《机械能守恒定律》教学设计

1、机械能守恒定律教学设计单位：丰台实验学校姓名：徐芸 摘要：机械能守恒定律是一节规律课，规律从何而来？物理实验是学生学习物理知识、开发创造性思维和培养各种能力的重要环节。本节课就通过一系列的小实验引导学生捕捉某些物理过程中的能量规律得到机械能守恒定律的结论。 学习任务分析： 机械能守恒定律，是在学生学习了动能定理后的又一节规律课。虽然它的适用范围有限，但是因为它使用简单方便，所以在学生的高中学习中是非常重要的一节内容。通过学习，学生需要掌握两个层面知识，一是在什么条件下机械能守恒，二是能量如何转化，总量如何，两者皆重点。虽然在以后的习题过程中要落实到机械能守恒得表达式，但是学生会分析力的做功情况

2、，分析能量如何转化，对学生解决好能量问题至关重要 学习者分析： 高一学生好奇心强、自主意识开始增强，是其理性思维模式逐渐定形的关键一年，而老师的教学方式，问题的研究方式又是影响他们的关键。所以一定要抓住学生好奇心强的特点，注意在课上调动学生的学习兴趣，培养学生的自主学习能力，并在教学上注意给难点知识搭好台阶，避免学生突然遇到困难畏难退缩。同时也应在注意在规律的得出后理论联系实际，逐渐培养学生的物理建模能力，使学生认识到生活中处处有物理。 教学目标：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会正确推导物体在光滑曲面上运动过程中的机械能守恒，理解机械能守恒定律的内容，知道

3、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。过程与方法：1通过科学探究机械能的过程，认识对物理现象的分析提出假设，在进行理论推导的物理研究方法2经历概括归纳“机械能守恒的条件”的过程，体会归纳的思想方法情感态度与价值观：1、通过机械能守恒的建立过程，使学生深刻体会到物理学是一门建立在实验基础上的科学，培养学生正确的科学观、价值观。2、通过机械能守恒，感悟自然界的守恒思想，体会自然的对称美、和谐美 教学重点：1在实验探究的过程中理解机械能守恒定律的获得及适用条件和内容；2在具体的问题中能判定机械能是否守恒，并能列出定律的数学表达式 教学难点：1从能的转化

4、和功能关系出发理解机械能守恒的条件；2能正确判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒，能正确分析物体系统所具有的机械能，尤其是分析、判断物体所具有的重力势能。 教学方法：实验探究、理论探究 教学准备：1、教学用具：细线、小球、支架、鸡蛋、气垫导轨、滑块、弹簧、光电门、多功能计数器、电脑2、学生学习学案：包括实验探究的情景图、实验结论、表达式等3、媒体准备： PPT文稿：教学需要的情境设计、结论展示、相关图片 Excel文档：数据表格并设计函数计算相应的能量值 教学过程：引入新课一、动能和势能的转化规律：小实验1：示教板上固定一个鸡蛋，在另一侧（略低于鸡蛋）释放摆球问：摆球摆回来鸡蛋安全吗？问

5、：为什么打不到鸡蛋呢？问：为什么鸡蛋不能摆到更高的位置呢?我们来分析小球的运动规律在学案上完成受力分析回答问题：问：什么力对小球做功了？问：在小球的摆动过程中能量如何转化？总结：重力做功，动能和重力势能相互转化小实验2：水平气垫导轨上一端固定弹簧，滑块以某一处速度与弹簧发生碰撞问：滑块的能量发生了怎样的变化？问：什么力对滑块做功了？总结：弹力做功，动能和弹性势能相互转化二、机械能：动能和势能的总和，其中的势能可能是重力势能也可能是弹性势能提出问题：上面的两个小实验中动能和势能相互转化，那么它们的总和机械能改变吗?新课教学三、实验探究：1、实验一：研究只有重力做功时机械能：1）介绍实验仪器：气垫

6、导轨、滑块和垫块光电门和多功能计数器、数据表格、 2）实验：释放滑块，定性分析动能、重力势能和机械能的大小是否改变？ 定量的分析：通过多功能计数器读出两个速度值记入表格，得出两个位置的动能值找学生测量两个光电门的高度，记入excel表格得出两个位置的重力势能 3）数据分析：观察表格中的数据：动能？重力势能？机械能？机械能没有变！在什么条件下机械能不发生改变呢？功是能量转化的量度，因此在学案上对滑块进行受力分析，分析什么力对滑块做功了？（只有重力做功） 是不是只要满足只有重力做功的条件，就是动能和重力势能相互转化但总量守恒的过程呢？4）实验：使滑块以一定的初速度沿气垫导轨上滑，分析动能和重力势能

7、的变化？分析这个过程有哪些力对滑块做功？通过多功能计数器读出两个速度值记入excel表格，得出两个位置的动能找学生测量两个光电门的高度，记入表格得出两个位置的重力势能 5）数据分析：观察表格中的数据：机械能守恒吗？6）结论：只有重力做功时动能和重力势能相互转化，但总量不变机械能守恒表达式：要确认实验中的结论需要进一步的理论验证7）理论分析：为什么在只有重力做功的过程中，动能和重力势能发生改变，但是机械能守恒呢？ 分析重力做功和重力势能变化的关系 分析物体动能的变化与功的关系 展示情景图，由学生利用以前学过的知识证明上面的关系2、在弹力作用过程中动能和弹性势能相互转化，那么这个过程中机械能守恒吗

8、？我们还是通过实验来研究实验二：研究只有弹力做功时的机械能：气垫导轨水平放置，一端固定一个弹簧，轻推滑块，压缩弹簧然后又被弹开。能量又是如何发生变化的？分析滑块滑动的过程中哪些力做功？分析滑块的动能如何变化？在滑块经过的位置固定一个光电门，记录滑块两侧通过光电门瞬间的速度，说明了什么问题？结论：只有弹簧的弹力做功时，物体的动能和弹簧的弹性势能相互转化，系统的机械能守恒3、如果既有重力做功，又有弹簧的弹力做功呢？机械能还守恒吗？我们还是通过实验来研究：实验三：研究既有重力做功又有弹簧弹力做功时的机械能将气垫导轨一端用一本书垫起，释放滑块与弹簧碰撞，观察多功能计数器结论：既有重力做功又有弹簧的弹力

9、做功时，物体的动能、重力势能和弹簧的弹性势能相互转化，系统的机械能守恒四、机械能守恒定律：1、内容：在只有重力和弹簧弹力做功的物体系统内，动能和势能可以 相互转化，但机械能的总量保持不变。2、机械能守恒条件：只有重力和弹簧弹力做功3、表达式：五、应用（呼应课堂的引入部分）1、摆球摆动的过程：1）机械能是否守恒？2）为什么A和B等高？3）设置遮挡物，摆球依然摆到等高的位置，为什么？（根据学生回答情况分析一段时间后，由于空气阻力影响机械能逐渐减小）2、被推出的铅球机械能守恒吗？3、水滑梯游戏机械能守恒吗？4、小孩滑滑梯过程机械能守恒吗？增加了还是减少了？为什么？5、小球在竖直平面内作圆周运动机械能

10、是否守恒？6、起重机吊着潜艇匀速提升过程中机械能受否守恒？增加了还是减少了，为什么？六、课堂小结：说一说这节课你有什么收获？ 教学流程图：动能和势能的转化规律动能和重力势能、弹性势能相互转化机械能情景引入开始情景中机械能守恒吗？探究三：只有重力和弹簧弹力做功探究二：只有弹簧弹力做功探究一：只有重力做功实验探究猜想理论证明应用结论：机械能守恒定律小结 教学设计课后记：完成机械能守恒定律一课的教学后，感触很多！这节课基本达成了预先设计的教学目标，但事无完美，每节课都不例外，这节课上完后同样感到有不少值得深思和改进的地方。先来说一说这节课的收获吧。第一，通过实验激发了学生学习的热情，给学生展示了气垫

11、导轨，学生的兴趣明显写在了脸上，这时候每个学生都是聚精会神的盯着实验仪器，他们的眼睛和他们的注意力已经成功的被实验抓住了！第二，探究的过程培养了学生科学的物理素养。学生学到的机械能守恒定律不再是纯理论的知识，而是学生在实验中发现了一件很奇妙的事情：在某种条件下，动能和势能虽然发生了相互的转化，但是他们的总量是没有发生变化的。但是这是偶然的巧合吗？那需要进一步的探究和理论的证明。学生经过猜想、实验探究到理论证明到结论的过程，在细微处培养学生科学的物理素养第三，研究的问题从真实的情景出发，又回到具体的物理情景。物理是一门与生活密不可分的科学，所以物理教学应该给学生创建真实的物理情景，一方面这样把物

12、理学拉近了我们，使物理更生动也相当于给学生搭了个学习的台阶，另一方面，这个过程培养了学生物理建模的能力，这也是学好物理并学以致用的重要能力之一第四，这节课中的探究实验的设计比较合理，误差较小，尤其是探究一中的实验，学生从实验数据中很容易就能发现某种规律，进而进行深入研究。 课上完后引起我深入思考的是这节课中的不足之处。第一，探究实验还不够充分。由于课时的矛盾，这节课的探究活动还是不够充分，尤其是第一个实验，很值得更深入的探究，比如设计滑块上划的过程或改变斜面的倾斜度等等。第二，关于系统的问题强调不够。在机械能守恒的规律中守恒的应该是系统内的机械能守恒，而“系统”的含义是什么呢？关于这一点在课上分析的不够。在后面的课时中还需