機(jī)械能守恒教學(xué)設(shè)計(jì)

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1、“機(jī)械能守恒”教學(xué)設(shè)計(jì)【教材分析】機(jī)械能守恒定律一節(jié)的內(nèi)容與本章的各節(jié)內(nèi)容有緊密的邏輯關(guān)系，是全章知識(shí)鏈中重要的一環(huán)，機(jī)械能守恒定律的探究建立在前面所學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上，而機(jī)械能守恒定律又是普遍的能量守恒定律的一種特殊情況，教材通過(guò)“做一做”小實(shí)驗(yàn)展示了與探究守恒量的聯(lián)系，通過(guò)多個(gè)具體實(shí)例，先猜測(cè)動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系，引出對(duì)機(jī)械能守恒定律及守恒條件的探究，聯(lián)系重力勢(shì)能和重力做功及彈性勢(shì)能與彈力做功的關(guān)系的學(xué)習(xí)，由定性分析到定量計(jì)算，逐步深入，最后得出結(jié)論，并通過(guò)應(yīng)用使學(xué)生領(lǐng)會(huì)定律在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)的優(yōu)越性。在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)教材內(nèi)在的邏輯關(guān)

2、系和學(xué)生認(rèn)知的發(fā)展規(guī)律來(lái)設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)的基本流程，力求達(dá)到最優(yōu)化的組合。本設(shè)計(jì)力圖通過(guò)生活實(shí)例和物理實(shí)驗(yàn),展示相關(guān)情景，激發(fā)學(xué)生的求知欲，引出對(duì)機(jī)械能守恒定律的探究,體現(xiàn)從“生活走向物理”的理念,通過(guò)建立物理模型,由淺入深進(jìn)行探究,讓學(xué)生領(lǐng)會(huì)科學(xué)的研究方法,并通過(guò)規(guī)律應(yīng)用鞏固知識(shí),體會(huì)物理規(guī)律對(duì)生活實(shí)踐的作用?！窘虒W(xué)目的】㈠知識(shí)與技能1、知道什么是機(jī)械能，理解物體的動(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)容和適用條件；3、會(huì)判定具體問(wèn)題中機(jī)械能是否守恒，能運(yùn)用機(jī)械能守恒定律分析實(shí)際問(wèn)題㈡過(guò)程與方法1、學(xué)習(xí)從物理現(xiàn)象分析、推導(dǎo)機(jī)械能守恒

3、定律及適用條件的研究方法2、初步掌握運(yùn)用能量轉(zhuǎn)化和守恒來(lái)解釋物理現(xiàn)象及分析問(wèn)題的方法。㈢情感、態(tài)度與價(jià)值觀體會(huì)科學(xué)探究中的守恒思想，養(yǎng)成探究自然規(guī)律的科學(xué)態(tài)度，領(lǐng)悟機(jī)械能守恒規(guī)律解決問(wèn)題的優(yōu)點(diǎn)，形成科學(xué)價(jià)值觀?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】1、機(jī)械能守恒定律的推導(dǎo)與建立，以及機(jī)械能守恒定律含義的理解；2、機(jī)械能守恒定律的條件和機(jī)械能守恒定律的實(shí)際應(yīng)用。【教學(xué)難點(diǎn)】1、機(jī)械能守恒的條件及對(duì)機(jī)械能守恒定律的理解。2、能正確分析物體系統(tǒng)內(nèi)所具有的機(jī)械能，判斷研究對(duì)象在所經(jīng)歷的過(guò)程中機(jī)械能是否守恒?！窘虒W(xué)器材】鋼球、細(xì)線、小球、釘子，鐵架臺(tái)、彈簧振子,氣墊導(dǎo)軌等?！窘?/p>

4、學(xué)過(guò)程】一、導(dǎo)入新課1、提出課題—機(jī)械能守恒定律。（板書(shū)）2、力做功的過(guò)程也是能量從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式的過(guò)程，物體的動(dòng)能和勢(shì)能總和稱為機(jī)械能，例舉：通過(guò)重力或彈力做功，動(dòng)能與勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化。（展示圖片和視頻）瀑布（自由落體）：重力勢(shì)能動(dòng)能蕩秋千：動(dòng)能重力勢(shì)能過(guò)山車(chē)：動(dòng)能重力勢(shì)能動(dòng)能撐桿跳高動(dòng)能彈性勢(shì)能、重力勢(shì)能動(dòng)能……分析上述各個(gè)過(guò)程中能量轉(zhuǎn)換及重力、彈力做功的情況。實(shí)驗(yàn)1：（激疑）鋼球用細(xì)繩懸起，請(qǐng)一同學(xué)靠近，將鋼球偏至同學(xué)鼻子處釋放，擺回時(shí)，觀察該同學(xué)反應(yīng)。釋放鋼球后，學(xué)生聯(lián)系到伽利略理想實(shí)驗(yàn)中的判斷，認(rèn)識(shí)到若無(wú)空氣阻力，應(yīng)該擺到等高

5、處，不會(huì)碰到鼻子。乙甲ABCA二、新課教學(xué)1、探究守恒量實(shí)驗(yàn)2：將小鋼球用細(xì)線懸掛一端固定在的小黑板上部，讓小球擺動(dòng)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，小球可以擺到跟釋放點(diǎn)等高處，再用一釘子固定在小黑板上某點(diǎn)擋住細(xì)線，再觀察，發(fā)現(xiàn)仍等高。引導(dǎo)學(xué)生討論探究擺動(dòng)中能量轉(zhuǎn)換，分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象所展示的能量轉(zhuǎn)化特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2中小球在擺動(dòng)過(guò)程中通過(guò)重力做功，勢(shì)能與動(dòng)能互相轉(zhuǎn)換：重力做正功，重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增加；重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加，動(dòng)能減少。小球擺動(dòng)過(guò)程中總能回到原來(lái)高度，好像“記得”自己原來(lái)的高度，說(shuō)明在擺動(dòng)過(guò)程中有一個(gè)物理量是保持不變的，是什么呢？重力勢(shì)能與動(dòng)能

6、的總和保持不變，也就是機(jī)械能保持不變。實(shí)驗(yàn)3：⑴將小黑板傾斜，讓小鋼球靠著黑板運(yùn)動(dòng)，觀察現(xiàn)象。⑵小黑板不傾斜，將小鋼球換成泡沫球再做，觀察現(xiàn)象。小球有時(shí)能擺到原來(lái)的高度，有時(shí)不能擺到原來(lái)的高度。2、探究規(guī)律，并找出機(jī)械能不變的條件。h1h2ABv1v2提出研究方法：在探究物理規(guī)律時(shí)，應(yīng)該是由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，逐步深入，先對(duì)簡(jiǎn)單的物理現(xiàn)象進(jìn)行探究，然后加以推廣深化。在動(dòng)能與勢(shì)能轉(zhuǎn)化的情景中，自由落體（只受重力）應(yīng)該是比較簡(jiǎn)單的。⑴只受重力作用分析引導(dǎo)學(xué)生自主探究，不失一般性，設(shè)下落過(guò)程中經(jīng)過(guò)高度h1的A點(diǎn)速度v1，高度h2的B點(diǎn)時(shí)速度為v2，由同學(xué)用

7、學(xué)習(xí)過(guò)的知識(shí)（牛頓定律或動(dòng)能定理），分析下落過(guò)程中A、B兩位置的機(jī)械能之間的數(shù)量關(guān)系。A點(diǎn)到B點(diǎn)，WG=mv22-mv12=EK2-EK1由重力做功和重力勢(shì)能變化的關(guān)系有WG=mgh1-mgh2=EP1-EP2得到EK2-EK1=EP1-EP2①移項(xiàng)后，得EP1+EK1=EP2+EK2②即E1=E2引導(dǎo)學(xué)生討論式①的含義是什么？式②的含義又是什么？在表達(dá)式①中左邊是物體動(dòng)能的增加量，右邊是物體重力勢(shì)能減少量，該表達(dá)式說(shuō)明：物體在下落過(guò)程中，重力做了多少正功，物體的重力勢(shì)能就減小多少，同時(shí)物體的動(dòng)能就增加多少。在表達(dá)式②中，左邊是物體在末位置時(shí)

8、的機(jī)械能，右邊是物體在初位置時(shí)的機(jī)械能，該式表示：動(dòng)能和勢(shì)能之和即總的機(jī)械能保持不變。⑵只有重力做功分析上述結(jié)論是在運(yùn)動(dòng)過(guò)程只受重力作用的時(shí)候得到的，如果物體是沿光