高中物理《机械能守恒定律》教案8 粤教版必修2

1、机械能守恒定律教学设计第一部分 教材分析(一) 本节课在教材中的地位与作用1、 本节课是在上几节课学习动能、重力势能、弹性势能的基础上，进行的物理规律的初步学习。同时通过本节课的学习，为下节课验证机械能守恒定律及机械能守恒定律的应用打下一定的基础。2、 物理学中处理力学类问题一般有三种观点：牛顿运动定律的观点，动量的观点和能量的观点。本节课让学生初步接触用能量的观点分析、处理力学问题，既让学生体会到用能量的观点处理力学问题的优越性，又对学生知识系统的形成打下基础。因此，本节课在高中物理中占有非常重要的地位，高考中历来都是命题的热点之一。(二) 教学目标根据新课程标准和教学内容及学生的实际情况，

2、拟定本节课教学目标如下：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及机械能守恒的条件；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、通过探究和推导机械能守恒定律，培养学生试验动手能力和推理能力；2、学会在具体的问题中判定物体的机械能是否守恒；3、初步学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象，分析物理问题。情感、态度与价值观：1、通过机械能守恒定律的教学，使学生树立科学观点，理解和运用自然界客观存在的规律，并用来解决生活中的实际问题；2、在知识的形成过程中，学生通过对问题的思考和解决，体验成功，激发学习兴

3、趣；3、在试验探究问题中，培养学生的合作精神，提高综合能力，进一步在意志力、自信心、理性精神等情感与态度方面得到良好的发展。(三) 重点与难点教学重点：1、从能的转化和功能关系出发推导机械能守恒定律，并理解机械能守恒定律的内容；2、在具体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。第二部分 教法分析（一） 教法的选择根据新课程标准的理念，教学必须向学生提供充分动手的机会，帮助他们在自主探索和合作交流的过程中真正理解和掌握基本的物理规律，物理思想和方法.本节课授课的对象是高

4、一年级学生，学生在上几节课学习动能、动能定理、重力势能、弹性势能、重力和弹力做功的特点，在此基础上要进行的物理规律的初步学习。本节课内容地位十分重要，要让学生体会到用能量的观点处理力学问题的优越性，我采取了实验探究的方法，让学生亲身体验探究和推导过程，加深对物理规律的理解，为灵活应用打下良好的基础。本节课教法是通过创设问题情境，学生从体验问题情境到在问题引导下完成探究活动，再导理论推导，分层启发式教学体现在知识形成的整个过程.也自制教具，体现物理的实验性，还借助多媒体教学，进行力的动态演示增强直观性，有效增加课堂容量，讲练结合，充分体现“以学生为主体、教师为主导”的教学模式。（二）实验方案的分

5、析为了探究重力势能的减少量与动能的增加量两者的关系，传统教法的实验是运用“自由落体运动验证机械能守恒”，分析教材、实验册和其他参考书发现也有利用气垫导轨和光电门的方法和平抛的方法，我对几个方法进行了纵向的比较：方案A：自由落体运动验证机械能守恒一个质量为m的物体带着纸带自由下落，通过打点计时器记录运动信息，利用打出的纸带计算经过高度为h1的A点时速度为v1，下落到高度h2为的B点时速度为v2，从而探究重力势能的减少量与动能的增加量两者的关系。该实验操作简单，纸带的处理方法传统，也是历年来高考实验的热点，高中里多个实验使用打点计时器和纸带，如： 记录物体运动信息实验 、牛顿第二定律和探究力做功与

6、动能关系 。第五节验证机械能守恒定律学生也要进行该分组实验，考虑到实验的重复性、实验方案缺乏新意和实验误差较大，我认为该实验方案并不是最佳的选择。方案B：气垫导轨验证机械能守恒一个质量为m的滑块从气垫导轨滑下，经过两个光电门，计时器记录挡光时间，通过计算得出经过光电门的速度在测量光电门的高度差，进一步探究重力势能的减少量与动能的增加量两者的关系。该方案实验误差小，操作简便但计算量大，条件允许的学校可以做这个实验，同格缺乏新意。方案C：平抛验证机械能守恒一个质量为m的物体，从光滑的四分之一圆弧A点静止开始下滑，在圆弧最低点B水平抛出，测量平抛的水平位移与竖直高度计算出小球在B点的动能，在比较重力

7、势能的减少量与动能的增加量两者的关系。该方案物理原理简单，过多的计算代替了物理探究过程，失去的探究本身的意义，而且该实验很难实现，难以找到真正光滑的圆弧。方案D：数据采集器验证机械能守恒绳子拉着小球从水平静止开始运动，通过力传感器和数据采集器记录力随时间变化的关系，通过小球进行受力分析，利用拉力的峰值结合向心力公式推导动能的表达式，进一步探究重力势能的减少量与动能的增加量两者的关系。该方案的可操作性强，数据采集器分辨率高，可以精确到每0.005s采集一次数据，拉力的变化可以很好的记录下来，同时学生已经学习了圆周运动，对受力分析和圆周运动公式的应用比较熟悉，可操作性强；该实验方案相比其他方案误差

8、更小，经过分析实验误差可以控制在5%以内，甚至精确到0.4%；虽然该实验方案相对复杂，但它采用的最新的实验器材，而且设计十分新颖，结合动态拉力演示，可以吸引学生的兴趣，在实验创新方面有一定的优势。经过综合的分析，我最终选择的方案D。第三部分 学法分析通过设计环环相扣的思考问题，学生自主思考，体验创设的实验、合作探究得出重力势能的减少量与动能的增加量两者的关系，推导机械能守恒定律的内容和条件，然后尝试知识的应用.在这个过程教师扮演一个组织者的角色，引导和指导学生进行物理规律的探究、推导、总结、应用。学生充分经历“直观感知讨论归纳探索新知应用新知”这一完整的学习活动，以获得理智和情感体验，让学生感

9、受到物理规律的形成是水到渠成的.第四部分 教学过程分析本节课设计了：复习回顾；引入新课、创设情境；合作探究、获取新知；探索小结、重点讲评；知识应用、提高能力；归纳总结、反馈评价六个教学环节。首先复习回顾动能、重力势能、弹性势能等有关知识建立机械能的概念；设置动能与势能之间转化的问题，引导学生动能与势能转化过程中的定量关系，引入新课；学生合作探究得到“在只有重力、（弹簧弹力）做功的情况下，物体的动能和势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变。”结论；根据学生探究的成果进行小结和重点讲评得到机械能守恒的条件和判断方法；通过三个例子和练习以巩固知识，最后进行归纳总结，反馈评价.主要体现了以下教学特点

10、：第一、 面对全体，分层探索， 注重知识的形成过程本节课为了实现教学目标，突破教学重点，在创设情境、引入新课和合作探究、获取新知两个环节，分别设置了试一试、定量探究和理论推导三个过程，让学生思考、探索.【A体验】小球是否会碰到鼻尖？【B探究】动能与势能的相互转化是否存在某种定量的关系呢？【C推导】如何从理论上推导动能与势能的相互转化？【A体验】中请同学把小球拉到鼻子的位置，然后从静止开始释放，人不动，小球在往回摆的过程中人盯着小球，让同学经历一个心理过程，但是又很有信心小球不会碰到自己，体验能量转化的过程和对能量转化的思考。【B探究】中有两个过程，其中包括老师演示和同学探究，目的是让先知道实验

11、原理，再模仿探究过程锻炼自己动手能力。精确探究对实验操作要求比较高，由老师先进行探究得到比较准确的实验数据，然后同学探究。探究过程分两部分，从水平位置放下和一半高度位置放下，主要是想让学生体验不同的过程重力势能的减少量与动能的增加量两者的关系是一样的，两种情况都不用测量绳子的长度，拓展学生的知识面，发展学生思维.【C推导】是在学生进行了实验的探究之后进行理论的推导，进一步分析总结得到机械能守恒定律的内容，该过程只要由学生来进行，推导过程中老师点评，提升对功的定义和动能定理的理解，加深对知识的归纳，升华，形成知识系统。在【A体验】创设情境，引入新课环节，学生进行自主思考，在【B探究】合作探究、获

12、取新知环节，学生在【C推导】中独立思考的基础上进行合理的推导，经过层层的深入，分层探索，分层总结，内在密切联系，符合学习的规律，整个设计体现了重视学生知识的形成过程第二、 坚持教学过程以学生为主体按照新课程标准，教学执行过程中坚决以学生为主体的思想。从学生复习回顾开始，到引入新课、创设情境；合作探究、获取新知；探索小结、重点讲评；知识应用、提高能力；归纳总结、反馈评价等六个教学环节都充分体现了以学生为主体，教师为主导，由学生探索出来的规律比老师往学生脑袋“灌”的要好的多，教学起来比较轻松，学生掌握也比较好，提高了课堂效率，一举多得。第五部分 评价分析 课堂教学评价采用“多元”评价方式，主要围绕

13、“以学生为主体，实现基本知识技能、突出重点、解决关键、兼顾全面”的原则，通过学生在课堂中活动参与程度、在学习中对具体知识的理解和掌握情况、课堂例题和练习中的反馈等作为本节课的评价标准。 课堂里设置了四个实例，有只受重力、只有重力做功、只有弹力做功，只有弹力及重力一起做功各种情形，例子的设置完全根据教学内容和学生的掌握知识的规律设置，通过对例子的分析，通过已知来探究未知，在此基础上加强知识的联系，注重知识的形成过程，教师观察学生的掌握情况，学生掌握的情况反馈教学效果，可以知道教学存在的不足，指导课堂教学的正常有序有效地进行。【教学过程】教学内容1.知道什么是机械能，知道物体的动能和势能可以相互转

14、化；2.实验探究机械能守恒定律的内容；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。 教 具演示教具：多媒体电脑平台、数据采集器、两个摆球（其中一个已知质量）、白纸、铁架台设计思路教学辅助手段： 制作多媒体课件，用计算机辅助教学。将图片、文字资料制作成课件，以丰富的材料展示给学生，图文并茂，从而为学生掌握知识构建了平台。通过学生设计探究实验、亲身参与实验，激发对知识、规律探究的欲望。让学生在电脑里作图，既真实又形象。各种辅助手段，既让学生掌握了知识，又培养和提高了学生的动手和探究的能力，同时还能提高课堂的实效性。教学环节师生活动设计意图复习回顾复习回顾：师：我们学习了些形

15、式的？重力、弹力做功的特点？生：动能，重力势能，弹性势能，重力做正功重力势能减少，重力做负功，重力势能增加，弹力做功特点跟重力一样。加深对重力做功与重力势能改变之间关系式中初位置的重力势能与末位置重力势能的差的理解，为本节课推导动能定理打下基础。引入课题师：不同形式能可以相互转化，动能与势能也可以相互转化，请同学分析图中能量的转化？生：重力势能转化成动能，弹性势能转化成动能再转化成重力势能。师:下面小球能量怎么转化？重力势能的减少量与动能的增加量有什么关系？由动能、重力势能、弹性势能属于力学范畴中三种形式的能，统称为机械能，引出新课机械能守恒定律。 加深能量转化的理解，引出重力势能的减少量与动

16、能的增加量关系的思考。教学环节师生活动设计意图实验探究机械能守恒定律生：学生体验同时猜想：两者可能相等。师：介绍实验器材、原理、实验步骤实验方案：绳子拉着小球从水平静止开始运动师：演示实验过程生：合作探究，其他同学观察师：实验数据处理小球质量为113.6g, 重力加速度g=9.81N/kg，小球从水平释放。小球质量（g）重力G（N）拉力峰值T（N）1/2(T-G)113.61.1153.2851.085113.61.1153.231.058113.61.1153.231.058113.61.1153.2851.085在误差范围内，物体的重力势能的减少量等于动能的增加量。 介绍实验器材知道先进的

17、实验器材，吸引学生的兴趣。 自主探究，设计实验，提高动手能力和探究能力。 为了使实验结果更精确而改进实验装置。让学生在讲台演示实验，并让每个同学都参与探究，培养学生实践认识（规律）实践（解决实际问题）的思想。 让学生探究得到数据，学会分析数据。理论推导机械能守恒定律生：学生推导重力势能的减少量与动能的增加的关系，只有重力做功的情况下，物体的机械能守恒。师：分析在只有弹力做功的情况下，弹簧与物体组成的系统机械能守恒。师：引导学生归纳、总结得到机械能守恒定律的内容：在只有重力、（弹簧弹力）做功的情况下，物体的动能和势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变。表达式：EK1+EP1 = EK2+EP2

18、 即E1=E2学生自己推导得到结论，提升学生的推导能力和加深理解。学会归纳规律。教学环节师生活动设计意图机械能守恒的条件师生：机械能守恒定律成立的条件：1.只有重力做功。师：是不是物体只受重力？2.只有弹力（弹簧弹力）做功师：分析下面各情况机械能是否守恒？vH生：三种情况机械能守恒师：强调系统机械能守恒明确机械能守恒定律成立的条件。学以致用。点拨提高。课堂小结引导学生回顾知识：1.机械能的定义2.机械能守恒定律的内容及表达式EK1+EP1 = EK2+EP2 或 E1 = E23.机械能守恒的条件回顾本节课所学知识。知识构建，能力提升。练习巩固1在下列实例中，不计空气阻力，机械能守恒的是 ：A作自由落体运动的物体B小球落在弹簧上，把弹簧压缩后又 被起C沿光滑曲面自由下滑的物体D起重机将重物匀速吊起2两个质量相同的物体A和B，在同一高度处，A物体自由落下，B物体沿光滑斜面静止开始下滑，则它们到达地面时（空气阻力不计）： A、速率相同，动能相同 B、B物体的速率大，动能也大 C、A、B两物体在运动过程中机械能都守恒 D、B物体重力所做的功比A物体重力所做的功多学生思考。提升能力，利用新学习的内容