《機(jī)械能守恒定律》教學(xué)設(shè)計(jì)

1、附件3 申報(bào)序號(hào)： 第六屆教學(xué)設(shè)計(jì)參評(píng)作品申報(bào)表作 者姓 名石元輝電 話(huà)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(lèi) 型職中郵 政編 碼722300稿 件標(biāo) 題機(jī)械能守恒定律教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué) 科類(lèi) 別中學(xué)物理教材版本物理（通用類(lèi)）（修訂版）（高等教育出版社）年 級(jí)一年級(jí)第幾冊(cè)第一冊(cè)單位報(bào)送意見(jiàn) 單位蓋章2015年 月 日備注1、申報(bào)序號(hào)由陜西省教育學(xué)會(huì)統(tǒng)一填寫(xiě)。其它欄目均由作者個(gè)人填寫(xiě)，1式3份，與參評(píng)作品匹配裝訂。 2、單位類(lèi)型指幼兒園、小學(xué)、初中、高中、職中、進(jìn)校、教研機(jī)構(gòu)等。3、學(xué)科類(lèi)別指各門(mén)具體學(xué)科，如中學(xué)語(yǔ)文、小學(xué)數(shù)學(xué)、幼兒園

2、語(yǔ)言等課程。機(jī)械能守恒定律教學(xué)設(shè)計(jì)【教學(xué)目標(biāo)】一、知識(shí)與技能1知道什么是機(jī)械能，知道物體的動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化。2理解機(jī)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(wèn)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。二、過(guò)程與方法1學(xué)會(huì)在具體的問(wèn)題中判定物體的機(jī)械能是否守恒。2初步學(xué)會(huì)從能量轉(zhuǎn)化和守恒的觀點(diǎn)來(lái)解釋物理現(xiàn)象，分析問(wèn)題。三、情感、態(tài)度與價(jià)值觀通過(guò)機(jī)械能守恒的教學(xué)，使學(xué)生樹(shù)立科學(xué)觀點(diǎn)，理解和運(yùn)用自然規(guī)律，并用來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】1掌握機(jī)械能守恒的條件。2在具體的問(wèn)題中能判定機(jī)械能是否守恒，并能列出機(jī)械能定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】1如何讓學(xué)生從事例中感受和猜

3、想物體的機(jī)械能轉(zhuǎn)化遵循什么規(guī)律。2在實(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(diǎn)計(jì)時(shí)器、學(xué)生電源、方座支架、直尺、重錘、紙帶、復(fù)寫(xiě)紙、導(dǎo)線(xiàn)?！窘虒W(xué)過(guò)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(qǐng)同學(xué)們根據(jù)提供的情景，描述瀑布的動(dòng)能、重力勢(shì)能是如何變化和轉(zhuǎn)化的？生：水從高處下落：水的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。通過(guò)以上事例的分析，你猜想瀑布減小的重力勢(shì)能與增加的動(dòng)能之間的關(guān)系是怎樣的？學(xué)生猜想：現(xiàn)在就通過(guò)探究來(lái)驗(yàn)證我們的猜想是否正確！提問(wèn)：要探究一個(gè)物理問(wèn)題可以從幾方面來(lái)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(gè)引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)機(jī)械能守恒定律的相關(guān)問(wèn)題。以此來(lái)幫助學(xué)生學(xué)會(huì)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(shí)，重錘具有的機(jī)械能是：  =_  （結(jié)論：）當(dāng)重物繼續(xù)下落至離地面高度為處時(shí)，重錘具有的機(jī)械能是：=_ （結(jié)論：  ）試著比較重錘從高處下落到高處時(shí)動(dòng)能的增加量與重力勢(shì)能的減少量相等嗎？設(shè)問(wèn)：如果相等會(huì)得出什么結(jié)論呢？（結(jié)論：由于動(dòng)能的增加量與重力勢(shì)能的減少量相等，因此。）上面是從分析重錘自由下落過(guò)程中得出的結(jié)論。這個(gè)結(jié)論具有普遍意義嗎？機(jī)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(dòng))和_能(結(jié)論：勢(shì))（結(jié)論：回答重力勢(shì)能或彈性勢(shì)能也正確）可以互相轉(zhuǎn)化，機(jī)械能的總量保持不變。環(huán)節(jié)三、教師檢測(cè)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(jiǎn)單的例子從理論分析和實(shí)驗(yàn)探究?jī)煞矫鎭?lái)研究機(jī)械能的轉(zhuǎn)化與守恒問(wèn)題。1、先從理論分析來(lái)研究重錘自由下落過(guò)程中機(jī)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(shí)，重錘具有的機(jī)械能是： 創(chuàng)設(shè)情境：動(dòng)畫(huà)演示  =_  結(jié)論：當(dāng)重物繼續(xù)下落至離地面高度為處時(shí)，重錘具有的機(jī)械能是：創(chuàng)設(shè)情境：動(dòng)畫(huà)演示=_  結(jié)論：  試著比較重錘從高

6、處下落到高處時(shí)動(dòng)能的增加量與重力勢(shì)能的減少量相等嗎？（現(xiàn)在就從理論上去推導(dǎo)這兩個(gè)位置的機(jī)械能是否相等）設(shè)問(wèn)：如果相等會(huì)得出什么結(jié)論呢？引導(dǎo)學(xué)生利用已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)的動(dòng)能定理或運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)分析推導(dǎo)得出 既： 結(jié)論：由于動(dòng)能的增加量與重力勢(shì)能的減少量相等，因此。上面是從分析重錘自由下落過(guò)程中得出的結(jié)論。這個(gè)結(jié)論具有普遍意義嗎？提問(wèn)：物體在做斜拋運(yùn)動(dòng)時(shí)這個(gè)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(dòng)能和勢(shì)能互相轉(zhuǎn)化，但在任一位置的機(jī)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(xiàn)運(yùn)動(dòng)還是做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，這個(gè)結(jié)論都是正確的。2、機(jī)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(dòng)能和勢(shì)能（重力勢(shì)能或彈性勢(shì)能）可以互相轉(zhuǎn)化，機(jī)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(dòng)手實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證新知（5分）提問(wèn)：如何設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證機(jī)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(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律?！緦?shí)驗(yàn)原理】 (1)從1到2由機(jī)械能守恒定律得：即：即：(2)從0到1由機(jī)械能守恒定律得： 優(yōu)點(diǎn)：方便處理數(shù)據(jù)。要求：保證起始點(diǎn)速度為0。(3)做的圖像，若得到的是過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn)，且加速度為g,則機(jī)械能守恒定律?！緦?shí)驗(yàn)裝置】 如圖所示：hV 電火花計(jì)時(shí)器紙帶夾子重物 【儀器和器材】電磁打

8、點(diǎn)計(jì)時(shí)器，學(xué)生電源，方座支架，直尺，重錘，紙帶，復(fù)寫(xiě)紙，導(dǎo)線(xiàn)?！緦?shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作】引導(dǎo)學(xué)生：(1)如何選擇紙帶提問(wèn)：某個(gè)位置的機(jī)械能能不能測(cè)量？怎樣測(cè)量？(2)如何測(cè)量記數(shù)點(diǎn)的速度？即：，的速度。(3)如何測(cè)量重物的重力勢(shì)能的減少量和動(dòng)能的增加量？并用這兩個(gè)量來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒?！緦?shí)驗(yàn)步驟】(1)如圖所示，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器豎直地固定在置于桌邊的鐵架臺(tái)上，將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與電源連接好。 (2)將紙帶穿過(guò)電火花記時(shí)器或打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，并把紙帶的一端固定在重物上，使重物停靠在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的地方，先用手提著紙帶。 (3)先接通電源，松開(kāi)紙帶，讓重物帶著紙帶自由下落，計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一列小點(diǎn)。(4)重復(fù)

9、幾次，得到35條紙帶。 (5)在打好點(diǎn)的紙帶中挑選“點(diǎn)跡清楚且第一、二兩點(diǎn)間距離約為2mm”的一條紙帶，記下第一個(gè)點(diǎn)的位置O，并在紙帶上從任意點(diǎn)開(kāi)始依次選取幾個(gè)連續(xù)的點(diǎn)1、2、3，并用刻度尺依次測(cè)出各點(diǎn)到位置O的距離，這些距離就是物體運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)1、2、3、時(shí)下落的高度、。 (6)應(yīng)用平均速度就是中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度的方法 ，計(jì)算出各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度、。 (7)把得到的數(shù)據(jù)真入表格里，計(jì)算各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的勢(shì)能減少量，以及增加的動(dòng)能，并比較是否跟理論一致。計(jì)算時(shí)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(shí)際情況設(shè)計(jì)更加具體的實(shí)驗(yàn)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(yùn)動(dòng)和力的學(xué)生實(shí)驗(yàn)二中，學(xué)生曾用過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器去測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體的速度、加速度，因此本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)學(xué)生應(yīng)該可以做。 學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)：老師及時(shí)觀察學(xué)生的實(shí)驗(yàn)并與學(xué)生互動(dòng)；實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析與處理；學(xué)生匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。環(huán)節(jié)五、解決課前小問(wèn)題 使教學(xué)內(nèi)容前后呼應(yīng)（2分鐘）1、教師再次提問(wèn)課前小問(wèn)題，并請(qǐng)同學(xué)們說(shuō)明其中的原理（提問(wèn)過(guò)程中，多請(qǐng)幾名同學(xué)敘述，相互補(bǔ)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(jī)械能是否守恒？A跳傘運(yùn)動(dòng)員從空中勻速下落過(guò)程B物體以在空中下落過(guò)程 C物體作平拋運(yùn)動(dòng)過(guò)程D物體在細(xì)線(xiàn)拉力作

11、用下沿光滑斜面上滑過(guò)程例2：把一個(gè)小球用細(xì)繩懸掛起來(lái)，就成為一個(gè)擺，擺長(zhǎng)為1m，最大偏角為。小球運(yùn)動(dòng)到最低位置時(shí)的速度是多大？（物體重力勢(shì)能大小與所選取的參考平面（零勢(shì)面）有關(guān)；而重力勢(shì)能的變化量是與所選取的參考平面無(wú)關(guān)的。在討論物體系統(tǒng)的機(jī)械能時(shí)，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(wèn)題的基礎(chǔ)上，歸納使用機(jī)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(jī)械能守恒定律的條件只有重力或彈力做功；、列出初、末兩個(gè)狀態(tài)的機(jī)械能（、）；、根據(jù)機(jī)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(wèn)題思考：你能不能直接用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)

12、學(xué)的公式來(lái)處理這個(gè)問(wèn)題？本環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)設(shè)問(wèn)讓學(xué)生了解機(jī)械能守恒定律解決問(wèn)題時(shí)的優(yōu)越性。應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解決問(wèn)題，只需考慮運(yùn)動(dòng)的始末狀態(tài)，不必考慮兩個(gè)狀態(tài)之間過(guò)程的細(xì)節(jié)。如果直接用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問(wèn)題，往往要分析過(guò)程中各個(gè)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(yùn)動(dòng)定律解決的問(wèn)題，應(yīng)用機(jī)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(yàn)教學(xué)效果（1分鐘） 1、練習(xí)2-3 2、3、42、一個(gè)學(xué)生騎自行車(chē)沿著斜坡自然下滑時(shí)，機(jī)械能是否守恒。五、板書(shū)設(shè)計(jì)： 第三節(jié) 機(jī)械能守恒定律1動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化2.機(jī)械能守恒定律功能關(guān)系：勢(shì)能的變化量：（1）內(nèi)容： 動(dòng)能的變化量：（2）條件：六、說(shuō)教學(xué)效果教學(xué)反思本節(jié)課有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：1.導(dǎo)入新課時(shí)采用利