模块三教案设计.doc

机械能守恒定律(教学过程设计)教师行为学生学习活动设计意图一、 创设问题，引入新课提出问题：动能和势能相互转化的过程中，机械能是否变化复习：动能、势能和机械能及其表达式小球在运动过程中动能和重力势能如何变化？在小球的动能和重力势能相互转化的过程中，动能和重力势能的总量（机械能）又会如何？是否存在什么规律？师生共同复习学生回答学生猜测由演示发现新问题，激发探究兴趣二、 实验探究，归纳规律我们用什么方法来探究这个规律呢？（学生实验）实验一：实验目的：探究小车在斜面上下滑的过程中机械能是否变化实验原理：E=mgh+mv2/2实验器材：斜面、小车、直尺、光电门传感器、数据采集器、电脑分别在斜面的两个位置上测出机械能值学生分组实验并记录实验数结论一：机械能损失机械能损失的原因是什么？既然是因为斜面粗糙小车的机械能损失了，那么在粗糙程度不同的斜面上小车的机械能损失程度一样么？实验二：实验目的：探究小车在粗糙程度不同的斜面上下滑的过程中机械能损失程度是否一样实验原理：E=mgh+mv2/2实验器材：若干块粗糙程度不同的斜面、小车、直尺、光电门传感器、数据采集器、电脑注意：为了比较性，选择的两个位置应确定选择桌上另外两个斜面继续实验结论二：粗糙程度越小，机械能损失得越少？（演示实验）刚才的实验中只选取了两个位置，只能说明两位置的机械能情况，物理是一门非常严谨的学科，为了更说明问题，需要多取几组数据（三个光电门，加上释放点，总共有四组数据）。为了直观地描述实验现象，我们用图象来表示，以机械能为纵坐标，位置为横坐标，看一下机械能随位置变化的图象。为了比较性，我把三条图线放在同一张坐标系里面，请同学们观察并互相讨论，从这三条图线中发现了什么？如果我们再选一个更光滑的斜面，那么图线会怎么样如果再光滑呢？（更接近虚线，机械能损失的越少。）如果我们这样依次类推，大家想一下，你会发现什么？请同学们分组讨论。若斜面光滑，机械能不变通过学生的回答进行引导：斜面越趋近光滑，那么图线的倾角越小（机械能损失的越少），推导出如果斜面是光滑的，那么图线就是水平的（机械能不损失），即机械能保持不变。理想斜面实验光滑的斜面是一种理想模型，是不存在的，所以我们利用了摩擦程度越来越小推导出光滑斜面上物体的机械能保持不变。事实上这点与曾经学过的哪个实验的思维方式相似。在实验现象的基础上，突出主要因素，忽略次要因素，最后推导出物理规律。学生讨论实验的设计学生实验学生回答继续实验学生考虑并回答学生观看学生讨论并回答斜率更小学生讨论学生归纳伽利略的理想斜面实验通过实验感受科学技术与物理课堂结合的重要性。感受理想实验研究物理问题的科学方法。三、 验证结论运用动能定理验证结论运用动能定理W合=Ek师生一起推导出E-mgScos=E当=0时则E=E即如果斜面是光滑的，那么小车的机械能保持不变。验证结束。师生共同推导巩固知识的同时又探讨了新知识四、 师生讨论机械能守恒的条件是什么？实验中小车的机械能为什么损失了？我们知道功是能变化的量度。实验结果中机械能损失的根本原因是什么？如果现在拉一小车使它在光滑的斜面上匀速前进，请回答机械能是否守恒？机械能为什么增加了？事实上小车也没有受到摩擦力，也就是说它并没有克服摩擦力做功，但是机械能并没有保持守恒。可见，保持机械能守恒的条件不仅仅是摩擦力不做功。那么机械能守恒的条件到底是什么？机械能守恒前提是动能和重力势能相互转化，所以重力必做功。而光滑斜面上小车受力分析：只有重力做功机械能守恒定律在只有重力做功的情况下，动能和重力势能发生相互转化，但是机械能的总量保持不变学生回答克服摩擦力做功增加拉力做正功学生小组讨论回答学生小结师生互动思维探究过程，深刻领会物理学科的流畅性。应用 小结 作业活动：足球碰鼻实验请同学试一下，足球如图静止释放，返回来会不会碰到鼻子？做了这个实验有何感受？现实生活中只有重力作功是不存在的，所以如果其他力作功远远小于重力作功，我们也可以看成机械能守恒。教师小结：理想实验研究方法，以可靠的实验事实为基础，突出主要因素，忽略次要因素，通过抽象思维得出机械能守恒。今天我们用理想斜面实验探究了机械能守恒定律，这种思想方法会是我们进一步研究物理问题的一把钥匙。作业：学生实验。课后完成书上学生实验（摆锤实验），验证它的机械能是否守恒