“机械能守恒定律”教学设计 .doc

“机械能守恒定律”教学设计 上海市杨浦区教师进修学院 李沐东 选自《中学物理教学参考》2008年第11期 教学内容 上海科学技术出版社《物理》（试用本）高一年级第二学期，第五章《机械能》中“机械能守恒定律”第一课时。 教学分析 1．教材分析 机械能守恒定律是本章的重点内容。本节知识点包括动能和重力势能的转化、机械能的概念、机械能守恒定律的探究、机械能守恒定律的含义和适用条件。其中机械能守恒定律的探究和理解是本节课教学的重点。 本节教材内容首先以学生熟悉的游乐项目为情境，结合生活经验与之前学习的知识，引导学生体验动能和势能之间是可以相互转化的。然后通过实验来探究两者转化时遵循的规律，最后应用规律解释和解决生活中的实际问题。本节知识是前面知识的深化与提升，也为学生深入理解能量守恒定律做铺垫，为学生建立守恒的思想、以该思想去认识世界奠定基础。 2．学情分析 学生在初中初步了解了能的形式，知道不同形式的能可以相互转化，并且知道能量守恒定律。本章又学习了动能与势能的决定因素及具体表达式。在技能方面，之前利用DIS实验系统做过几次实验，对DIS实验系统有了初步的了解，但熟练使用还有困难。 教学目标 1．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及其条件； （3）学会探究机械能守恒定律的实验操作，掌握相关仪器的使用技能。 2．过程与方法 （1）在机械能守恒定律的探究中，经历科学探索的过程，感受理想化是探究物理规律的一种重要手段； （2）运用能量转化和守恒的观点来解释物理现象、分析生活中的实际问题。 3．情感、态度与价值观 树立科学的观点，感受物理中守恒思想的意义。 教学重点 机械能守恒定律的探究和理解。 教学难点 机械能守恒定律条件的归纳和理解。 教学准备 PPT课件、过山车模型、斜面、小车、单摆、DIS实验设备等。 教学过程 一．创设情境，引入新课 [录像]播放国内垂直落差最大的过山车运行录像。 [介绍]实际中，过山车上并未装配任何动力装置。开始阶段，过山车在机械装置的牵引下达到最高处，之后它在完全没有动力的情况下完成各项运转。 问题1：“一辆滑车在下滑过程中，既然没有什么动力，为什么能完成一连串有惊无险的动作呢？” 回答：…… 设计说明：通过学生感兴趣的游乐项目引入，可以很快地将学生的注意力吸引到要讨论的主题上。问题1的提出，一方面使学生复习和应用之前所学的知识，另一方面是为了明确动能和重力势能之间是可以转化的。 二．引导探究，归纳规律 [讲解]动能和势能（包括重力势能和弹性势能）属于力学范畴，统称为机械能。动能和势能都是标量，所以机械能E也是标量，它等于动能和势能之和，但这个等式成立是有前提的。动能中的速度为某一时刻的瞬时速度，而重力势能中的高度为某一状态物体距离零势能面的高度。同一状态的动能和势能之和为该状态的机械能，即E=Ek+Ep（不同时刻或状态的动能与势能之和不表示该时刻或该状态的机械能）。 板书：机械能：动能Ek=mv2/2 重力势能Ep=mgh [演示]过山车模型，模拟过山车的运动，如图1所示 问题2：过山车在运动过程中，重力势能、动能相互转化，而每一状态的动能和重力势能之和机械能是如何变化的呢？ 设计说明：在引出机械能概念的同时，强调它是一个状态量，为接下来机械能守恒定律的探索和理解做好铺垫。通过过山车模型的演示，一是对问题1学生的回答给一个反馈，二是让学生经历从原型到模型的过程，三是便于学生观察和理解，四是以此提出问题2。问题2的提出，正式指向机械能变化规律的研究。 猜测：不变、减少，等等。 [演示实验]研究小车沿斜面下滑过程中，机械能总量的变化。 [实验原理]实验简图如图2所示，让小车分别沿不同材质的斜面滑下，以桌面为零势能面，分别测出每种材质下，在A、B、C三个位置小车的动能和重力势能，研究其机械能总量的变化情况。 数据记录表格如下： 小车质量＝ kg 挡光板宽度＝ m hA＝ m hB＝ m hC＝ m 斜面材料 位置 挡光时间 速度 动能 重力势能 机械能 纤维 A 0 0 0 B C 棉布 A 0 0 0 B C 木材 A 0 0 0 B C [实验过程]（略） [数据分析] （1）每种情况下，小车的机械能如何变化？变化原因是什么？ （2）由三种情况下机械能变化量的改变趋势，你可以得到什么推测呢？ 推测：如果物体不受摩擦力，其机械能将保持不变（守恒）。 设计说明：该演示实验模拟的是过山车的一部分，看似解决问题2所提出的问题，其