《机械能守恒定律》教材分析与教学建议课件

1、机械能及其守恒定律教材分析与教学建议第1页，共60页。一、教材分析 1、新、旧教材编排结构比较2、新、旧教材总体特点比较二、教学建议三、几个值得商榷的问题第2页，共60页。一、教材分析第3页，共60页。1、新、旧教材编排结构比较第4页，共60页。 1 追寻守恒量2 功3 功率 4 重力势能5 探究弹性势能的表达式 6 探究功与物体速度变化的关系7 动能和动能定理 8 机械能守恒定律9 实验：验证机械能守恒定律 10 能量守恒定律与能源 一、功 阅读教材 变力的功二、功率三、功和能四、动能 动能定理五、重力势能六、机械能守恒定律七、机械能守恒定律的应用八、伯努利方程原来放在学生实验中移至课内，增

2、加了探究性新教材旧教材不要求或以隐性的方式渗透不要求或以隐性的方式渗透在新教材中不要求，或以隐性的方式进行渗透 1 追寻守恒量2 功3 功率 4 重力势能5 探究弹性势能的表达式 6 探究功与物体速度变化的关系7 动能和动能定理 8 机械能守恒定律9 实验：验证机械能守恒定律 10 能量守恒定律与能源 增加第5页，共60页。2、新、旧教材总体特点比较第6页，共60页。从知识结构方面看 新、旧教材结构上基本相同，新补充的内容，使知识线索更系统、更流畅。对教学活动不大会产生不适应的情况。第7页，共60页。从教学内容方面看 新增加的内容给学生提供了一些探究与体验的机会，体现了新课程所倡导的探究发现和

3、合作学习的教学理念。也使教材内容的连贯性和趣味性更强，可读性更好。因此，不会对教学工作产生多大的影响。从教学内容方面看 新增加的内容给学生提供了一些探究与体验的机会，体现了新课程所倡导的探究发现和合作学习的教学理念。也使教材内容的连贯性和趣味性更强，可读性更好。因此，不会对教学工作产生多大的影响。第8页，共60页。从教育理念方面看 新教材重视“过程”目标的落实，重视“情感”目标的体现，重视联系学生的生活、社会实践和现代科技。教师如何在新教材的基础上通过自己的再创造，在课堂教学中更好地体现新课程的理念，是实施新课程中急需解决的问题。从教育理念方面看 新教材重视“过程”目标的落实，重视“情感”目标

4、的体现，重视联系学生的生活、社会实践和现代科技。教师如何在新教材的基础上通过自己的再创造，在课堂教学中更好地体现新课程的理念，是实施新课程中急需解决的问题。第9页，共60页。从教学策略方面看 新教材在文字处理和插图的选择上更趋向于生活化、通俗化。第10页，共60页。二、教学建议第11页，共60页。 教学内容更加生活化 知识深度的控制更合适 教材的结构更和谐教材中有明显变化的地方 较好地体现了探究学习的理念第12页，共60页。（一）教材的结构更和谐第13页，共60页。新教材中，机械能部分内容为什么会是这样的一个结构?第14页，共60页。旧教材的知识结构如果一个物体能对外做功 这个物体就具有能量举

5、例说明：做功伴随着能量的变化结论：功是能量变化的量度 感觉：似乎定义功是为了定义能，先有功的 概念，才有能的概念。 第15页，共60页。 但是，在物理学的发展中，能量并不是由功定义的，能量的概念是人类在“追寻守恒量”的过程中发展起来的。 能量的概念之所以重要，是因为它是一个自然界中十分重要的守恒量。基于这样的认识，新教材中，把守恒思想的提出放到了具体的概念之前。 第16页，共60页。新教材的知识结构追寻运动中的守恒量 体验：一切运动变化都要满足一定的守恒定律 。 能量守恒定律与能源机械能守恒定律功是能量转化的量度 第17页，共60页。 显然，新、旧教材相比，新教材中的处理方法，更加符合学生的认

6、识规律，使知识的托出更自然、更和谐。也更符合物理学发展的历史事实。对学生来说，这样的处理，作为一种学习资源，在其分析处理实际问题时的可借鉴性也更强。因此，把“寻找守恒量”作为本章的开篇内容是很有意义的。 第18页，共60页。从整体上考虑，“寻找守恒量”这节课很重要，一定要认真对待。但这节课，不必在知识深度上多动脑筋，只要利用实验、动画等媒体增强直观性教学，让学生感到有劲、有趣，有意思，能吊起学生的胃口，能够使学生在头脑中产生一定的想法就可以了。 教学中要尽可能体现好探究性。如果能结合实验开展讨论式教学那就更好了。但课前要进行精心的准备。第19页，共60页。“寻找守恒量”的一些教学素材：第20页

7、，共60页。（二）较好地体现了“探究性学习”的教学理念第21页，共60页。重力势能推演+直观探究功与物体速度变化的关系 动能和动能定理直观+推演探究弹性势能的表达式推演对以下教学内容的处理更科学第22页，共60页。教学案例：“重力势能”的教学功与能的关系问题，在“重力势能”中进行了第一次的汇合， 运用“功是能量变化的量度”的思想，引出了重力势能，揭示了重力的功与重力势能变化量间的关系。以后，我们还要运用这一思想来统领弹性势能、动能和动能定理及机械能的知识，构建好知识系统。 可见，“重力势能”一节是非常关键的教学环节。因此，教学中，我们既要重视“演绎”的方法，也要注重形象思维能力的培养，努力转变

8、 “重推演、轻直观”的教学观念。第23页，共60页。探究过程：重力做功的特点式中的mgh与高度h有关WG12mgh1mgh2重力做功只跟始、末位置有关，而跟物体运动的路径无关始末状态的mgh之差等于重力的功定义重力势能EPmghWG12Ep1Ep2第24页，共60页。教学反思： 在重力势能的教学中，尽管我们也会运用实验的方法首先让学生对重力势能形成一定的感性认识，但在得出重力势能、揭示重力的功与重力势能变化量间的关系时，主要还是运用了推演的方法。第25页，共60页。教学案例：“探究弹性势能的表达式”的教学第26页，共60页。 探究弹性势能表达式的过程，是建立在重力势能教学的基础上的，尽管也是一

9、次探究活动，但教材对探究过程的处理方法却是完全不同的。第27页，共60页。发现问题弹簧弹力做功 弹性势能变化弹性势能应怎么表达创 造质疑创新问题表达 问题探究问题的解决类比研究策略抽象、概括分析推理（1）课题的发现第28页，共60页。重力势能结论：这类力做功的一般计算方法定义：结论：可以引入势能的条件弹性势能？定义：？结论：？（2）探究过程对优秀生进行渗透第29页，共60页。（3）思想交流： 不要一提到探究，就想到实验。科学探究的目的在于通过学生自主的探究行为，变求知为已知。其中是否有实验，不是问题的本质特征。关于弹性势能表达式的探究，尽管没用实验，但探究的过程却体现得很好。 可见，课堂上的探

10、究活动，并不在于什么形式，关键在于是否体现了探究的意识，是否渗透了探究的方法。第30页，共60页。教学反思： 在重力势能的教学中，尽管可以运用实验或动画的方法让学生体会重力的功与重力势能变化间的关系，但在得出重力势能、揭示重力的功与重力势能变化量间关系时，主要还是运用了推演的方法。第31页，共60页。教学案例：探究功与物体速度变化的关系第32页，共60页。动能 ？动能定理的应用控制变量法定义：直观感受演绎推理探究功与物体速度变化的关系物体质量不变时：形成一个课题动力学思路推导优越性可求变力的功 可处理曲线运 动问题 动能定理：弄清楚动能定理的物理意义质量为m的物体，在恒力F作用下发生一段位移

11、，速度由V1变为V2，试研究在这一过程中，力对物体的功与物体速度变化的关系。（1）教学内容结构第33页，共60页。（2）教材分析： 1、引入本节内容的主要目的是为了让学生经历和体验探究的过程，培养学生探究的能力。本节与“动能和动能定理”一起构成了一个较为完整的研究课题，对学生课题意识的形成、探究能力的培养和发展会产生不可低估的作用。 2、本节内容，只是为下一节“动能和动能定理”的理论推导奠定一个认识基础，并没有直接给出动能定理。而没有动能定理，又不能完整叙述功与速度、功与速度的变化、功与速度二次方间的关系，教师在教学中应灵活把握。 3、通过“探究功与物体速度变化的关系”的实验，也可以促使学生在

12、学习动能定理后能比较深刻地认识到动能定理不仅对恒力做功的条件下成立，在变力做功的情况下也是成立的 。 第34页，共60页。（3）教学建议 2、做好实验是关键，而橡皮筋的选择是重中之重。 3、实验中要先引导学生思考：实验中要测量哪些物理量？可以用哪些方法测？可以采用哪些实验方法？根据现有的实验条件，选择什么方案为好？应该怎样进行实验？怎样进行实验数据的处理？ 1、本节教材的重点是得出功与物体速度变化的关系、探究过程中实验的设计以及实验数据的采集与处理。难点是如何引导学生进行积极的思考，使学生既能发挥创造性思维，也能够围绕本节的重点把探究过程深入下去。 第35页，共60页。（4）实验技能点提醒第3

13、6页，共60页。橡皮筋的选择、实验装置的改进第37页，共60页。实验情景展示第38页，共60页。实验数据处理：用计算机拟合较好第39页，共60页。经验共享： 1、为了使得坐标平面上各对应点的分布能成较为明显的非线性。可以考虑采用以下几项措施 ： 在小车上加砝码，通过增加小车质量的方法，使小车速度不致过快。 画曲线时加大 坐标轴的单位长度。 从原点O开始描绘图线。 第40页，共60页。第41页，共60页。经验共享： 2、为了使 与 的关系更加直观明确， 在让学生对 图象进行 、 的关系分析后，要适时地引导学生思考是否可以通过描绘 图线来看看 、 间的函数关系。 第42页，共60页。第43页，共6

14、0页。 “实验：验证机械能守恒定律”教材分析： （2）在利用教材中提供的方法测瞬时速度时，要让学生弄清楚其中的道理。特别要引导学生体会这种测瞬时速度的方法与第一、二章所用方法的差异。 （1）在“实验：验证机械能守恒定律” 的处理中，与旧教材相比，在实验方法上作了改进。首先，实验要求用天平测出重物的质量，以便计算重物的动能和势能改变量的数值。其次，在测量点的选择上，并不要求起始点的速度为零。因此，在选择纸带时，第一、二点间的距离是否接近2 、第一个点是否清晰也就无关紧要了。第44页，共60页。（三）教学内容更加生活化第45页，共60页。 教材更加关注生产和生活中的实际问题 1、能源问题 在涉及能

15、量转化和转移的方向性问题时，教材中只是简单地提到，在选修1-2和选修3-3中有深入的地介绍，但考虑到我省的实际教学要求来看，大部分学生将不再选学这部分内容。因此，教师在教学中需要给予足够的重视。 2、功 如果单从知识的角度来看，这节内容跟旧教材相比没什么变化，但它与生产和生活的联系更密切了。第46页，共60页。 3、功率 功率的教学中，通过对汽车换档问题的分析帮助学生理解物理意义。生活化的味道更浓，趣味性更强，应用性也更好了。第47页，共60页。 4、教材中，插图的选择更加注重生产和生活中的实际问题。第48页，共60页。教学措施：提高课堂教学的开放性 这些教学内容，学生比较熟悉，要求不高，也不

16、需要“深挖洞”，要努力提高课堂教学的开放性程度。 1、抓住“既然能量是守恒量，不可消灭，可为什么我们还要节约能源”的讨论，把“能量守恒定律与能源”整合成专题讨论课。 2、可以把“功”与“功率”整合成具有探究性味道的研究课。 第49页，共60页。教学案例：能量守恒定律与能源 本节内容是对本章内容的总结和扩张。 通过预先布置进行资料的搜集与整理及调查研究的方法准备专题讨论的过程，可以提高课堂教学的趣味性、有效性。也可以提高学生小课题研究的意识和能力。 学生通过机械能的学习，容易体会到科学概念的作用在于它是对一些自然现象的抽象与概括。能量就是从千差万别的各种自然现象中抽象出来的概念。在学生头脑中，已

17、经形成了许多有关能量转化的图景，他们也具备了从“机械能的转化和守恒”问题联想扩展到“自然界中各种能量在转化和转换中总能量是否会守恒”的能力。第50页，共60页。讨论提纲 应根据教材的要求，针对学生现有的知识水平和认知水平编拟讨论提纲。1、请你说说：人类在建立起能量守恒定律过程中经历了哪些主要的事件？哪些科学家在作出了卓著的贡献？请您利用网络、报刊杂志及图书资料进行搜集与整理。2、导致能量守恒定律最终确立的重要事实有哪些？能量守恒定律的发现是偶然的，还是人类对自然认识发展到一定阶段后必然的产物？3、有人曾经怀疑某种过程中“能量不守恒”，这是怎么回事？4、能量守恒定律是怎么表述的？在力学范畴内，能

18、量守恒定律应该如何表达？第51页，共60页。 5、能量守恒定律在什么范围内成立？ 6、能源是人类社会的物质基础，人类利用能源大致经历了哪几个过程？ 7、为什么说能源短缺和环境恶化已成为关系到人类社会能否持续发展的大问题？ 8、近几年来，人们常常讲到温室效应。什么是温室效应？温室效应有什么特征？ 9、既然能量是守恒的，不可能消灭？为什么我们还要节约能源？ 10、什么叫能量耗散？你怎么看待能量耗散？ 11、你是怎么理解“能量的利用受方向性的制约”这句话的意思的？请你举例说明。 第52页，共60页。 12、请你调查一下附近的工厂企业和学校单位中能源的利用情况，在分析综合的基础上写一篇调查报告，向政府

19、的有关部门提出自己的建设性的意见或建议。第53页，共60页。教学设计：编撰讨论提纲搜集整理资料组织学习小组进行小组讨论各小组代表交流汇报教师进行针对性讲解、答疑，总结、归纳形成结论针对教师印发的问题提纲，利用网络、报刊杂志和图书资料搜集有关资料。根据问题提纲进行小组讨论由小组代表提出讨论中尚需进一步明确或需要其他人帮助的问题。针对问题提纲与学生提出的问题进行针对性讲解。还要布置学生写研究报告第54页，共60页。（四）知识深度的控制更合适第55页，共60页。 1、不要求用功的公式计算变力的功。但作为能力培养的途径，可以通过讨论的方式帮助学生打开思维的通道，给学生留一个思维的窗口，以达到开阔学生视野的目的。 2、新