《探究機械能守恒定律》教學設計

1、.?探究機械能守恒定律?教學設計【教學目的】 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互相轉化。 2.正確推導重物自由下落過程中的機械能守恒，理解機械能守恒定律的內容，知道它的含義和適用條件。 3.在詳細問題中，能斷定機械能是否守恒，并能列出機械能守恒的方程式。 二、過程與方法 1.學會在詳細的問題中斷定物體的機械能是否守恒。 2.初步學會從能量轉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，使學生樹立科學觀點，理解和運用自然規(guī)律，并用來解決實際問題。 【教學重點】 1.掌握機械能守恒定律的理論推證和實驗驗證過程。 3.掌握機械能

2、守恒的條件。 4.在詳細的問題中能斷定機械能是否守恒，并能列出機械能定律的數(shù)學表達式。 【教學難點】 1.如何讓學生從事例中感受和猜測物體的機械能轉化遵循什么規(guī)律。 2.在實驗驗證中如何處理紙帶，數(shù)據(jù)如何處理。 【教學方法】 情景創(chuàng)設法、分析推證法、探究與交流討論法。 【教具】 多媒體 【教學過程】 一、情景引入：視頻 回憶：動能和重力勢能的概念。 提問：什么是機械能? 情景創(chuàng)設視頻：瀑布、跳高 請同學們根據(jù)提供的情景，描繪它們的動能、重力勢能是如何變化和轉化的? 生：水從高處下落：水的重力勢能轉化為動能。 跳高：運發(fā)動向上跳高的過程中，動能減小，重力勢能增加;減小的動能轉化為增加的重力勢能。

3、向下那么反之。 通過以上事例的分析，你猜測減小的重力勢能與增加的動能之間的關系是怎樣的? 學生猜測： 如今就通過探究來驗證我們的猜測是否正確! 提問：要探究一個物理問題可以從幾方面來探究? 二、理論分析 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化與守恒問題。 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 如下圖，忽略空氣阻力，設重物的質量為m，當重錘離地面高度為h1時，重錘具有的機械能是： E1=EK1+EP1= 結論：E1=EK1+EP1= 當重物繼續(xù)下落至離地面高度為h2處時，重錘具有的機械能是： E2=EK2+EP2= 結論：E2=EK2+EP2= 試著比較重錘

4、從h1高處下落到h2高處時動能的增加量Ek與重力勢能的減少量Ep相等嗎?如今就從理論上去推導這兩個位置的機械能是否相等 設問：假如相等會得出什么結論呢? 引導學生利用已經(jīng)學習過的動能定理或運動學知識分析推導得出Ek =Ep 既： 結論：由于動能的增加量Ek與重力勢能的減少量Ep相等，因此E1=E2 上面是從分析重錘自由下落過程中得出的結論。這個結論具有普遍意義嗎? 提問：物體在做斜拋運動時這個結論也正確嗎? 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化，但在任一位置的機械能都一樣的結論嗎?留給學生課后探究 總結：研究證明，在只有重力做功的情況下，不管物體是做直線運動還是

5、做曲線運動，這個結論都是正確的。 機械能守恒定律：在只有重力做功的情況下，物體的動能和勢能可以互相轉化，而且機械能的總量保持不變。 即：E=EK+EP=恒量 三、實驗驗證 提問：如何設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。 實驗裝置如下圖： 【儀器和器材】 電磁打點計時器，學生電源，方座支架，直尺，重錘，紙帶，復寫紙，導線。 實驗前的準備工作： 引導學生： 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? 如何測量記數(shù)點的速度?即：V1，V2的速度。 如何測量重物的重力勢能的減少量mgh和動能的增加量?并用這兩個量來驗證機械能是否守恒。 由于數(shù)據(jù)比較多我給大家提供了一組參考的數(shù)據(jù)表格，同學們可以根據(jù)自己的實際情況設計更加詳細的實驗步驟和數(shù)據(jù)表格。 數(shù)據(jù)處理參考表格并借助計算機數(shù)表軟件處理實驗數(shù)據(jù) 學生分組實驗： 老師及時觀察學生的實驗并與學生互動。 實驗數(shù)據(jù)分析與處理 學生匯