高一物理能量守恒定律

1、for personal use only in study and research;not for commercial use袀能量守恒定律教學(xué)設(shè)計聿（第一課時）螄福建省泉州市第一中學(xué)葉其武羈一學(xué)習(xí)任務(wù)分析聿 1教材的地位和作用葿能量守恒定律是自然界普遍規(guī)律，它是不僅是解決力學(xué)問題的金鑰匙之一，同時它也統(tǒng)領(lǐng)了整個高中物理力， 熱，電，光，原等各個章節(jié)。 學(xué)了這章的知識，對于變力等問題就有了解決的方法和手段。 學(xué)了這章的知識， 學(xué)生解決物理問題的思維方法也要開闊， 對物理問題即要從力和運動的角度分析， 還要從功和能關(guān)系的分析。薄 2教學(xué)重點和難點：肅 1機械能守恒定律是本章教學(xué)的重點內(nèi)容，

2、本節(jié)教學(xué)的重點是使學(xué)生掌握物體系統(tǒng)機械能守恒的條件； 能夠正確分析物體系統(tǒng)所具有的機械能； 能夠應(yīng)用機械能守恒定律解決有關(guān)問題。莁 2能否正確選用機械能守恒定律解決問題是本節(jié)學(xué)習(xí)的另一難點。通過本節(jié)學(xué)習(xí)應(yīng)讓學(xué)生認(rèn)識到， 從功和能的角度分析、 解決問題是物理學(xué)的重要方法之一；同時進一步明確， 在對問題作具體分析的條件下， 要能夠正確選用適當(dāng)?shù)奈锢硪?guī)律分析、處理問題。羈。芅二 學(xué)習(xí)者情況分析膄在學(xué)習(xí)這一內(nèi)容之前，所教的學(xué)生已知道功，能，動能，勢能，重力勢等概念。掌握了重力能變化與重力功的關(guān)系， 合外力功與動能變化的關(guān)系等規(guī)律； 會計算恒力的功， 會用動能定理計算變力的功， 會用動能定理計算描述變速

3、運動的物理量。在能力方面已近學(xué)過許多物理規(guī)律的推導(dǎo)，具有一定的演繹推理能力。經(jīng)過以往的多媒體教學(xué)，他們比較熟悉和習(xí)慣用計算機課件上課的方式 .學(xué)生對物理學(xué)的研究方法已有一定的了解， ，在自主學(xué)習(xí)、 合作探究等方面的能力有了一定提高。蒀在非智力因素方面，學(xué)生學(xué)習(xí)積極主動，對學(xué)習(xí)物理有較濃厚興趣；有較強的好奇心和求知欲， 樂于探究自然界的奧秘； 敢于堅持正確觀點， 勇于修正錯誤；喜歡和同齡人一起學(xué)習(xí)，有將自己的見解與他人交流的愿望，具有團隊精神。莇三教學(xué)目標(biāo)分析肅 1知識與技能 ：羈通過實驗?zāi)茯炞C機械能守恒定律。袂理解機械能守恒定律。會用機械能守恒定律分析生活和生產(chǎn)中的有關(guān)問題。螇 了解自然界中存

4、在多種形式的能量。 知道能量守恒定律是最基本， 最普遍的自然規(guī)律之一。螆 2過程與方法：羃讓學(xué)生通過已有日常生活和實踐中的能量轉(zhuǎn)化的經(jīng)歷，提出如何驗證能量轉(zhuǎn)化和守恒定律。接著讓學(xué)生設(shè)計驗證性實驗，體會驗證性實驗的探究過程。羀在探究過程中，滲透科學(xué)研究方法，知道影響實驗的有關(guān)因素并加以控制，例如各種阻力。會紀(jì)錄，分析和處理數(shù)據(jù)。芆討論實驗得出的結(jié)論以及如何減小實驗誤差。薆 從理論上推導(dǎo)機械能守恒定律。學(xué)會用已掌握的規(guī)律推導(dǎo)新的規(guī)律，培養(yǎng)推理論證的能力。會由重力勢能與動能的轉(zhuǎn)化和守恒推論出各種能量間的轉(zhuǎn)化與守恒，即會從個性特征抽象出共性特征。肄聿 3情感、態(tài)度、價值觀：衿通過學(xué)生之間的討論、交流與

5、協(xié)作探究，培養(yǎng)團隊合作精神。芆 讓學(xué)生在探究過程中體驗科學(xué)研究問題的樂趣，增進學(xué)習(xí)物理的情感。袂 讓學(xué)生感悟能的轉(zhuǎn)化與守恒定律在物理學(xué)中，在自然科學(xué)中的重要地位。感悟能的轉(zhuǎn)化與守恒定律為不同學(xué)科的溝通與聯(lián)系提供了橋梁。蒁四 教材處理與教學(xué)策略荿在教材處理上把能量守恒定律分為兩個學(xué)時。第一學(xué)時主要的任務(wù)是：理論探究 只在重力作用和只在彈力作用下物體運動過程機械能守恒；第二學(xué)時主要的任務(wù)是：驗證性實驗與探究性實驗。驗證實驗即驗證第一課的理論推導(dǎo)結(jié)果，探究性實驗則探究不同阻力下的物體運動過程機械能是否守恒。進而總結(jié)能量守恒定律。本節(jié)課是第一學(xué)時，主要采用以下的教學(xué)策略：肇 1自主學(xué)習(xí)與合作探究袃學(xué)生

6、兩人一組實驗，讓學(xué)生在自主學(xué)習(xí)中，通過對認(rèn)知活動進行自我監(jiān)控，并及時作出相應(yīng)的調(diào)整。 在理論推導(dǎo)機械能轉(zhuǎn)化與守恒的活動中， 要求各學(xué)習(xí)組用不同的方法，例如小球自由落體，斜面小車，阿武德機等來推導(dǎo)。這樣可以知識互補，互相學(xué)習(xí)，交流合作，讓不同層次的學(xué)生都能有所作為，有所收獲。提倡小組間的合作探究與對比，在對比中提出問題，分析問題，解決問題，完善結(jié)果。蕿五 教學(xué)器材螈教學(xué)設(shè)備： 多媒體教室、麥克斯韋滾擺、單擺和彈簧振子，課件蒃羄六 教學(xué)過程設(shè)計羂（一） 創(chuàng)設(shè)情景、引入新課膈 1. 結(jié)合復(fù)習(xí)引入新課。芃前面我們學(xué)習(xí)了動能、勢能和機械能的知識。在初中學(xué)習(xí)時我們就了解到，在一定條件下， 物體的動能與勢能

7、 （包括重力勢能和彈性勢能）可以相互轉(zhuǎn)化， 下面我們觀察演示實驗中物體動能與勢能轉(zhuǎn)化的情況。螂 2. 演示實驗。依次演示麥克斯韋滾擺、單擺和彈簧振子，提醒學(xué)生注意觀察物體運動中動能、勢能的變化情況。肀通過觀察演示實驗，學(xué)生回答物體運動中動能、勢能變化情況，教師小結(jié)：蚇物體運動過程中，隨動能增大，物體的勢能減小；反之，隨動能減小，物體的勢能增大。羄多媒體課件：物體在不同的力學(xué)條件下的運動螃提出問題：上述運動過程中，物體的機械能是否變化呢？這是我們本節(jié)要探究的主要內(nèi)容。腿（二）分組理論探究機械能守恒肆教師提出以下幾種情景：螄 1只有重力對物體做功時物體的機械能襖 情景 1：質(zhì)量為 m 的物體自由下

8、落過程中，經(jīng)過高度 h1 的 a 處速度為 v1，下落至高度 h2 的 b 處速度為 v2，不計空氣阻力，分析由 h1 下落到 h2 過程中機械能的變化（引導(dǎo)學(xué)生思考分析）。薁 情景 2；從傾角為 的光滑斜面上滑下的小車，經(jīng)過a 點時速度為 va，下滑位移 s，到達(dá) b 點速度為 vb。分析此過程機械能的變化 .蒆 2彈簧和物體組成的系統(tǒng)的機械能 .蒅 情景 3. 以彈簧振子為例（未講振動，不必給出彈簧振子名稱，只需講清系統(tǒng)特點即可），簡要分析系統(tǒng)勢能與動能的轉(zhuǎn)化。螞蠆教師要求與啟發(fā)：要求學(xué)習(xí)小組選擇一個情景，用學(xué)過的動能定理，重力的功與重力勢能變化的關(guān)系， 對以上前兩種情景， 定量寫出物體經(jīng)

9、歷的過程前后的機械能 e1 和 e2，看機械能變化了沒有，存在什么關(guān)系。第三種情景要求定性分析。腿（三）學(xué)習(xí)小組理論探究結(jié)果展示與討論。膅 情景 1 小組理論探究結(jié)果展示的內(nèi)容：螃根據(jù)動能定理，有肂薈 下落過程中重力對物體做功，重力做功在數(shù)值上等于物體重力勢能的變化量。取地面為參考平面，有羅 wgmgh1-mgh2薁由以上兩式可以得到膀肈 情景 2 小組理論探究結(jié)果展示的內(nèi)容：蚆下滑過程中重力對物體做功，重力做功在數(shù)值上等于物體重力勢能的變化量。取 b 點重力勢能為零，有薂w g mgssin羋根據(jù)動能定理，有w g1mv b21mv a21m(v b2v a2 )蕆22212as12gsin

10、 smgssin .mm22蒆 提出問題：上述結(jié)論是否具有普遍意義呢？（作為課后作業(yè)，請同學(xué)們課后進一步分析物體做平拋和豎直上拋運動時的情況。）蚃學(xué)生討論：上述兩個表達(dá)式說明了什么？蟻討論后 、學(xué)習(xí)小組代表回答。蟻代表甲： 在表達(dá)式中等號左邊是物體在a 處的機械能， 等號右邊是物體在b 處的機械能，該表達(dá)式說明：物體在下落過程中，物體的機械能總量不變。代表乙： 對于表達(dá)式，重力做的功等于動能的增量，也等于重力勢能的減少量。該表達(dá)式說明： 物體在下滑過程中，重力勢能的減少量等于動能的增量。物體的機械能總量不變。羈教師總結(jié)： 用 ek1 和 ek2 表示物體的初動能和末動能，用ep1 和 ep2

11、分別表示物體在初位置的重力勢能和末位置的重力勢能，則得到：ek1 +ep1=ek2+e p2，也就是初位置的機械能等于末位置的機械能，即機械能是守恒的。膆（四）學(xué)習(xí)小組討論機械能守恒的條件：薄教師引導(dǎo)學(xué)生思考：在推導(dǎo)中我們以物體做自由落體和斜面小車為例進行的，上述二種運動有什么相同和不同之處？從上述兩種運動中，你能猜想一下： 機械能在什么情況下守恒？肁在引導(dǎo)學(xué)生會回答認(rèn)識，不同之處是物體運動受力不同，自由落體運動是只受重力作用，而斜面小車還受支持力作用。 相同點是在上述兩種運動中物體只有重力做功， 支持力不做功。 教師再要求學(xué)生 猜想并分析：機械能在什么情況下守恒？螞學(xué)生在猜想過程中教師提示：

12、重力做功只會使動能與勢能相互轉(zhuǎn)化，機械能總量不變。除了重力之外其它力做功又會怎樣呢？學(xué)生舉例分析。例如，汽車加速上坡， 子彈打進木塊。前者合外力的功為正機械能增加，后者摩擦力做功機械能減少。芇最后教師總結(jié)：袇通過上述分析，我們得到：在只有重力做功，其它外力不做功或其它外力做功的代數(shù)和為零的情況下， 物體的動能和重力勢能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化， 但機械能的總量保持不變， 這個結(jié)論叫 機械能守恒定律 。螄為了回答情景 3 和完善機械能守恒的條件教師演示并討論： 放開被壓縮的彈簧，可以把跟它接觸的小球彈出去， 在這個過程中， 能量是如何轉(zhuǎn)化的？類比地， 你能得到在這個過程中機械能守恒的條件嗎？膈引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識在

13、小球被彈簧彈出的過程中，彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為小球的動能。羋類比得到：如果有彈力做功，動能和彈性勢能之和保持不變，即機械能守恒。這樣就得到 機械能守恒的條件： 物體在只有重力和彈簧的彈力作用下， 勢能和動能相互轉(zhuǎn)化， 機械能保持不變。羅（五）回 深化 膄教 引 學(xué)生回 本 的理 探究 程，以及探究 程中使用的物理思想和方法：即用已學(xué)的 律探究和 新的物理 律； 的知 要點； 學(xué)生提出自己在理 探究學(xué) 中存在的疑 ，教 答疑， 以鞏固和深化知 。衿肆 教學(xué)情景 學(xué)生可能遇到的困 1。不懂得從已學(xué) 的物理 律來推 新的物理 律。教 可以 啟 ： 研究 象 的 程用重力 能與重力功德關(guān)系列一式；再用

14、能定理列一式。膃 學(xué)生可能遇到的困難2，不懂得應(yīng)用運動學(xué)來整理表達(dá)式而得出結(jié)論。教師提示：告訴學(xué)生明確目的，即探究過程“ 物體的機械能是否變化” ，要把過程機械能的變化寫出來，并用已知的，相同的，可比的量來表示。薃蠆教學(xué)過程提醒：膇 在學(xué)生交流討論推導(dǎo)結(jié)論過程，要有較充分的時間讓他們對另一種推導(dǎo)方法進行交流學(xué)習(xí)，各對比組闡述自己的觀點，方法，思路。以達(dá)到相互學(xué)習(xí)，開闊思路的目的。 同時應(yīng)注意有些學(xué)生可能有別的方法， 要鼓勵和認(rèn)真對待，在課堂時間不足的情況下，可在課外指導(dǎo)學(xué)生去探究。蒆七本設(shè)計主要特點：肂 1本節(jié)課教學(xué)設(shè)計注重學(xué)生學(xué)習(xí)過程的理論探究，體現(xiàn)了培養(yǎng)學(xué)生推理和應(yīng)用知識的能力。 筆者始終認(rèn)為探究有兩方面： 實驗探究和理論探究， 兩者缺一不可。荿 2本節(jié)課把能量守恒定律分為兩個課時，第一課時側(cè)重理論探究，第二課時則為實驗探究。 第二節(jié)課的實驗， 既有上課時各學(xué)習(xí)組的理論探究結(jié)果的驗證性實驗，又有探究性實驗， 例如用數(shù)碼相機連拍的功能拍攝阻力較大和較小的落體運動，探究其機械是否守恒。艿 3在教學(xué)方法上突出學(xué)生為主導(dǎo)，教師的作用是啟發(fā)，引導(dǎo)和答疑。在學(xué)生展示推導(dǎo)過程和討論結(jié)果時， 教師應(yīng)溶入到學(xué)生中， 扮演其中的一分子， 開展合作探究，進行理論探索。教學(xué)中尤其關(guān)注生個體差異產(chǎn)生新的教學(xué)資源并較好地進行利用，運用評價手段不斷引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)， 較好地將新課程理念結(jié)合于教學(xué)