文档介绍：第五章《机械能及其守恒定律》
教材分析和教学建议
新教材第五章机械能及其守恒定律
1 追寻守恒量
2 功
3 功率 4 重力势能
5 探究弹性势能的表达式 6 探究功与物体速度变化的关系 7 动能和动能定理
8 机械能守恒定律
9 实验:验证机械能守恒定律
10 能量守恒定律与能源
原教材第八章机械能
一、功   二、功率 三、功和能  四、动能动能定理  五、重力势能  六、机械能守恒定律  七、机械能守恒定律的应用
*八、伯努利方程  实验:验证机械能守恒定律
☆原教材关于重力势能和动能的教学线索
(1).功和能:通过四个实例讲解“功是能能量转化的量度”
●运动员举重做了多少功,就有多少化学能转化为重物的重力势能;
●压缩的弹簧对小球做了多少功,就有多少弹性势能转化为动能;
●机车拉着列车加速,牵引力对列车做了多少功,就有多少内能转化为机械能;
●起重机提升重物,钢绳的拉力对重物做了多少功,就有多少电能转化为机械能。
(2).动能和动能定理:
●根据“飞机牵引力做了多少功,飞机的动能就增加多少”来确定动能表达式
●推导得出 FS =mv22/2-mv12/2 ,确定动能的表达式。
●把上述表达式的结论称为动能定理。
(3)重力势能:
●根据重力的功WG=mgh1-mgh2 确定重力势能表达式为mgh。
●说明重力功和物体势能变化的关系。
●说明重力做功跟路径无关。
从教学线索可以看出:原教材是以“功是能量转化的量度”结论为理论基础展开对动能、重力势能的探讨的。
☆新教材关于重力势能和动能的教学线索
(1).重力势能
●重力做功跟路径无关(证明后得出结论);
●定义重力势能Ep=mgh,概括得出重力功与重力势能的关系WG=Ep1- Ep2
●说明重力势能的大小具有相对性,势能属于系统所共有。
(2).探究弹性势能的表达式
●类比重力与重力势能的关系,明确弹性势能表达式取决于弹力做功的表达式。
●对弹力做功的表达式进行理论探究。
(3).探究做功与物体速度变化的关系
●背景:已知重力功跟重力势能、弹力功跟弹性势能的变化关系,若不考虑势能,外力对物体做功产生什么效果?
●实验探究后初步得出:外力对静止物体做的功跟物体获得速度的平方成正比。
(4).动能和动能定理
●推导得出:FS =mv22/2-mv12/2
●分析: mv12/2 就是我们寻求的动能表达式。
FS =mv22/2-mv12/2 称为动能定理
新教材是从追寻守恒量入手,在逐步了解重力势能和弹性势能有关知识的基础上,从实验和理论两方面探究功与物体速度变化的关系,得出动能和动能定理的表达式。
“原教材是以“功是能量转化的量度”结论为理论基础展开对动能、重力势能的探讨;新教材则是从追寻守恒量入手,在逐步了解重力势能和弹性势能有关知识的基础上,从实验和理论两方面探究功与物体速度变化的关系,得出动能和动能定理的表达式。”
新教材《必修2》编写中,和《必修1》一样,教学中的科学探究是课程理念的体现,探究精神贯穿始终。新教材《必修2》第五章中,除各节教学中处处可见的探究内容外,“探究弹性势能的表达式”和“探究功与物体速度变化的关系”更是“理论探究课题”和“实验探究课题”的典型案例。
第一节追寻守恒量
在物理学的发展过程中,能量的概念几乎是与人类对能量守恒的认识同步发展起来的,能量的概念之所以重要,就是因为它是个守恒量。守恒关系是自然界中十分重要的一类关系,我们强调方法的教育、观念的教育,就要从中学时代开始加强学生对守恒关系的认识。
引入本节内容,可以使整章知识的结构更顺畅;还可以帮助学生拓宽视野,树立能源观点,形成良好的公民意识。
本节内容的教学中,教师可以帮助学生学会通过一般的文献研究和调查研究的方法,在开展小课题研究的学习形式中,达到开阔思路、锤炼能力的目的。因此,本节课采用结合实验进行讨论教学的方法比较合适,但要课前要进行精心的准备。
第二节功
功和功率的内容学生比较熟悉,要尽可能“旧课新上”,适当地赋以这块内容以研究性的味道。如:怎样计算力的方向与物体运动方向不一致时的功?功的正负的含义是什么?可以由学生在原有知识和方法的基础上自行探究。
本节新课教学时,不要进行过多的做功问题的习题训练;因为功的概念、功的计算问题要通过后续内容的学习中