《機械能守恒定律》教學(xué)設(shè)計

1、附件3 申報序號： 第六屆教學(xué)設(shè)計參評作品申報表作 者姓 名石元輝電 話09175559714所屬市縣 區(qū)寶雞市眉縣手 作單 位眉縣職業(yè)教育中心單 位類 型職中郵 政編 碼722300稿 件標(biāo) 題機械能守恒定律教學(xué)設(shè)計學(xué) 科類 別中學(xué)物理教材版本物理（通用類）（修訂版）（高等教育出版社）年 級一年級第幾冊第一冊單位報送意見 單位蓋章2015年 月 日備注1、申報序號由陜西省教育學(xué)會統(tǒng)一填寫。其它欄目均由作者個人填寫，1式3份，與參評作品匹配裝訂。 2、單位類型指幼兒園、小學(xué)、初中、高中、職中、進(jìn)校、教研機構(gòu)等。3、學(xué)科類別指各門具體學(xué)科，如中學(xué)語文、小學(xué)數(shù)學(xué)、幼兒園

2、語言等課程。機械能守恒定律教學(xué)設(shè)計【教學(xué)目標(biāo)】一、知識與技能1知道什么是機械能，知道物體的動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化。2理解機械能守恒定律的內(nèi)容，知道它的含義和適用條件。3在具體問題中，能判定機械能是否守恒，并能列出機械能守恒的方程式。二、過程與方法1學(xué)會在具體的問題中判定物體的機械能是否守恒。2初步學(xué)會從能量轉(zhuǎn)化和守恒的觀點來解釋物理現(xiàn)象，分析問題。三、情感、態(tài)度與價值觀通過機械能守恒的教學(xué)，使學(xué)生樹立科學(xué)觀點，理解和運用自然規(guī)律，并用來解決實際問題?！窘虒W(xué)重點】1掌握機械能守恒的條件。2在具體的問題中能判定機械能是否守恒，并能列出機械能定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式?！窘虒W(xué)難點】1如何讓學(xué)生從事例中感受和猜

3、想物體的機械能轉(zhuǎn)化遵循什么規(guī)律。2在實驗驗證中如何處理數(shù)據(jù)?！窘虒W(xué)方法】情景創(chuàng)設(shè)法、分析推證法、探究與交流討論法?！窘叹摺慷嗝襟w、電磁打點計時器、學(xué)生電源、方座支架、直尺、重錘、紙帶、復(fù)寫紙、導(dǎo)線。【教學(xué)過程】一、環(huán)節(jié)一、設(shè)景激趣 引入新課（2分鐘）情景創(chuàng)設(shè)（視頻）：瀑布請同學(xué)們根據(jù)提供的情景，描述瀑布的動能、重力勢能是如何變化和轉(zhuǎn)化的？生：水從高處下落：水的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能。通過以上事例的分析，你猜想瀑布減小的重力勢能與增加的動能之間的關(guān)系是怎樣的？學(xué)生猜想：現(xiàn)在就通過探究來驗證我們的猜想是否正確！提問：要探究一個物理問題可以從幾方面來探究？環(huán)節(jié)二、教師引導(dǎo) 學(xué)生自學(xué)（2分鐘）教師在屏幕上

4、提出3個引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)的問題，引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)機械能守恒定律的相關(guān)問題。以此來幫助學(xué)生學(xué)會正確的學(xué)習(xí)方法并養(yǎng)成一定程度的自主學(xué)習(xí)習(xí)慣。如圖所示，忽略空氣阻力，設(shè)重物的質(zhì)量為m，當(dāng)重錘離地面高度為時，重錘具有的機械能是：  =_  （結(jié)論：）當(dāng)重物繼續(xù)下落至離地面高度為處時，重錘具有的機械能是：=_ （結(jié)論：  ）試著比較重錘從高處下落到高處時動能的增加量與重力勢能的減少量相等嗎？設(shè)問：如果相等會得出什么結(jié)論呢？（結(jié)論：由于動能的增加量與重力勢能的減少量相等，因此。）上面是從分析重錘自由下落過程中得出的結(jié)論。這個結(jié)論具有普遍意義嗎？機械能守恒定律：在只有_(結(jié)論

5、：重力（或彈力）)做功的情況下，物體的_能(結(jié)論：動)和_能(結(jié)論：勢)（結(jié)論：回答重力勢能或彈性勢能也正確）可以互相轉(zhuǎn)化，機械能的總量保持不變。環(huán)節(jié)三、教師檢測學(xué)生自學(xué)情況 師生共同學(xué)習(xí)新知（26分）下面以最簡單的例子從理論分析和實驗探究兩方面來研究機械能的轉(zhuǎn)化與守恒問題。1、先從理論分析來研究重錘自由下落過程中機械能是否守恒：如圖所示，忽略空氣阻力，設(shè)重物的質(zhì)量為m，當(dāng)重錘離地面高度為時，重錘具有的機械能是： 創(chuàng)設(shè)情境：動畫演示  =_  結(jié)論：當(dāng)重物繼續(xù)下落至離地面高度為處時，重錘具有的機械能是：創(chuàng)設(shè)情境：動畫演示=_  結(jié)論：  試著比較重錘從高

6、處下落到高處時動能的增加量與重力勢能的減少量相等嗎？（現(xiàn)在就從理論上去推導(dǎo)這兩個位置的機械能是否相等）設(shè)問：如果相等會得出什么結(jié)論呢？引導(dǎo)學(xué)生利用已經(jīng)學(xué)習(xí)過的動能定理或運動學(xué)知識分析推導(dǎo)得出 既： 結(jié)論：由于動能的增加量與重力勢能的減少量相等，因此。上面是從分析重錘自由下落過程中得出的結(jié)論。這個結(jié)論具有普遍意義嗎？提問：物體在做斜拋運動時這個結(jié)論也正確嗎？分析圖中斜拋物體的頻閃照片，你也能得出“斜拋物體的動能和勢能互相轉(zhuǎn)化，但在任一位置的機械能都相同”的結(jié)論嗎？（留給學(xué)生課后探究）總結(jié)：研究證明，在只有重力做功的情況下，不論物體是做直線運動還是做曲線運動，這個結(jié)論都是正確的。2、機械

7、能守恒定律：在只有重力（或彈力）做功的情況下，物體的動能和勢能（重力勢能或彈性勢能）可以互相轉(zhuǎn)化，機械能的總量保持不變。即：恒量 環(huán)節(jié)四、教師指導(dǎo) 學(xué)生動手實驗驗證新知（5分）提問：如何設(shè)計一個實驗來驗證機械能守恒定律呢？在現(xiàn)有器材的條件下，這節(jié)課推薦大家用自由下落的重物和打點計時器驗證機械能守恒定律。【實驗原理】 (1)從1到2由機械能守恒定律得：即：即：(2)從0到1由機械能守恒定律得： 優(yōu)點：方便處理數(shù)據(jù)。要求：保證起始點速度為0。(3)做的圖像，若得到的是過原點的直線，且加速度為g,則機械能守恒定律?！緦嶒炑b置】 如圖所示：hV 電火花計時器紙帶夾子重物 【儀器和器材】電磁打

8、點計時器，學(xué)生電源，方座支架，直尺，重錘，紙帶，復(fù)寫紙，導(dǎo)線。【實驗前的準(zhǔn)備工作】引導(dǎo)學(xué)生：(1)如何選擇紙帶提問：某個位置的機械能能不能測量？怎樣測量？(2)如何測量記數(shù)點的速度？即：，的速度。(3)如何測量重物的重力勢能的減少量和動能的增加量？并用這兩個量來驗證機械能是否守恒?！緦嶒灢襟E】(1)如圖所示，把打點計時器豎直地固定在置于桌邊的鐵架臺上，將打點計時器與電源連接好。 (2)將紙帶穿過電火花記時器或打點計時器的限位孔，并把紙帶的一端固定在重物上，使重物?？吭诖螯c計時器的地方，先用手提著紙帶。 (3)先接通電源，松開紙帶，讓重物帶著紙帶自由下落，計時器就在紙帶上打下一列小點。(4)重復(fù)

9、幾次，得到35條紙帶。 (5)在打好點的紙帶中挑選“點跡清楚且第一、二兩點間距離約為2mm”的一條紙帶，記下第一個點的位置O，并在紙帶上從任意點開始依次選取幾個連續(xù)的點1、2、3，并用刻度尺依次測出各點到位置O的距離，這些距離就是物體運動到點1、2、3、時下落的高度、。 (6)應(yīng)用平均速度就是中間時刻的瞬時速度的方法 ，計算出各點對應(yīng)的瞬時速度、。 (7)把得到的數(shù)據(jù)真入表格里，計算各點對應(yīng)的勢能減少量，以及增加的動能，并比較是否跟理論一致。計算時取當(dāng)?shù)氐臄?shù)值。由于數(shù)據(jù)比較多教師給學(xué)生提供了一組參考的數(shù)據(jù)表格，同學(xué)們可以根據(jù)自己的實際情況設(shè)計更加具體的實驗步驟和數(shù)據(jù)表格。（附：數(shù)據(jù)處理參考表格

10、）注：此前在第一章運動和力的學(xué)生實驗二中，學(xué)生曾用過打點計時器去測量運動物體的速度、加速度，因此本實驗設(shè)計學(xué)生應(yīng)該可以做。 學(xué)生分組實驗：老師及時觀察學(xué)生的實驗并與學(xué)生互動；實驗數(shù)據(jù)分析與處理；學(xué)生匯報實驗結(jié)果。環(huán)節(jié)五、解決課前小問題 使教學(xué)內(nèi)容前后呼應(yīng)（2分鐘）1、教師再次提問課前小問題，并請同學(xué)們說明其中的原理（提問過程中，多請幾名同學(xué)敘述，相互補充）。2、在同學(xué)們回答的基礎(chǔ)上，教師給予總結(jié)，在屏幕上出示其中的原理。 環(huán)節(jié)六、應(yīng)用新知 鞏固練習(xí)（2分鐘）例1：分析下列情況下機械能是否守恒？A跳傘運動員從空中勻速下落過程B物體以在空中下落過程 C物體作平拋運動過程D物體在細(xì)線拉力作

11、用下沿光滑斜面上滑過程例2：把一個小球用細(xì)繩懸掛起來，就成為一個擺，擺長為1m，最大偏角為。小球運動到最低位置時的速度是多大？（物體重力勢能大小與所選取的參考平面（零勢面）有關(guān)；而重力勢能的變化量是與所選取的參考平面無關(guān)的。在討論物體系統(tǒng)的機械能時，應(yīng)先確定參考平面。）環(huán)節(jié)七、教師作課堂小結(jié) 幫助學(xué)生升華思維（4分鐘）在分析問題的基礎(chǔ)上，歸納使用機械能守恒定律解題的一般步驟：、受力及做功分析，判斷是否符合機械能守恒定律的條件只有重力或彈力做功；、列出初、末兩個狀態(tài)的機械能（、）；、根據(jù)機械能守恒定律列出等式求解（）。環(huán)節(jié)八、因材施教 適度拓展（1分鐘）問題思考：你能不能直接用牛頓第二定律和運動

12、學(xué)的公式來處理這個問題？本環(huán)節(jié)設(shè)計意圖：通過設(shè)問讓學(xué)生了解機械能守恒定律解決問題時的優(yōu)越性。應(yīng)用機械能守恒定律解決問題，只需考慮運動的始末狀態(tài)，不必考慮兩個狀態(tài)之間過程的細(xì)節(jié)。如果直接用牛頓運動定律解決問題，往往要分析過程中各個力的作用，而這些力往往又是變化的，因此一些難以用牛頓運動定律解決的問題，應(yīng)用機械能守恒定律則易于解決。環(huán)節(jié)九、適量布置作業(yè) 檢驗教學(xué)效果（1分鐘） 1、練習(xí)2-3 2、3、42、一個學(xué)生騎自行車沿著斜坡自然下滑時，機械能是否守恒。五、板書設(shè)計： 第三節(jié) 機械能守恒定律1動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化2.機械能守恒定律功能關(guān)系：勢能的變化量：（1）內(nèi)容： 動能的變化量：（2）條件：六、說教學(xué)效果教學(xué)反思本節(jié)課有以下幾個優(yōu)點：1.導(dǎo)入新課時采用利