2024-2025学年新教材高中物理 第1章 功和机械能 第5节 科学验证：机械能守恒定律教学实录 鲁科版必修第二册

2024-2025学年新教材高中物理第1章功和机械能第5节科学验证：机械能守恒定律教学实录鲁科版必修第二册学校授课教师课时授课班级授课地点教具教学内容分析1.本节课的主要教学内容：机械能守恒定律的实验验证。

2.教学内容与学生已有知识的联系：本节课在学生已经学习了功、能量守恒定律的基础上，通过实验验证机械能守恒定律，加深学生对能量守恒定律的理解。教材内容涉及鲁科版必修第二册第1章第5节，包括机械能守恒定律的表述、实验原理和实验步骤。核心素养目标分析本节课旨在培养学生的科学探究能力、实验操作技能和科学思维能力。学生将通过实验验证机械能守恒定律，学会设计实验方案、收集数据、分析结果，并运用物理知识解释自然现象。此外，课程还将提升学生的科学态度与价值观，使其认识到物理学在解释世界中的重要作用，激发学生对科学研究的兴趣。学习者分析1.学生已经掌握的知识：学生在此之前已经学习了功的概念、动能和势能的基本知识，以及能量守恒定律的初步原理。他们能够理解功的计算方法和动能、势能的转换。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：学生对物理学科普遍抱有浓厚的兴趣，尤其是对于能够直观观察和实验验证的物理现象。学生的学习能力较强，能够适应通过实验探究来学习新知识的方法。他们的学习风格多样，有的学生偏好通过实验操作来学习，有的则更倾向于通过理论推导和逻辑分析来理解概念。

3.学生可能遇到的困难和挑战：学生在理解机械能守恒定律时可能遇到的困难包括：对动能和势能的转换过程理解不够深入，难以在实际情境中应用能量守恒定律；实验设计时对变量控制和误差分析的能力不足；以及在数据分析中如何运用数学工具进行合理推断。此外，学生在实验操作中可能面临的安全意识和实验技能不足的挑战。教学方法与手段教学方法：

1.讲授法：通过讲解机械能守恒定律的基本原理，帮助学生建立清晰的概念框架。

2.实验法：引导学生设计实验方案，进行实验操作，通过实际操作加深对机械能守恒定律的理解。

3.讨论法：组织学生围绕实验结果进行讨论，培养学生的批判性思维和问题解决能力。

教学手段：

1.多媒体演示：利用视频和动画展示机械能守恒的动态过程，增强直观感受。

2.实验指导软件：使用实验指导软件辅助实验操作，提高实验效率和安全性。

3.数据分析工具：引入数据分析软件，帮助学生进行实验数据的处理和分析，提高数据处理能力。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

发布预习任务：通过在线平台或班级微信群，发布预习资料（如PPT、视频、文档等），明确预习目标和要求。

设计预习问题：围绕机械能守恒定律，设计一系列具有启发性和探究性的问题，如“什么是机械能？”，“动能和势能如何相互转换？”等，引导学生自主思考。

监控预习进度：利用平台功能或学生反馈，监控学生的预习进度，确保预习效果。

学生活动：

自主阅读预习资料：按照预习要求，自主阅读预习资料，理解机械能守恒定律的基本概念。

思考预习问题：针对预习问题，进行独立思考，记录自己的理解和疑问。

提交预习成果：将预习成果（如笔记、思维导图、问题等）提交至平台或老师处。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：引导学生自主思考，培养自主学习能力。

信息技术手段：利用在线平台、微信群等，实现预习资源的共享和监控。

作用与目的：

帮助学生提前了解机械能守恒定律，为课堂学习做好准备。

培养学生的自主学习能力和独立思考能力。

2.课中强化技能

教师活动：

导入新课：通过演示一个简单的机械能守恒实验，如滚摆实验，引出机械能守恒定律，激发学生的学习兴趣。

讲解知识点：详细讲解机械能守恒定律的数学表达式和适用条件，结合实例帮助学生理解。

组织课堂活动：设计小组讨论，让学生根据预习内容，探讨如何验证机械能守恒定律。

学生活动：

听讲并思考：认真听讲，积极思考老师提出的问题。

参与课堂活动：积极参与小组讨论，提出自己的观点和实验方案。

教学方法/手段/资源：

讲授法：通过详细讲解，帮助学生理解机械能守恒定律。

实践活动法：设计小组讨论，让学生在实践中掌握验证机械能守恒定律的方法。

作用与目的：

帮助学生深入理解机械能守恒定律，掌握验证方法。

3.课后拓展应用

教师活动：

布置作业：布置设计实验验证机械能守恒定律的作业，要求学生设计实验方案，并预测实验结果。

提供拓展资源：提供与机械能守恒定律相关的拓展资源，如相关实验视频、科学论文等。

反馈作业情况：及时批改作业，给予学生反馈和指导。

学生活动：

完成作业：认真完成作业，设计实验方案，并尝试进行实验。

拓展学习：利用老师提供的拓展资源，进行进一步的学习和思考。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：引导学生自主完成作业和拓展学习。

反思总结法：引导学生对自己的学习过程和成果进行反思和总结。

作用与目的：

巩固学生在课堂上学到的机械能守恒定律和技能。

通过反思总结，帮助学生发现自己的不足并提出改进建议，促进自我提升。教学资源拓展1.拓展资源：

-机械能守恒定律的历史背景和科学家的贡献：介绍机械能守恒定律的发展历程，以及牛顿、莱布尼茨等科学家的相关研究，帮助学生了解科学发现的艰辛和科学家们的研究精神。

-机械能守恒定律的应用实例：收集和分析生活中常见的机械能守恒现象，如跳板运动、自行车运动、抛体运动等，让学生认识到物理规律在现实生活中的应用。

-不同类型机械能守恒定律的证明方法：介绍不同物理情境下机械能守恒定律的证明方法，如动能定理、势能定理等，帮助学生掌握证明技巧。

-机械能守恒定律与其他物理定律的关系：探讨机械能守恒定律与动量守恒定律、能量守恒定律等的关系，帮助学生构建完整的物理知识体系。

-机械能守恒定律在不同学科领域的应用：介绍机械能守恒定律在生物学、化学、地球科学等领域的应用，拓展学生的知识视野。

2.拓展建议：

-阅读相关书籍：推荐阅读《物理学史》、《牛顿传》等书籍，了解机械能守恒定律的发展历程和科学家们的研究成果。

-观看科普视频：推荐观看《物理世界奇观》、《科学大爆炸》等科普视频，通过直观的演示加深对机械能守恒定律的理解。

-参与实验研究：鼓励学生参与学校的物理实验课程，通过实际操作验证机械能守恒定律，提高实验技能和科学探究能力。

-小组合作学习：组织学生进行小组合作学习，共同探讨机械能守恒定律的应用和证明方法，培养团队合作精神和沟通能力。

-科普讲座和学术报告：邀请物理学家或相关领域的专家进行科普讲座和学术报告，让学生与专业人士面对面交流，拓宽知识面。

-参加科学竞赛：鼓励学生参加物理竞赛，如全国中学生物理竞赛、奥林匹克物理竞赛等，提升学生的物理素养和综合素质。

-自主设计实验：鼓励学生自主设计实验，验证机械能守恒定律在不同情境下的应用，培养学生的创新能力和实践能力。

-撰写科学小论文：引导学生撰写科学小论文，总结实验结果和心得体会，提高学生的写作能力和科学思维能力。板书设计①本文重点知识点：

-机械能守恒定律

-动能和势能的转换

-机械能守恒定律的数学表达式

-机械能守恒定律的适用条件

②关键词：

-机械能

-动能

-势能

-重力势能

-弹性势能

-能量守恒

③重点句子：

-机械能守恒定律：在一个封闭系统中，机械能的总量保持不变。

-动能和势能的转换关系：动能增加，势能减少；动能减少，势能增加。

-机械能守恒定律的表达式：E_k+E_p=常数

-机械能守恒定律适用于保守力做功的情况。课堂小结，当堂检测课堂小结：

1.本节课我们学习了机械能守恒定律，这是物理学中一个重要的基本定律。机械能守恒定律指出，在一个封闭系统中，机械能的总量保持不变。这意味着，在没有外力做功的情况下，系统的动能和势能可以相互转换，但它们的总和保持不变。

2.我们讨论了动能和势能的概念，以及它们如何相互转换。动能是物体由于运动而具有的能量，它与物体的质量和速度有关。势能是物体由于位置而具有的能量，它可以分为重力势能和弹性势能。

3.通过实验和理论分析，我们验证了机械能守恒定律。实验中，我们观察了不同情境下机械能的转换，如滚摆实验、抛体运动等。理论分析则帮助我们理解了机械能守恒定律的数学表达式和适用条件。

4.我们还讨论了机械能守恒定律在实际生活中的应用，例如在跳板运动、自行车运动、抛体运动等现象中，机械能守恒定律都得到了体现。

当堂检测：

1.选择题：

-机械能守恒定律适用于以下哪种情况？（）

A.保守力做功

B.非保守力做功

C.力的平衡状态

D.动能和势能的转换

2.判断题：

-机械能守恒定律