s 甲 F s 乙 s a 丙 F s a 丙-1 F F1 F2 s a 丙-2 F s2 s1 問題3：若力的方向與物體發(fā)生位移（初中講是路程）方向有一定的夾角為α，力對物體做的功如何求呢？ 問題4：對丙-1，為什么可以將F進(jìn)行分解，為什么要這樣正交分解？（等效且F2做的功為零，有利于簡化），得出的結(jié)論如何？ 問題5：可以將s按丙-2進(jìn)行正交分解嗎？（可以）這樣做有什么好處？（等效、方便、簡化），得出的結(jié)論如何？與比較問題4說明了什么？（殊途同歸） 問題6：對功的一般公式W＝FScosα是如何理解的？ （①功是標(biāo)量、過程量；②F一般為恒力，可以是某一個力也可以是幾個力的合力，但要求這個合力也是恒力，若作用力是變力，千萬不能用；③S為力F作用時物體所發(fā)生的位移，不一定是力的方向上的位移；④α是F與S的夾角；⑤要計算功只要找恒力F、S和α就可以了，不必計較物體的做怎樣的運(yùn)動） θ F S θ＝30 θ F S θ＝150 θ＝30 S F θ 例1： 請找出計算功中的α（α的理解很重要，細(xì)節(jié)決定成敗） 例2：某足球運(yùn)動員用200N的力把質(zhì)量為1㎏的球踢出去，球滾動了50m停下來，g取10m/s2，則該運(yùn)動員踢球做的功為多少？（注意學(xué)生會亂套公式，提醒學(xué)生怎樣正確理解、運(yùn)用功的一般公式） 問題7：在用功的一般公式力對物體做功時，你發(fā)現(xiàn)了W有正負(fù)了嗎？怎么認(rèn)識？若力對物體做功是負(fù)的，說明功的方向與運(yùn)動方向或位移方向向反嗎？ （①當(dāng)α＜90時，cosα＞0,W＞0，力做正功，力為動力；②當(dāng)α＝90時，cosα＝0,W＝0，力不做功；③當(dāng)90＜α＜180時，cosα＜0,W＜0，力做負(fù)功，力為阻力。力做負(fù)功也可以說成物體克服力做正功。) 問題8：若力對物體做功是負(fù)的，說明功的方向與運(yùn)動方向或位移方向向反嗎？說明什么？ （功是標(biāo)量）那么這個負(fù)是什么意義？（力為阻力，說明能量的轉(zhuǎn)化方向是物體向外轉(zhuǎn)化） 問題9：一個物體受到的力往往不是一個，而且往往有許多力對物體做功，那么如何求幾個力對物體做的合功？ （①先求各個力分別對物體所做功，再求其代數(shù)和；②先求出合外力，再求合外力做的功。） 37 m 例3：如圖所示，質(zhì)量為m=1Kg的小物體，從長為5m傾角為37的斜面頂端靜止釋放，小物體與斜面間動摩擦因數(shù)為m=0.5，則在小物體從靜止釋放直至斜面底端的過程中。求：小物體所受外力做的總功為多少？ 例4：將質(zhì)量為m的物體豎直向上拋出，上升的最大高度為h，運(yùn)動過程中空氣對物體的阻力大小恒為f，則在物體從拋出直至落回到拋出點(diǎn)的過程中，重力對物體所做的功為 ，空氣阻力對物體所做的功為 ，整個過程中外力對物體做的總功為 。 作業(yè)：教材P6 2、3、4 五、重力勢能 教學(xué)目標(biāo) 知識目標(biāo) 1、理解重力熱能的概念，會用重力勢的定義進(jìn)行計算。 2、理解重力勢能的變化和重力做功的關(guān)系，知道重力做功與路徑無關(guān) 。 3、知道重力勢能的相對性。 4、了解彈性勢能。 能力目標(biāo) 1、根據(jù)功和能的關(guān)系，推導(dǎo)出重力勢能的表達(dá)式； 2、學(xué)會從功和能的關(guān)系上解釋和分析物理形象。 德育目標(biāo) 滲透從對生活中有關(guān)物理現(xiàn)象的觀察，得到物理結(jié)論的方法，激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生探索自然規(guī)律的興趣。 教學(xué)重點(diǎn) 重力勢能的概念及重力做功跟物體重力勢能改變的關(guān)系。 教學(xué)難點(diǎn) 重力勢能的系統(tǒng)性和相對性 教學(xué)方法 實(shí)驗觀察法、分析歸納法、講練法 教學(xué)用具 鐵球（大小、質(zhì)量均不同的兩個）、透明玻璃容器、沙子、投影片 課時安排 1課時 教 學(xué) 步 驟 導(dǎo)入新課 打樁機(jī)的重錘從高處落下時，可以把水泥打進(jìn)地里，為什么？ 學(xué)生：因為重錘具有重力勢能。 教師那么什么是重力勢能？ 學(xué)生：物體由于被舉高而具有的能量叫重力勢能。 演示實(shí)驗： 在一個透明的玻璃容器內(nèi)裝上沙子。 實(shí)驗一：用一個鐵球從不同高度釋放，觀察鐵球落在沙子中的深度。 實(shí)驗二：用大小不同的兩鐵球從同一高度釋放，觀察鐵球落在沙子中的深度。 學(xué)生回答觀察的現(xiàn)象： 在實(shí)驗一中，鐵球的釋放高度越大，鐵球落在沙子中的深度越大。 在實(shí)驗二中，質(zhì)量大的鐵球落在沙子中的深度越大。 教師：通過上述演示，我們可以定性得到：重力勢能跟物體的質(zhì)量和高度都有關(guān)系，且物體的質(zhì)量越大，高度越大，重力勢能就越大。 引入：那么，怎樣定時地表示重力勢能呢？ 板書課題：重力勢能 新課教學(xué) （一）重力勢能： 1、教師舉例： 把一個質(zhì)量為m的物體豎直向上拋出，在它上升和下落的過程中，，重力分別做什么功？重力勢能如何變化？ 學(xué)生：上升過程中，物體克服重力做功（重力做負(fù)功），物體的重力勢能增大。 下落過程中，重力做正功，重力勢能減小。 教師：我們前邊學(xué)過了功和能之間的關(guān)系，我們知道力對物體做了多少功，物體的能量就將變化多少，那么同學(xué)們認(rèn)為重力所做的功與物體重力勢能的變化之間有什么關(guān)系？ 學(xué)生：重力所做的功等于物體的重力勢能的變化。 2、上邊我們定性分析了重力所做的功等于物體重力勢能的變化，下邊我們再來分析一個例子： ①用投影片出示問題： 質(zhì)量為m的物體從高度為h1的A點(diǎn)下落到高度為h2的B點(diǎn)，重力所做的功為多少？ ②學(xué)生求解得到： 重力所做的功為：WG=mg△h=mg(h1- h2) ③教師：前邊我們結(jié)合功和能的關(guān)系分析得到重力所做的功等于物體重力勢能的變化，而我們經(jīng)過推導(dǎo)又得到重力所做的功等于mgh這個量的變化，所以在物理學(xué)中就用mgh這個式子來表示物體的重力勢能。 板書：EP=mgh ④推導(dǎo)重力勢能的單位： J ⑤重力勢能是標(biāo)量。 3、據(jù)重力做功與重力勢能變化之間的關(guān)系進(jìn)行討論： ①教師：我們用EP1=mgh1來表示物體在初位置的重力勢能，用EP2=mgh2來表示物體在末位置的重力勢能，則WG= EP1 -EP2 ②學(xué)生討論得到： 當(dāng)物體由高處向低處運(yùn)動時，h1 >h2,WG>0 ，∴EP1>EP2 當(dāng)物體由低處向高處運(yùn)動時，h1下載提示(請認(rèn)真閱讀)
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