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械能守恒定律的应用教案

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2011-03-21

提问:如果M下降h刚好触地,那么m上升的总高度是多少?组织学生限用机械能守恒定律解答.

解法一:M触地,m做竖直上抛运动,机械能守恒.有:

解法二:M触地,系统机械能守恒,则M机械能的减小等于m机械能的增加.即有:

教师针对两例小结:对一个问题,从不同的角度运用机械能守恒定律.体现了思维的多向性.我们在解题时,应该像解本题这样先进行发散思维,寻求问题的多种解法,再进行集中思维,筛选出最佳解题方案.

2.归纳总结.

引导学生,结合前述实例分析、归纳总结出运用机械能守恒定律解决问题的基本思路与方法.

(1)确定研究对象(由哪些物体组成的物体系);

(2)对研究对象进行受力分析和运动过程分析.

(3)分析各个阶段诸力做功情况,满足机械能守恒定律的成立条件,才能依据机械能守恒定律列出方程;

(4)几个物体组成的物体系机械能守恒时,其中每个物体的机械能不一定守恒,因为它们之间有相互作用,在运用机械能守恒定律解题时,一定要从整体考虑.

(5)要重视对物体运动过程的分析,明确运动过程中有无机械能和其他形式能量的转换,对有能量形式转换的部分不能应用机械能守恒定律.

为进一步讨论机械能守恒定律的应用,请师生共同分析讨论如下问题.(见投影片)

如图8所示,质量为m和M的物块A和B用不可伸长的轻绳连接,A放在倾角为α的固定斜面上,而B能沿杆在竖直方向上滑动,杆和滑轮中心间的距离为L,求当B由静止开始下落h时的速度多大?(轮、绳质量及各种摩擦均不计)

(指定两个学生在黑板上做题,其余学生在座位上做,最后师生共同审定.)

分析及解答如下:

设B下降h时速度为v1,此时A上升的速度为v2,沿斜面上升距离为s.

选A、B和地球组成的系统为研究对象,由于系统在运动过程中只有重力做功,系统机械能守恒,其重力势能的减小,等于其动能的增加,即有:

由于B下落,使杆与滑轮之间的一段绳子既沿其自身方向运动,又绕滑轮转动,故v1可分解为图9所示的两个分速度.由图9知:

由几何关系知:

综合上述几式,联立可解得v1.

教师归纳总结.

五、教学说明

1.精选例题.

作为机械能守恒定律的应用复习课,应在原有基础上,进一步提高分析问题和解决问题的能力.为此,精选一些具有启发性和探讨性的问题作为实例是十分必要的.

例如,两道错例,是课本例题的引伸和拓展,基本上满足了上述要求,这对于深化学生对机械能守恒和机械能守恒定律的理解,防止学生可能发生的错误,大有裨益.这种对问题的改造过程,也就是从再现思维到创造思维的飞跃过程.它在深化对知识的理解和发展思维能力方面比做一道题本身要深刻得多.

2.教学方法.

注重引导、指导、评价、发展有效结合.

(1)教师提供材料,引导学生从中发现问题.例如,在错误例题中发现两种结果不同.

(2)针对不同结果,教师启发学生找出问题的症结,指导学生共同探求解决方案.

(3)在分析解答过程中,学生运用不同角度处理同一问题,教师及时作出评价.在实际教学中,对教学过程的每一个环节,教师都要对学生学习进行评价.这一方面是实事求是地肯定他们的成绩,让他们享受成功的喜悦,激发他们的学习兴趣;另一方面也是从思维方法上帮助他们总结成功的经验,提高认识,促进他们更有效地学习.

(4)在教学的每个环节中,教师通过运用各种方法和手段,来培养和发展学生的各种能力,这在每个环节中,都有所体现.

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