《机械能守恒定律》教学设计

1、附件3 申报序号： 第六届教学设计参评作品申报表作 者姓 名石元辉电 话09175559714所属市县 区宝鸡市眉县手 作单 位眉县职业教育中心单 位类 型职中邮 政编 码722300稿 件标 题机械能守恒定律教学设计学 科类 别中学物理教材版本物理（通用类）（修订版）（高等教育出版社）年 级一年级第几册第一册单位报送意见 单位盖章2015年 月 日备注1、申报序号由陕西省教育学会统一填写。其它栏目均由作者个人填写，1式3份，与参评作品匹配装订。 2、单位类型指幼儿园、小学、初中、高中、职中、进校、教研机构等。3、学科类别指各门具体学科，如中学语文、小学数学、幼儿园

2、语言等课程。机械能守恒定律教学设计【教学目标】一、知识与技能1知道什么是机械能，知道物体的动能和势能可以相互转化。2理解机械能守恒定律的内容，知道它的含义和适用条件。3在具体问题中，能判定机械能是否守恒，并能列出机械能守恒的方程式。二、过程与方法1学会在具体的问题中判定物体的机械能是否守恒。2初步学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象，分析问题。三、情感、态度与价值观通过机械能守恒的教学，使学生树立科学观点，理解和运用自然规律，并用来解决实际问题。【教学重点】1掌握机械能守恒的条件。2在具体的问题中能判定机械能是否守恒，并能列出机械能定律的数学表达式。【教学难点】1如何让学生从事例中感受和猜

3、想物体的机械能转化遵循什么规律。2在实验验证中如何处理数据。【教学方法】情景创设法、分析推证法、探究与交流讨论法。【教具】多媒体、电磁打点计时器、学生电源、方座支架、直尺、重锤、纸带、复写纸、导线。【教学过程】一、环节一、设景激趣 引入新课（2分钟）情景创设（视频）：瀑布请同学们根据提供的情景，描述瀑布的动能、重力势能是如何变化和转化的？生：水从高处下落：水的重力势能转化为动能。通过以上事例的分析，你猜想瀑布减小的重力势能与增加的动能之间的关系是怎样的？学生猜想：现在就通过探究来验证我们的猜想是否正确！提问：要探究一个物理问题可以从几方面来探究？环节二、教师引导 学生自学（2分钟）教师在屏幕上

4、提出3个引导学生自学的问题，引导学生自学机械能守恒定律的相关问题。以此来帮助学生学会正确的学习方法并养成一定程度的自主学习习惯。如图所示，忽略空气阻力，设重物的质量为m，当重锤离地面高度为时，重锤具有的机械能是：  =_  （结论：）当重物继续下落至离地面高度为处时，重锤具有的机械能是：=_ （结论：  ）试着比较重锤从高处下落到高处时动能的增加量与重力势能的减少量相等吗？设问：如果相等会得出什么结论呢？（结论：由于动能的增加量与重力势能的减少量相等，因此。）上面是从分析重锤自由下落过程中得出的结论。这个结论具有普遍意义吗？机械能守恒定律：在只有_(结论

5、：重力（或弹力）)做功的情况下，物体的_能(结论：动)和_能(结论：势)（结论：回答重力势能或弹性势能也正确）可以互相转化，机械能的总量保持不变。环节三、教师检测学生自学情况 师生共同学习新知（26分）下面以最简单的例子从理论分析和实验探究两方面来研究机械能的转化与守恒问题。1、先从理论分析来研究重锤自由下落过程中机械能是否守恒：如图所示，忽略空气阻力，设重物的质量为m，当重锤离地面高度为时，重锤具有的机械能是： 创设情境：动画演示  =_  结论：当重物继续下落至离地面高度为处时，重锤具有的机械能是：创设情境：动画演示=_  结论：  试着比较重锤从高

6、处下落到高处时动能的增加量与重力势能的减少量相等吗？（现在就从理论上去推导这两个位置的机械能是否相等）设问：如果相等会得出什么结论呢？引导学生利用已经学习过的动能定理或运动学知识分析推导得出 既： 结论：由于动能的增加量与重力势能的减少量相等，因此。上面是从分析重锤自由下落过程中得出的结论。这个结论具有普遍意义吗？提问：物体在做斜抛运动时这个结论也正确吗？分析图中斜抛物体的频闪照片，你也能得出“斜抛物体的动能和势能互相转化，但在任一位置的机械能都相同”的结论吗？（留给学生课后探究）总结：研究证明，在只有重力做功的情况下，不论物体是做直线运动还是做曲线运动，这个结论都是正确的。2、机械

7、能守恒定律：在只有重力（或弹力）做功的情况下，物体的动能和势能（重力势能或弹性势能）可以互相转化，机械能的总量保持不变。即：恒量 环节四、教师指导 学生动手实验验证新知（5分）提问：如何设计一个实验来验证机械能守恒定律呢？在现有器材的条件下，这节课推荐大家用自由下落的重物和打点计时器验证机械能守恒定律。【实验原理】 (1)从1到2由机械能守恒定律得：即：即：(2)从0到1由机械能守恒定律得： 优点：方便处理数据。要求：保证起始点速度为0。(3)做的图像，若得到的是过原点的直线，且加速度为g,则机械能守恒定律。【实验装置】 如图所示：hV 电火花计时器纸带夹子重物 【仪器和器材】电磁打

8、点计时器，学生电源，方座支架，直尺，重锤，纸带，复写纸，导线。【实验前的准备工作】引导学生：(1)如何选择纸带提问：某个位置的机械能能不能测量？怎样测量？(2)如何测量记数点的速度？即：，的速度。(3)如何测量重物的重力势能的减少量和动能的增加量？并用这两个量来验证机械能是否守恒。【实验步骤】(1)如图所示，把打点计时器竖直地固定在置于桌边的铁架台上，将打点计时器与电源连接好。 (2)将纸带穿过电火花记时器或打点计时器的限位孔，并把纸带的一端固定在重物上，使重物停靠在打点计时器的地方，先用手提着纸带。 (3)先接通电源，松开纸带，让重物带着纸带自由下落，计时器就在纸带上打下一列小点。(4)重复

9、几次，得到35条纸带。 (5)在打好点的纸带中挑选“点迹清楚且第一、二两点间距离约为2mm”的一条纸带，记下第一个点的位置O，并在纸带上从任意点开始依次选取几个连续的点1、2、3，并用刻度尺依次测出各点到位置O的距离，这些距离就是物体运动到点1、2、3、时下落的高度、。 (6)应用平均速度就是中间时刻的瞬时速度的方法 ，计算出各点对应的瞬时速度、。 (7)把得到的数据真入表格里，计算各点对应的势能减少量，以及增加的动能，并比较是否跟理论一致。计算时取当地的数值。由于数据比较多教师给学生提供了一组参考的数据表格，同学们可以根据自己的实际情况设计更加具体的实验步骤和数据表格。（附：数据处理参考表格

10、）注：此前在第一章运动和力的学生实验二中，学生曾用过打点计时器去测量运动物体的速度、加速度，因此本实验设计学生应该可以做。 学生分组实验：老师及时观察学生的实验并与学生互动；实验数据分析与处理；学生汇报实验结果。环节五、解决课前小问题 使教学内容前后呼应（2分钟）1、教师再次提问课前小问题，并请同学们说明其中的原理（提问过程中，多请几名同学叙述，相互补充）。2、在同学们回答的基础上，教师给予总结，在屏幕上出示其中的原理。 环节六、应用新知 巩固练习（2分钟）例1：分析下列情况下机械能是否守恒？A跳伞运动员从空中匀速下落过程B物体以在空中下落过程 C物体作平抛运动过程D物体在细线拉力作

11、用下沿光滑斜面上滑过程例2：把一个小球用细绳悬挂起来，就成为一个摆，摆长为1m，最大偏角为。小球运动到最低位置时的速度是多大？（物体重力势能大小与所选取的参考平面（零势面）有关；而重力势能的变化量是与所选取的参考平面无关的。在讨论物体系统的机械能时，应先确定参考平面。）环节七、教师作课堂小结 帮助学生升华思维（4分钟）在分析问题的基础上，归纳使用机械能守恒定律解题的一般步骤：、受力及做功分析，判断是否符合机械能守恒定律的条件只有重力或弹力做功；、列出初、末两个状态的机械能（、）；、根据机械能守恒定律列出等式求解（）。环节八、因材施教 适度拓展（1分钟）问题思考：你能不能直接用牛顿第二定律和运动

12、学的公式来处理这个问题？本环节设计意图：通过设问让学生了解机械能守恒定律解决问题时的优越性。应用机械能守恒定律解决问题，只需考虑运动的始末状态，不必考虑两个状态之间过程的细节。如果直接用牛顿运动定律解决问题，往往要分析过程中各个力的作用，而这些力往往又是变化的，因此一些难以用牛顿运动定律解决的问题，应用机械能守恒定律则易于解决。环节九、适量布置作业 检验教学效果（1分钟） 1、练习2-3 2、3、42、一个学生骑自行车沿着斜坡自然下滑时，机械能是否守恒。五、板书设计： 第三节 机械能守恒定律1动能与势能的相互转化2.机械能守恒定律功能关系：势能的变化量：（1）内容： 动能的变化量：（2）条件：六、说教学效果教学反思本节课有以下几个优点：1.导入新课时采用利