Cómo enseñar la primera lección de física de secundaria, puede consultar lo siguiente:
Plan de enseñanza para la primera lección de física de secundaria:
1. Objetivos de la enseñanza
1. Sobre la base del aprendizaje de la ley de conservación de la energía mecánica, estudiar situaciones en las que funcionan otras fuerzas además de la gravedad y la fuerza del resorte y aprender a abordar dichos problemas.
2. La comprensión y comprensión del trabajo y la energía y su relación es el foco de la enseñanza de este capítulo. Esta sección de enseñanza es un resumen del contenido didáctico de este capítulo. A través de la enseñanza de esta sección, los estudiantes pueden tener una comprensión más profunda de la relación entre trabajo y energía, aclarar las reglas de los cambios en la energía mecánica de los objetos y poder aplicarla para resolver problemas relacionados.
3. A través de la enseñanza de esta sección, los estudiantes pueden tener una comprensión más completa y profunda de la relación entre trabajo y energía, de modo que los estudiantes puedan utilizar las perspectivas del trabajo y la energía para analizar la temperatura y la energía. conocimientos eléctricos en el futuro y ayudar a los estudiantes a comprender mejor el mundo natural. Esto sienta las bases para otra ley importante en China: la ley de transformación y conservación de la energía.
2. Análisis de puntos clave y dificultades
1. El punto clave es permitir a los estudiantes reconocer y comprender la ley de cambios en la energía mecánica de los objetos y dominar el método de aplicar esta ley para resolver problemas. Sobre esta base, tendremos una comprensión y comprensión profunda de la relación entre función y energía.
2. La esencia de la enseñanza en esta sección es penetrar la perspectiva de los principios funcionales, y no es necesario que el nombre de los principios funcionales aparezca en la enseñanza. La diferencia y conexión entre el contenido del principio funcional y el teorema de la energía cinética es la dificultad para enseñar esta sección. Para resolver este difícil problema, los estudiantes deben ser capaces de comprender "el trabajo es una medida de conversión de energía" desde un punto de vista general y superficial. comprensión a una comprensión muy clara "La transformación de una determinada forma de energía se mide por la fuerza que funciona".
3. El conocimiento y la comprensión de los conceptos de trabajo y energía y su relación no son sólo el foco y la dificultad de la enseñanza de esta sección y este capítulo, sino también uno de los focos y dificultades de la física en la escuela secundaria. enseñanza. A través de la enseñanza de esta sección, los estudiantes deben darse cuenta de que continuarán realizando más análisis y comprensión de los temas anteriores en estudios futuros.
3. Material didáctico
Proyectores, transparencias, etc.
IV.Proceso principal de enseñanza
(1) Introducción de nuevas lecciones
Introducir nuevas lecciones en combinación con el repaso de la ley de conservación de la energía mecánica.
Plantean claramente preguntas:
1. ¿Cuál es el contenido de la ley de conservación de la energía mecánica y las condiciones para la conservación de la energía mecánica de los objetos?
Después de evaluar las respuestas de los estudiantes, el maestro hace más preguntas. Guíe a los estudiantes a pensar.
2. Si hay fuerzas distintas a la gravedad y la fuerza del resorte que trabajan sobre el objeto, ¿cómo cambia la energía mecánica del objeto? ¿Qué fuerzas trabajan están relacionadas con el cambio en la energía mecánica del objeto? Cuál es la ley del cambio de energía mecánica del objeto?
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El profesor plantea claramente la pregunta y atrae la atención de los alumnos, sin exigirles que respondan. Sobre esta base, el profesor señaló claramente:
La conservación de la energía mecánica es condicional. Una gran cantidad de fenómenos muestran que la energía mecánica de muchos objetos no se conserva. Por ejemplo, vehículos que salen de la estación, aviones que despegan o aterrizan, balas que impactan en la madera, etc.
Analice la razón por la que la energía mecánica de los objetos anteriores no se conserva: la energía mecánica del vehículo que sale de la estación aumenta porque la fuerza de tracción (fuerzas distintas a la gravedad y la fuerza elástica) realiza un trabajo positivo. en el vehículo; la energía mecánica de la bala después de ser disparada contra el bloque de madera. La disminución se debe al trabajo negativo realizado por la resistencia de la bala.
Cuál es la relación entre el trabajo realizado por fuerzas distintas a la gravedad y la fuerza elástica sobre un objeto y los cambios en la energía mecánica del objeto es la cuestión central a estudiar en esta sección.
(2) Diseño de procesos de enseñanza
Plantear claramente la pregunta: A continuación, analizaremos la ley de cambios en la energía mecánica de los objetos con base en el teorema de la energía cinética y los conocimientos sobre mecánica. energía que hemos dominado.
1. Transformación de la energía mecánica del objeto
Problema: Un pequeño deslizador con masa m es accionado por la fuerza de tracción hacia arriba F sobre el plano inclinado paralelo que se eleva desde una altura. h1 a la altura h2 a lo largo del plano inclinado su velocidad está dada por v1 aumenta a v2, como se muestra en la figura, analice la relación entre la transformación de la energía mecánica del deslizador y el trabajo realizado por cada fuerza durante este proceso.
Guía a los estudiantes para que analicen y exploren más a fondo la relación entre el cambio de energía mecánica del control deslizante pequeño y el trabajo realizado según el teorema de la energía cinética. Resuma el análisis de los estudiantes y déjelo claro:
Seleccione el plano donde se encuentra la parte inferior del plano inclinado como plano de referencia.
Según el teorema de la energía cinética ∑W=ΔEk, tenemos
De la relación geométrica, tenemos sinθ?L=h2-h1
Es decir, FL-fL=E2- E1=ΔE
Guía a los estudiantes para que comprendan el significado físico de la fórmula anterior. Con base en las respuestas de los estudiantes, el maestro señaló claramente:
(1) Otras fuerzas además de la gravedad y la fuerza del resorte realizan trabajo sobre el objeto, razón por la cual la energía mecánica del objeto cambia;
( 2) La suma algebraica del trabajo realizado sobre un objeto por fuerzas distintas de la gravedad y la fuerza del resorte es igual a la cantidad de transformación de la energía mecánica del objeto. Ésta es la ley básica que sigue el cambio de energía mecánica de los objetos.
2. Mayor comprensión de la ley de cambio de la energía mecánica de un objeto
(1) La ley de cambio de la energía mecánica de un objeto se puede expresar como W 外 = E2. -E1 o W OUT = ΔE
Donde W representa la suma algebraica del trabajo realizado por otras fuerzas excepto la gravedad y la fuerza del resorte, E1.E2 representa la energía mecánica del objeto en los estados inicial y final respectivamente, y ΔE representa el cambio en la energía mecánica del objeto.
(2) Para W exterior = E2-E1, un análisis más detallado muestra:
(i) Cuando W fuera de gt 0, E2gt, la energía mecánica del objeto aumenta; ; cuando W fuera de lt; cuando 0, E2
(ii) Si W = 0, entonces E2 = E1, es decir, la energía mecánica del objeto se conserva. De esto se puede ver que W = E2-E1 es una expresión más general de la relación entre trabajo y energía, incluida la ley de conservación de la energía mecánica.
(3) El proceso de trabajo realizado por fuerzas distintas de la gravedad y la fuerza del resorte es esencialmente el proceso de conversión mutua entre otras formas de energía y energía mecánica.
Ejemplo 1. Un automóvil con una masa de 4,0×103 kg sube una ladera. Por cada 100 m que recorre el coche por la ladera, su altura aumenta en 2 m. La velocidad del automóvil cuando va cuesta arriba es de 5 m/s, y después de recorrer 500 m por la ladera la velocidad cambia a 10 m/s. Se sabe que la resistencia que experimenta el automóvil mientras conduce es 0,01 veces el peso del automóvil. Averigüe: (1) ¿Cuánto trabajo realiza la fuerza de tracción ejercida sobre el automóvil durante este proceso? ¿Fuerza de tracción ejercida sobre el automóvil? Considere g = 10 m/s2. Esta cuestión requiere el uso de las leyes de cambio de la energía mecánica de los objetos para resolverse.
Guía a los estudiantes a pensar y analizar:
(1) ¿Cómo resolver este problema basado en W = E2-E1? ¿A qué cuestiones se debe prestar atención al aplicar esta regla para resolver? el problema?
(2) ¿Cuál es la diferencia entre usar W = E2-E1 para resolver este problema y aplicar el teorema de la energía cinética ∑ W = Ek2-Ek1?
Resumiendo el Como resultado del análisis de los estudiantes, el profesor da claramente los puntos principales para resolver el problema de ejemplo. Proceso:
Tome la posición inicial del automóvil como plano de referencia y aplique la ley de cambio de la energía mecánica de el objeto W = E2-E1. Al resolver el problema, debemos centrarnos en analizar el trabajo realizado por otras fuerzas distintas a la gravedad y la elasticidad sobre el objeto, y la transformación de la energía mecánica del objeto en este proceso. Este no es sólo el requisito básico para aplicar esta ley para resolver problemas, sino también una diferencia importante con respecto a aplicar el teorema de la energía cinética para resolver problemas.
Ejemplo 2. Se lanza un objeto pequeño verticalmente hacia arriba desde el suelo con una energía cinética inicial de 100J. Cuando el objeto se mueve hacia arriba a través de una determinada posición P, su energía cinética disminuye en 80 J y su energía potencial gravitacional aumenta en 60 J. Se sabe que la resistencia del aire que encuentra un objeto durante el movimiento permanece sin cambios ¿Cuánta energía cinética tiene el objeto pequeño cuando regresa al suelo?
Guía a los estudiantes a analizar y pensar:
(1) Durante el movimiento (incluido (subir y bajar), ¿qué fuerza actúa sobre un objeto pequeño? ¿Hace trabajo positivo o negativo? ¿Puedes conocer la relación proporcional entre el trabajo realizado por estas fuerzas sobre el objeto?
(2) Energía cinética y energía potencial gravitacional de objetos pequeños ¿Y cuál es la relación entre los cambios en la energía mecánica? Para cada forma de transformación de energía, ¿qué fuerza se debe utilizar para medir el trabajo realizado?
Resumiendo los resultados del análisis de los estudiantes, el profesor señaló claramente:
( 1) La gravedad y la resistencia trabajan sobre objetos pequeños durante el movimiento. (2) Los cambios en la energía cinética de los objetos pequeños se miden mediante el álgebra y el trabajo realizado por la gravedad y la resistencia; los cambios en la energía potencial gravitacional se miden mediante el trabajo realizado por la gravedad; los cambios en la energía mecánica se miden mediante el trabajo realizado por la resistencia;
(3) Dado que la magnitud de la gravedad y la resistencia permanecen sin cambios, la relación proporcional entre el trabajo realizado por cada fuerza en un determinado proceso se puede encontrar mediante la transformación de la energía correspondiente.
(4) Según la energía mecánica del objeto E=Ek Ep, podemos saber que al pasar por el punto P, el cambio de energía cinética del objeto es ΔEk=80J, y el cambio de la energía mecánica es ΔE=20J.
El proceso principal para resolver el problema de ejemplo:
Al subir al punto, la cantidad de energía mecánica perdida del objeto es
Dado que la resistencia de el objeto permanece sin cambios, el objeto pierde durante el proceso de caída. La energía mecánica de es la misma que la del proceso de ascenso, por lo que cuando vuelve a caer al suelo, la energía cinética del objeto es
E′k =Ek0-2ΔE′=50J Resumen de esta pregunta de ejemplo:
Al analizar esta pregunta de ejemplo, debe tener una comprensión más específica de los cambios de trabajo y energía y, al mismo tiempo, debe prestar atención a aprender a utilizar de manera integral el teorema de la energía cinética y la ley de cambios en la energía mecánica de los objetos para resolver problemas.
Preguntas para pensar (se dejan para que los estudiantes practiquen después de clase): (1) ¿Qué fracción de la gravedad es la resistencia que experimenta un objeto en movimiento? (2) ¿A qué altura puede elevarse el objeto después de pasar el punto P? ¿Qué fracción de la altura del párrafo anterior es? 5. Resumen de la clase Este resumen no es sólo el tercer contenido de esta lección, sino también el resumen de este capítulo.
3. Trabajo y energía
(1) El trabajo y la energía son cantidades físicas diferentes. La energía es una cantidad física que representa el estado de movimiento físico. Cuando el estado de movimiento de un objeto cambia, la forma de movimiento del objeto cambia, la energía del objeto cambia en consecuencia. El trabajo es una forma de cambiar la energía del objeto. objeto, y la transformación de la energía del objeto se puede expresar mediante la correspondiente Medida del trabajo realizado por la fuerza.
(2) Cuando una fuerza realiza trabajo sobre un objeto, la energía del objeto cambia. Esto no puede entenderse como trabajo que se convierte en energía, pero a través del proceso de fuerza que realiza trabajo, la energía se transfiere y se convierte entre ellos. objetos.
(3) El trabajo de fuerza puede causar transferencia y transformación de energía entre objetos, pero la cantidad total de energía permanece sin cambios. En la naturaleza, la energía de los objetos siempre sigue la ley básica de conservación de la energía durante el proceso de transmisión y transformación.
6. Explique que el contenido de esta sección debe abordarse de acuerdo con la situación específica de los estudiantes. Los estudiantes con buena base pueden introducir más contenido; los estudiantes con mala base no necesariamente están obligados a aplicar la ley; de los cambios en la energía mecánica de los objetos para resolver problemas. Todo lo que se necesita es una comprensión preliminar de la relación entre trabajo y energía.