2024-2025學(xué)年新教材高中物理 第1章 功和機(jī)械能 第5節(jié) 科學(xué)驗(yàn)證：機(jī)械能守恒定律教學(xué)實(shí)錄 魯科版必修第二冊

2024-2025學(xué)年新教材高中物理第1章功和機(jī)械能第5節(jié)科學(xué)驗(yàn)證：機(jī)械能守恒定律教學(xué)實(shí)錄魯科版必修第二冊學(xué)校授課教師課時(shí)授課班級授課地點(diǎn)教具教學(xué)內(nèi)容分析1.本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容：機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

2.教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識(shí)的聯(lián)系：本節(jié)課在學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了功、能量守恒定律的基礎(chǔ)上，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，加深學(xué)生對能量守恒定律的理解。教材內(nèi)容涉及魯科版必修第二冊第1章第5節(jié)，包括機(jī)械能守恒定律的表述、實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)步驟。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力、實(shí)驗(yàn)操作技能和科學(xué)思維能力。學(xué)生將通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、收集數(shù)據(jù)、分析結(jié)果，并運(yùn)用物理知識(shí)解釋自然現(xiàn)象。此外，課程還將提升學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與價(jià)值觀，使其認(rèn)識(shí)到物理學(xué)在解釋世界中的重要作用，激發(fā)學(xué)生對科學(xué)研究的興趣。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握的知識(shí)：學(xué)生在此之前已經(jīng)學(xué)習(xí)了功的概念、動(dòng)能和勢能的基本知識(shí)，以及能量守恒定律的初步原理。他們能夠理解功的計(jì)算方法和動(dòng)能、勢能的轉(zhuǎn)換。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：學(xué)生對物理學(xué)科普遍抱有濃厚的興趣，尤其是對于能夠直觀觀察和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的物理現(xiàn)象。學(xué)生的學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)，能夠適應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)探究來學(xué)習(xí)新知識(shí)的方法。他們的學(xué)習(xí)風(fēng)格多樣，有的學(xué)生偏好通過實(shí)驗(yàn)操作來學(xué)習(xí)，有的則更傾向于通過理論推導(dǎo)和邏輯分析來理解概念。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：學(xué)生在理解機(jī)械能守恒定律時(shí)可能遇到的困難包括：對動(dòng)能和勢能的轉(zhuǎn)換過程理解不夠深入，難以在實(shí)際情境中應(yīng)用能量守恒定律；實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)對變量控制和誤差分析的能力不足；以及在數(shù)據(jù)分析中如何運(yùn)用數(shù)學(xué)工具進(jìn)行合理推斷。此外，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作中可能面臨的安全意識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能不足的挑戰(zhàn)。教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：

1.講授法：通過講解機(jī)械能守恒定律的基本原理，幫助學(xué)生建立清晰的概念框架。

2.實(shí)驗(yàn)法：引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，通過實(shí)際操作加深對機(jī)械能守恒定律的理解。

3.討論法：組織學(xué)生圍繞實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行討論，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和問題解決能力。

教學(xué)手段：

1.多媒體演示：利用視頻和動(dòng)畫展示機(jī)械能守恒的動(dòng)態(tài)過程，增強(qiáng)直觀感受。

2.實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)軟件：使用實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)軟件輔助實(shí)驗(yàn)操作，提高實(shí)驗(yàn)效率和安全性。

3.數(shù)據(jù)分析工具：引入數(shù)據(jù)分析軟件，幫助學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和分析，提高數(shù)據(jù)處理能力。教學(xué)實(shí)施過程1.課前自主探索

教師活動(dòng)：

發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：通過在線平臺(tái)或班級微信群，發(fā)布預(yù)習(xí)資料（如PPT、視頻、文檔等），明確預(yù)習(xí)目標(biāo)和要求。

設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問題：圍繞機(jī)械能守恒定律，設(shè)計(jì)一系列具有啟發(fā)性和探究性的問題，如“什么是機(jī)械能？”，“動(dòng)能和勢能如何相互轉(zhuǎn)換？”等，引導(dǎo)學(xué)生自主思考。

監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：利用平臺(tái)功能或?qū)W生反饋，監(jiān)控學(xué)生的預(yù)習(xí)進(jìn)度，確保預(yù)習(xí)效果。

學(xué)生活動(dòng)：

自主閱讀預(yù)習(xí)資料：按照預(yù)習(xí)要求，自主閱讀預(yù)習(xí)資料，理解機(jī)械能守恒定律的基本概念。

思考預(yù)習(xí)問題：針對預(yù)習(xí)問題，進(jìn)行獨(dú)立思考，記錄自己的理解和疑問。

提交預(yù)習(xí)成果：將預(yù)習(xí)成果（如筆記、思維導(dǎo)圖、問題等）提交至平臺(tái)或老師處。

教學(xué)方法/手段/資源：

自主學(xué)習(xí)法：引導(dǎo)學(xué)生自主思考，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力。

信息技術(shù)手段：利用在線平臺(tái)、微信群等，實(shí)現(xiàn)預(yù)習(xí)資源的共享和監(jiān)控。

作用與目的：

幫助學(xué)生提前了解機(jī)械能守恒定律，為課堂學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。

培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和獨(dú)立思考能力。

2.課中強(qiáng)化技能

教師活動(dòng)：

導(dǎo)入新課：通過演示一個(gè)簡單的機(jī)械能守恒實(shí)驗(yàn)，如滾擺實(shí)驗(yàn)，引出機(jī)械能守恒定律，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

講解知識(shí)點(diǎn)：詳細(xì)講解機(jī)械能守恒定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式和適用條件，結(jié)合實(shí)例幫助學(xué)生理解。

組織課堂活動(dòng)：設(shè)計(jì)小組討論，讓學(xué)生根據(jù)預(yù)習(xí)內(nèi)容，探討如何驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。

學(xué)生活動(dòng)：

聽講并思考：認(rèn)真聽講，積極思考老師提出的問題。

參與課堂活動(dòng)：積極參與小組討論，提出自己的觀點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)方案。

教學(xué)方法/手段/資源：

講授法：通過詳細(xì)講解，幫助學(xué)生理解機(jī)械能守恒定律。

實(shí)踐活動(dòng)法：設(shè)計(jì)小組討論，讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的方法。

作用與目的：

幫助學(xué)生深入理解機(jī)械能守恒定律，掌握驗(yàn)證方法。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動(dòng)：

布置作業(yè)：布置設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的作業(yè)，要求學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

提供拓展資源：提供與機(jī)械能守恒定律相關(guān)的拓展資源，如相關(guān)實(shí)驗(yàn)視頻、科學(xué)論文等。

反饋?zhàn)鳂I(yè)情況：及時(shí)批改作業(yè)，給予學(xué)生反饋和指導(dǎo)。

學(xué)生活動(dòng)：

完成作業(yè)：認(rèn)真完成作業(yè)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并嘗試進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

拓展學(xué)習(xí)：利用老師提供的拓展資源，進(jìn)行進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和思考。

教學(xué)方法/手段/資源：

自主學(xué)習(xí)法：引導(dǎo)學(xué)生自主完成作業(yè)和拓展學(xué)習(xí)。

反思總結(jié)法：引導(dǎo)學(xué)生對自己的學(xué)習(xí)過程和成果進(jìn)行反思和總結(jié)。

作用與目的：

鞏固學(xué)生在課堂上學(xué)到的機(jī)械能守恒定律和技能。

通過反思總結(jié)，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的不足并提出改進(jìn)建議，促進(jìn)自我提升。教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-機(jī)械能守恒定律的歷史背景和科學(xué)家的貢獻(xiàn)：介紹機(jī)械能守恒定律的發(fā)展歷程，以及牛頓、萊布尼茨等科學(xué)家的相關(guān)研究，幫助學(xué)生了解科學(xué)發(fā)現(xiàn)的艱辛和科學(xué)家們的研究精神。

-機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用實(shí)例：收集和分析生活中常見的機(jī)械能守恒現(xiàn)象，如跳板運(yùn)動(dòng)、自行車運(yùn)動(dòng)、拋體運(yùn)動(dòng)等，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到物理規(guī)律在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用。

-不同類型機(jī)械能守恒定律的證明方法：介紹不同物理情境下機(jī)械能守恒定律的證明方法，如動(dòng)能定理、勢能定理等，幫助學(xué)生掌握證明技巧。

-機(jī)械能守恒定律與其他物理定律的關(guān)系：探討機(jī)械能守恒定律與動(dòng)量守恒定律、能量守恒定律等的關(guān)系，幫助學(xué)生構(gòu)建完整的物理知識(shí)體系。

-機(jī)械能守恒定律在不同學(xué)科領(lǐng)域的應(yīng)用：介紹機(jī)械能守恒定律在生物學(xué)、化學(xué)、地球科學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用，拓展學(xué)生的知識(shí)視野。

2.拓展建議：

-閱讀相關(guān)書籍：推薦閱讀《物理學(xué)史》、《牛頓傳》等書籍，了解機(jī)械能守恒定律的發(fā)展歷程和科學(xué)家們的研究成果。

-觀看科普視頻：推薦觀看《物理世界奇觀》、《科學(xué)大爆炸》等科普視頻，通過直觀的演示加深對機(jī)械能守恒定律的理解。

-參與實(shí)驗(yàn)研究：鼓勵(lì)學(xué)生參與學(xué)校的物理實(shí)驗(yàn)課程，通過實(shí)際操作驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，提高實(shí)驗(yàn)技能和科學(xué)探究能力。

-小組合作學(xué)習(xí)：組織學(xué)生進(jìn)行小組合作學(xué)習(xí)，共同探討機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用和證明方法，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神和溝通能力。

-科普講座和學(xué)術(shù)報(bào)告：邀請物理學(xué)家或相關(guān)領(lǐng)域的專家進(jìn)行科普講座和學(xué)術(shù)報(bào)告，讓學(xué)生與專業(yè)人士面對面交流，拓寬知識(shí)面。

-參加科學(xué)競賽：鼓勵(lì)學(xué)生參加物理競賽，如全國中學(xué)生物理競賽、奧林匹克物理競賽等，提升學(xué)生的物理素養(yǎng)和綜合素質(zhì)。

-自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：鼓勵(lì)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律在不同情境下的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。

-撰寫科學(xué)小論文：引導(dǎo)學(xué)生撰寫科學(xué)小論文，總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和心得體會(huì)，提高學(xué)生的寫作能力和科學(xué)思維能力。板書設(shè)計(jì)①本文重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：

-機(jī)械能守恒定律

-動(dòng)能和勢能的轉(zhuǎn)換

-機(jī)械能守恒定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式

-機(jī)械能守恒定律的適用條件

②關(guān)鍵詞：

-機(jī)械能

-動(dòng)能

-勢能

-重力勢能

-彈性勢能

-能量守恒

③重點(diǎn)句子：

-機(jī)械能守恒定律：在一個(gè)封閉系統(tǒng)中，機(jī)械能的總量保持不變。

-動(dòng)能和勢能的轉(zhuǎn)換關(guān)系：動(dòng)能增加，勢能減少；動(dòng)能減少，勢能增加。

-機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式：E_k+E_p=常數(shù)

-機(jī)械能守恒定律適用于保守力做功的情況。課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測課堂小結(jié)：

1.本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了機(jī)械能守恒定律，這是物理學(xué)中一個(gè)重要的基本定律。機(jī)械能守恒定律指出，在一個(gè)封閉系統(tǒng)中，機(jī)械能的總量保持不變。這意味著，在沒有外力做功的情況下，系統(tǒng)的動(dòng)能和勢能可以相互轉(zhuǎn)換，但它們的總和保持不變。

2.我們討論了動(dòng)能和勢能的概念，以及它們?nèi)绾蜗嗷マD(zhuǎn)換。動(dòng)能是物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量，它與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)。勢能是物體由于位置而具有的能量，它可以分為重力勢能和彈性勢能。

3.通過實(shí)驗(yàn)和理論分析，我們驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律。實(shí)驗(yàn)中，我們觀察了不同情境下機(jī)械能的轉(zhuǎn)換，如滾擺實(shí)驗(yàn)、拋體運(yùn)動(dòng)等。理論分析則幫助我們理解了機(jī)械能守恒定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式和適用條件。

4.我們還討論了機(jī)械能守恒定律在實(shí)際生活中的應(yīng)用，例如在跳板運(yùn)動(dòng)、自行車運(yùn)動(dòng)、拋體運(yùn)動(dòng)等現(xiàn)象中，機(jī)械能守恒定律都得到了體現(xiàn)。

當(dāng)堂檢測：

1.選擇題：

-機(jī)械能守恒定律適用于以下哪種情況？（）

A.保守力做功

B.非保守力做功

C.力的平衡狀態(tài)

D.動(dòng)能和勢能的轉(zhuǎn)換

2.判斷題：

-機(jī)械能守恒定律