高中物理《機(jī)械能守恒定律》教案8 粵教版必修2

1、機(jī)械能守恒定律教學(xué)設(shè)計(jì) 第一部分 教材分析(一) 本節(jié)課在教材中的地位與作用1、 本節(jié)課是在上幾節(jié)課學(xué)習(xí)動(dòng)能、重力勢能、彈性勢能的基礎(chǔ)上，進(jìn)行的物理規(guī)律的初步學(xué)習(xí)。同時(shí)通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，為下節(jié)課驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律及機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用打下一定的基礎(chǔ)。2、 物理學(xué)中處理力學(xué)類問題一般有三種觀點(diǎn)：牛頓運(yùn)動(dòng)定律的觀點(diǎn)，動(dòng)量的觀點(diǎn)和能量的觀點(diǎn)。本節(jié)課讓學(xué)生初步接觸用能量的觀點(diǎn)分析、處理力學(xué)問題，既讓學(xué)生體會(huì)到用能量的觀點(diǎn)處理力學(xué)問題的優(yōu)越性，又對學(xué)生知識系統(tǒng)的形成打下基礎(chǔ)。因此，本節(jié)課在高中物理中占有非常重要的地位，高考中歷來都是命題的熱點(diǎn)之一。(二) 教學(xué)目標(biāo)根據(jù)新課程標(biāo)準(zhǔn)和教學(xué)內(nèi)容及學(xué)生的實(shí)際情況

2、，擬定本節(jié)課教學(xué)目標(biāo)如下：知識與技能：1、知道什么是機(jī)械能，知道物體的動(dòng)能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化；2、理解機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容及機(jī)械能守恒的條件；3、在具體問題中，能判定機(jī)械能是否守恒，并能列出機(jī)械能守恒的方程式。過程與方法：1、通過探究和推導(dǎo)機(jī)械能守恒定律，培養(yǎng)學(xué)生試驗(yàn)動(dòng)手能力和推理能力；2、學(xué)會(huì)在具體的問題中判定物體的機(jī)械能是否守恒；3、初步學(xué)會(huì)從能量轉(zhuǎn)化和守恒的觀點(diǎn)來解釋物理現(xiàn)象，分析物理問題。情感、態(tài)度與價(jià)值觀：1、通過機(jī)械能守恒定律的教學(xué)，使學(xué)生樹立科學(xué)觀點(diǎn)，理解和運(yùn)用自然界客觀存在的規(guī)律，并用來解決生活中的實(shí)際問題；2、在知識的形成過程中，學(xué)生通過對問題的思考和解決，體驗(yàn)成功，激發(fā)學(xué)習(xí)

3、興趣；3、在試驗(yàn)探究問題中，培養(yǎng)學(xué)生的合作精神，提高綜合能力，進(jìn)一步在意志力、自信心、理性精神等情感與態(tài)度方面得到良好的發(fā)展。(三) 重點(diǎn)與難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：1、從能的轉(zhuǎn)化和功能關(guān)系出發(fā)推導(dǎo)機(jī)械能守恒定律，并理解機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容；2、在具體問題中能判定機(jī)械能是否守恒，并能列出定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式。教學(xué)難點(diǎn)：1、從能的轉(zhuǎn)化和功能關(guān)系出發(fā)理解機(jī)械能守恒的條件。2、能正確判斷研究對象在所經(jīng)歷的過程中機(jī)械能是否守恒。第二部分 教法分析（一） 教法的選擇根據(jù)新課程標(biāo)準(zhǔn)的理念，教學(xué)必須向?qū)W生提供充分動(dòng)手的機(jī)會(huì)，幫助他們在自主探索和合作交流的過程中真正理解和掌握基本的物理規(guī)律，物理思想和方法.本節(jié)課授課的對象是

4、高一年級學(xué)生，學(xué)生在上幾節(jié)課學(xué)習(xí)動(dòng)能、動(dòng)能定理、重力勢能、彈性勢能、重力和彈力做功的特點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上要進(jìn)行的物理規(guī)律的初步學(xué)習(xí)。本節(jié)課內(nèi)容地位十分重要，要讓學(xué)生體會(huì)到用能量的觀點(diǎn)處理力學(xué)問題的優(yōu)越性，我采取了實(shí)驗(yàn)探究的方法，讓學(xué)生親身體驗(yàn)探究和推導(dǎo)過程，加深對物理規(guī)律的理解，為靈活應(yīng)用打下良好的基礎(chǔ)。本節(jié)課教法是通過創(chuàng)設(shè)問題情境，學(xué)生從體驗(yàn)問題情境到在問題引導(dǎo)下完成探究活動(dòng)，再導(dǎo)理論推導(dǎo)，分層啟發(fā)式教學(xué)體現(xiàn)在知識形成的整個(gè)過程.也自制教具，體現(xiàn)物理的實(shí)驗(yàn)性，還借助多媒體教學(xué)，進(jìn)行力的動(dòng)態(tài)演示增強(qiáng)直觀性，有效增加課堂容量，講練結(jié)合，充分體現(xiàn)“以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)”的教學(xué)模式。（二）實(shí)驗(yàn)方案的

5、分析為了探究重力勢能的減少量與動(dòng)能的增加量兩者的關(guān)系，傳統(tǒng)教法的實(shí)驗(yàn)是運(yùn)用“自由落體運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證機(jī)械能守恒”，分析教材、實(shí)驗(yàn)冊和其他參考書發(fā)現(xiàn)也有利用氣墊導(dǎo)軌和光電門的方法和平拋的方法，我對幾個(gè)方法進(jìn)行了縱向的比較：方案A：自由落體運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證機(jī)械能守恒一個(gè)質(zhì)量為m的物體帶著紙帶自由下落，通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄運(yùn)動(dòng)信息，利用打出的紙帶計(jì)算經(jīng)過高度為h1的A點(diǎn)時(shí)速度為v1，下落到高度h2為的B點(diǎn)時(shí)速度為v2，從而探究重力勢能的減少量與動(dòng)能的增加量兩者的關(guān)系。該實(shí)驗(yàn)操作簡單，紙帶的處理方法傳統(tǒng)，也是歷年來高考實(shí)驗(yàn)的熱點(diǎn)，高中里多個(gè)實(shí)驗(yàn)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶，如： 記錄物體運(yùn)動(dòng)信息實(shí)驗(yàn) 、牛頓第二定律和探究力做功

6、與動(dòng)能關(guān)系 。第五節(jié)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律學(xué)生也要進(jìn)行該分組實(shí)驗(yàn)，考慮到實(shí)驗(yàn)的重復(fù)性、實(shí)驗(yàn)方案缺乏新意和實(shí)驗(yàn)誤差較大，我認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)方案并不是最佳的選擇。方案B：氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒一個(gè)質(zhì)量為m的滑塊從氣墊導(dǎo)軌滑下，經(jīng)過兩個(gè)光電門，計(jì)時(shí)器記錄擋光時(shí)間，通過計(jì)算得出經(jīng)過光電門的速度在測量光電門的高度差，進(jìn)一步探究重力勢能的減少量與動(dòng)能的增加量兩者的關(guān)系。該方案實(shí)驗(yàn)誤差小，操作簡便但計(jì)算量大，條件允許的學(xué)?？梢宰鲞@個(gè)實(shí)驗(yàn)，同格缺乏新意。方案C：平拋驗(yàn)證機(jī)械能守恒一個(gè)質(zhì)量為m的物體，從光滑的四分之一圓弧A點(diǎn)靜止開始下滑，在圓弧最低點(diǎn)B水平拋出，測量平拋的水平位移與豎直高度計(jì)算出小球在B點(diǎn)的動(dòng)能，在比較重

7、力勢能的減少量與動(dòng)能的增加量兩者的關(guān)系。該方案物理原理簡單，過多的計(jì)算代替了物理探究過程，失去的探究本身的意義，而且該實(shí)驗(yàn)很難實(shí)現(xiàn)，難以找到真正光滑的圓弧。方案D：數(shù)據(jù)采集器驗(yàn)證機(jī)械能守恒繩子拉著小球從水平靜止開始運(yùn)動(dòng)，通過力傳感器和數(shù)據(jù)采集器記錄力隨時(shí)間變化的關(guān)系，通過小球進(jìn)行受力分析，利用拉力的峰值結(jié)合向心力公式推導(dǎo)動(dòng)能的表達(dá)式，進(jìn)一步探究重力勢能的減少量與動(dòng)能的增加量兩者的關(guān)系。該方案的可操作性強(qiáng)，數(shù)據(jù)采集器分辨率高，可以精確到每0.005s采集一次數(shù)據(jù)，拉力的變化可以很好的記錄下來，同時(shí)學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了圓周運(yùn)動(dòng)，對受力分析和圓周運(yùn)動(dòng)公式的應(yīng)用比較熟悉，可操作性強(qiáng)；該實(shí)驗(yàn)方案相比其他方案誤

8、差更小，經(jīng)過分析實(shí)驗(yàn)誤差可以控制在5%以內(nèi)，甚至精確到0.4%；雖然該實(shí)驗(yàn)方案相對復(fù)雜，但它采用的最新的實(shí)驗(yàn)器材，而且設(shè)計(jì)十分新穎，結(jié)合動(dòng)態(tài)拉力演示，可以吸引學(xué)生的興趣，在實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新方面有一定的優(yōu)勢。經(jīng)過綜合的分析，我最終選擇的方案D。第三部分 學(xué)法分析通過設(shè)計(jì)環(huán)環(huán)相扣的思考問題，學(xué)生自主思考，體驗(yàn)創(chuàng)設(shè)的實(shí)驗(yàn)、合作探究得出重力勢能的減少量與動(dòng)能的增加量兩者的關(guān)系，推導(dǎo)機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容和條件，然后嘗試知識的應(yīng)用.在這個(gè)過程教師扮演一個(gè)組織者的角色，引導(dǎo)和指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行物理規(guī)律的探究、推導(dǎo)、總結(jié)、應(yīng)用。學(xué)生充分經(jīng)歷“直觀感知討論歸納探索新知應(yīng)用新知”這一完整的學(xué)習(xí)活動(dòng)，以獲得理智和情感體驗(yàn)，讓學(xué)生

9、感受到物理規(guī)律的形成是水到渠成的.第四部分 教學(xué)過程分析本節(jié)課設(shè)計(jì)了：復(fù)習(xí)回顧；引入新課、創(chuàng)設(shè)情境；合作探究、獲取新知；探索小結(jié)、重點(diǎn)講評；知識應(yīng)用、提高能力；歸納總結(jié)、反饋評價(jià)六個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。首先復(fù)習(xí)回顧動(dòng)能、重力勢能、彈性勢能等有關(guān)知識建立機(jī)械能的概念；設(shè)置動(dòng)能與勢能之間轉(zhuǎn)化的問題，引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)能與勢能轉(zhuǎn)化過程中的定量關(guān)系，引入新課；學(xué)生合作探究得到“在只有重力、（彈簧彈力）做功的情況下，物體的動(dòng)能和勢能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變?！苯Y(jié)論；根據(jù)學(xué)生探究的成果進(jìn)行小結(jié)和重點(diǎn)講評得到機(jī)械能守恒的條件和判斷方法；通過三個(gè)例子和練習(xí)以鞏固知識，最后進(jìn)行歸納總結(jié)，反饋評價(jià).主要體現(xiàn)了以下教學(xué)特

10、點(diǎn)：第一、 面對全體，分層探索， 注重知識的形成過程本節(jié)課為了實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，突破教學(xué)重點(diǎn)，在創(chuàng)設(shè)情境、引入新課和合作探究、獲取新知兩個(gè)環(huán)節(jié)，分別設(shè)置了試一試、定量探究和理論推導(dǎo)三個(gè)過程，讓學(xué)生思考、探索.【A體驗(yàn)】小球是否會(huì)碰到鼻尖？【B探究】動(dòng)能與勢能的相互轉(zhuǎn)化是否存在某種定量的關(guān)系呢？【C推導(dǎo)】如何從理論上推導(dǎo)動(dòng)能與勢能的相互轉(zhuǎn)化？【A體驗(yàn)】中請同學(xué)把小球拉到鼻子的位置，然后從靜止開始釋放，人不動(dòng)，小球在往回?cái)[的過程中人盯著小球，讓同學(xué)經(jīng)歷一個(gè)心理過程，但是又很有信心小球不會(huì)碰到自己，體驗(yàn)?zāi)芰哭D(zhuǎn)化的過程和對能量轉(zhuǎn)化的思考。【B探究】中有兩個(gè)過程，其中包括老師演示和同學(xué)探究，目的是讓先知道實(shí)

11、驗(yàn)原理，再模仿探究過程鍛煉自己動(dòng)手能力。精確探究對實(shí)驗(yàn)操作要求比較高，由老師先進(jìn)行探究得到比較準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，然后同學(xué)探究。探究過程分兩部分，從水平位置放下和一半高度位置放下，主要是想讓學(xué)生體驗(yàn)不同的過程重力勢能的減少量與動(dòng)能的增加量兩者的關(guān)系是一樣的，兩種情況都不用測量繩子的長度，拓展學(xué)生的知識面，發(fā)展學(xué)生思維.【C推導(dǎo)】是在學(xué)生進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)的探究之后進(jìn)行理論的推導(dǎo)，進(jìn)一步分析總結(jié)得到機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容，該過程只要由學(xué)生來進(jìn)行，推導(dǎo)過程中老師點(diǎn)評，提升對功的定義和動(dòng)能定理的理解，加深對知識的歸納，升華，形成知識系統(tǒng)。在【A體驗(yàn)】創(chuàng)設(shè)情境，引入新課環(huán)節(jié)，學(xué)生進(jìn)行自主思考，在【B探究】合作探究、

12、獲取新知環(huán)節(jié)，學(xué)生在【C推導(dǎo)】中獨(dú)立思考的基礎(chǔ)上進(jìn)行合理的推導(dǎo)，經(jīng)過層層的深入，分層探索，分層總結(jié)，內(nèi)在密切聯(lián)系，符合學(xué)習(xí)的規(guī)律，整個(gè)設(shè)計(jì)體現(xiàn)了重視學(xué)生知識的形成過程第二、 堅(jiān)持教學(xué)過程以學(xué)生為主體按照新課程標(biāo)準(zhǔn)，教學(xué)執(zhí)行過程中堅(jiān)決以學(xué)生為主體的思想。從學(xué)生復(fù)習(xí)回顧開始，到引入新課、創(chuàng)設(shè)情境；合作探究、獲取新知；探索小結(jié)、重點(diǎn)講評；知識應(yīng)用、提高能力；歸納總結(jié)、反饋評價(jià)等六個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)都充分體現(xiàn)了以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，由學(xué)生探索出來的規(guī)律比老師往學(xué)生腦袋“灌”的要好的多，教學(xué)起來比較輕松，學(xué)生掌握也比較好，提高了課堂效率，一舉多得。第五部分 評價(jià)分析課堂教學(xué)評價(jià)采用“多元”評價(jià)方式，主要圍繞

13、“以學(xué)生為主體，實(shí)現(xiàn)基本知識技能、突出重點(diǎn)、解決關(guān)鍵、兼顧全面”的原則，通過學(xué)生在課堂中活動(dòng)參與程度、在學(xué)習(xí)中對具體知識的理解和掌握情況、課堂例題和練習(xí)中的反饋等作為本節(jié)課的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。課堂里設(shè)置了四個(gè)實(shí)例，有只受重力、只有重力做功、只有彈力做功，只有彈力及重力一起做功各種情形，例子的設(shè)置完全根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的掌握知識的規(guī)律設(shè)置，通過對例子的分析，通過已知來探究未知，在此基礎(chǔ)上加強(qiáng)知識的聯(lián)系，注重知識的形成過程，教師觀察學(xué)生的掌握情況，學(xué)生掌握的情況反饋教學(xué)效果，可以知道教學(xué)存在的不足，指導(dǎo)課堂教學(xué)的正常有序有效地進(jìn)行?！窘虒W(xué)過程】教學(xué)內(nèi)容1.知道什么是機(jī)械能，知道物體的動(dòng)能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化

14、；2.實(shí)驗(yàn)探究機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容；3.在具體問題中，能判定機(jī)械能是否守恒，并能列出機(jī)械能守恒的方程式。 教 具演示教具：多媒體電腦平臺、數(shù)據(jù)采集器、兩個(gè)擺球（其中一個(gè)已知質(zhì)量）、白紙、鐵架臺設(shè)計(jì)思路教學(xué)輔助手段：制作多媒體課件，用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)。將圖片、文字資料制作成課件，以豐富的材料展示給學(xué)生，圖文并茂，從而為學(xué)生掌握知識構(gòu)建了平臺。通過學(xué)生設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)、親身參與實(shí)驗(yàn)，激發(fā)對知識、規(guī)律探究的欲望。讓學(xué)生在電腦里作圖，既真實(shí)又形象。各種輔助手段，既讓學(xué)生掌握了知識，又培養(yǎng)和提高了學(xué)生的動(dòng)手和探究的能力，同時(shí)還能提高課堂的實(shí)效性。教學(xué)環(huán)節(jié)師生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖復(fù)習(xí)回顧復(fù)習(xí)回顧：師：我們學(xué)習(xí)了些形式的

15、？重力、彈力做功的特點(diǎn)？生：動(dòng)能，重力勢能，彈性勢能，重力做正功重力勢能減少，重力做負(fù)功，重力勢能增加，彈力做功特點(diǎn)跟重力一樣。加深對重力做功與重力勢能改變之間關(guān)系式中初位置的重力勢能與末位置重力勢能的差的理解，為本節(jié)課推導(dǎo)動(dòng)能定理打下基礎(chǔ)。引入課題師：不同形式能可以相互轉(zhuǎn)化，動(dòng)能與勢能也可以相互轉(zhuǎn)化，請同學(xué)分析圖中能量的轉(zhuǎn)化？生：重力勢能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能，彈性勢能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能再轉(zhuǎn)化成重力勢能。師:下面小球能量怎么轉(zhuǎn)化？重力勢能的減少量與動(dòng)能的增加量有什么關(guān)系？由動(dòng)能、重力勢能、彈性勢能屬于力學(xué)范疇中三種形式的能，統(tǒng)稱為機(jī)械能，引出新課機(jī)械能守恒定律。加深能量轉(zhuǎn)化的理解，引出重力勢能的減少量與動(dòng)能的增

16、加量關(guān)系的思考。教學(xué)環(huán)節(jié)師生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖實(shí)驗(yàn)探究機(jī)械能守恒定律生：學(xué)生體驗(yàn)同時(shí)猜想：兩者可能相等。師：介紹實(shí)驗(yàn)器材、原理、實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)方案：繩子拉著小球從水平靜止開始運(yùn)動(dòng)師：演示實(shí)驗(yàn)過程生：合作探究，其他同學(xué)觀察師：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理小球質(zhì)量為113.6g, 重力加速度g=9.81N/kg，小球從水平釋放。小球質(zhì)量（g）重力G（N）拉力峰值T（N）1/2(T-G)113.61.1153.2851.085113.61.1153.231.058113.61.1153.231.058113.61.1153.2851.085在誤差范圍內(nèi)，物體的重力勢能的減少量等于動(dòng)能的增加量。介紹實(shí)驗(yàn)器材知道先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)器材

17、，吸引學(xué)生的興趣。自主探究，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，提高動(dòng)手能力和探究能力。為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更精確而改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置。讓學(xué)生在講臺演示實(shí)驗(yàn)，并讓每個(gè)同學(xué)都參與探究，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐認(rèn)識（規(guī)律）實(shí)踐（解決實(shí)際問題）的思想。讓學(xué)生探究得到數(shù)據(jù)，學(xué)會(huì)分析數(shù)據(jù)。理論推導(dǎo)機(jī)械能守恒定律生：學(xué)生推導(dǎo)重力勢能的減少量與動(dòng)能的增加的關(guān)系，只有重力做功的情況下，物體的機(jī)械能守恒。師：分析在只有彈力做功的情況下，彈簧與物體組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。師：引導(dǎo)學(xué)生歸納、總結(jié)得到機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容：在只有重力、（彈簧彈力）做功的情況下，物體的動(dòng)能和勢能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變。表達(dá)式：EK1+EP1 = EK2+EP2 即E1=E2

18、學(xué)生自己推導(dǎo)得到結(jié)論，提升學(xué)生的推導(dǎo)能力和加深理解。學(xué)會(huì)歸納規(guī)律。教學(xué)環(huán)節(jié)師生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖機(jī)械能守恒的條件師生：機(jī)械能守恒定律成立的條件：1.只有重力做功。師：是不是物體只受重力？2.只有彈力（彈簧彈力）做功師：分析下面各情況機(jī)械能是否守恒？vH生：三種情況機(jī)械能守恒師：強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)機(jī)械能守恒明確機(jī)械能守恒定律成立的條件。學(xué)以致用。點(diǎn)撥提高。課堂小結(jié)引導(dǎo)學(xué)生回顧知識：1.機(jī)械能的定義2.機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容及表達(dá)式EK1+EP1 = EK2+EP2 或 E1 = E23.機(jī)械能守恒的條件回顧本節(jié)課所學(xué)知識。知識構(gòu)建，能力提升。練習(xí)鞏固1在下列實(shí)例中，不計(jì)空氣阻力，機(jī)械能守恒的是 ：A作自由落體運(yùn)動(dòng)的物體B小球落在彈簧上，把彈簧壓縮后又被起C沿光滑曲面自由下滑的物體D起重機(jī)將重物勻速吊起2兩個(gè)質(zhì)量相同的物體A和B，在同一高度處，A物體自由落下，B物體沿光滑斜面靜止開始下滑，則它們到達(dá)地面時(shí)（空氣阻力不計(jì)）：A、速率相同，動(dòng)能相同B、B物體的速率大，動(dòng)能也大C、A、B兩物體在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能都守恒D、B物體重力所做的功比A物體重力所做的功多學(xué)生思考。提升能力，利用新學(xué)習(xí)的內(nèi)