交给学生一把“自学、探究”的金钥匙

1、交给学生一把“自学、探究”的金钥匙-“机械能守恒定律”课堂实录【教学内容】高一物理册第七章第六节“机械能守恒定律”。【教学过程】一、创设情境，提出问题这是一节多媒体辅助教学课。教师首先让学生观看两个 实际的动画演示：.打桩机重锤下落的情况。.公园里“过山车”翻滚的镜头。提出本节课要探究的两个问题：问题一：重锤在自由下落过程中有哪些力做功 ？。减少 的重力势能转化成了什么能量，动能增加了多少 ？根据重力 做功与重力势能的关系以及动能定理可以得出什么结论 ？问题二：为了确保“过山车”安全翻滚，至少要满足什 么条件？假设你是“过山车”的设计者，设计中应考虑哪些 主要因素？问题一是属于利用旧知识迁移推

2、导机械能守恒定律的问题；问题二是利用学到的新知识分析解决实际问题。由于 问题于生活实际，一下子激发了学生学习的欲望和兴趣，马 上就有学生议论开了。二、学生自学，分组进行探究学生按学习小组，先看书自学，然后对教师提出的两个 问题展开了热烈的讨论，并要求把自己小组的探究的结果和 思路记录下来，用于同组间互相交流。教师一边巡查，一边 加入到同学们的讨论中。这一过程大约用了1010 分钟左右，就有小组的同学迫不及待地要发表自己小组的意见了。三、展示小组探究的成果，再次探究和实证问题一的探究学习活动师：重锤在下落过程中只有重力做功吗？生：只有重力做功。师：为什么？生：重锤是受重力自由下落，忽略空气阻力。

3、师：第二个问题，重力势能变化了多少 ？生： Ep=gh2-gh1Ep=gh2-gh1。师：重力势能变化跟重力做功有什么关系？请其他同学补充。生：G=-G=-A EpEp, G=gh1-gh2G=gh1-gh2师：注意这里是 hlhl 在前，h2h2 在后。第三个问题，减少 的重力势能转化成了什么能量 ？哪个小组回答？生：转化成了动能。师：为什么？生：重锤下落时速度越来越大，高度越来越小。问题二的探究学习活动师：哪个小组把你们小组探究解决的方法交上来展现给同学们看？师：请问这个小组同学，你们是怎样思考的？给同学们 讲讲。生：过山车要安全翻滚通过圆的最高点时要满足两个条件。一是机械能守恒，二要做匀

4、速圆周运动条件。师：其他小组同学是不是这样考虑的？这个推导对吗？请其他同学补充。生：第二个式子错了，应该是 N+g=v2/rN+g=v2/r。师：刚才小组同学为什么会错 ？生：过山车是在内则轨道翻滚而不是在外侧轨道翻滚。师：至少要满足什么条件是什么意思？生：在最高点速度最小，N=0N=0。师：从上面两个式子可以推导出，对吗？生：，实际上有摩擦阻力。师：如果你是过山车设计者应考虑哪些主要因素？是否 把车拖得既高、刺激，又安全 ？师：个要考虑主要因素是什么 ？生：。师：过山车在下落翻滚时有哪些能量转化？生：有一部分能量转化成热能，摩擦力要做功。生：h h 太大，把车拖上去要消耗过多能量。师：对，还

5、要考虑什么问题 ？生：h h 太大，v v 增大，N N 也增大，对车的材料质量要求更 高，可能会增加成本。师：对，这位学生有一定的经济头脑，作为设计者，一 定要考虑这些因素，还要考虑哪些因素？生：h h 太大，车翻滚后要停下来就更困难，也要消耗能量。生：h h 太大，翻滚时 v v 太大，可能很多人不敢乘坐，反 而减少了收入。师：h h 不能太大，那要多少才恰当？还要考虑哪些条件? ?生：还要具体计算出摩擦力所做的功为多少，才能确定 h h 的大小。师：怎样计算摩擦力做功为多少，要知道哪些条件？生：是滑动摩擦力，f=fscosf=fscos 9 , f=f=卩 N=N=y geosgeos

6、9 , 9为斜面的倾角。师：那翻滚圆周时又怎样计算摩擦力所做的功？这里 f f是一个什么量？生：是一个变力。师：变力做功怎么计算？生：前面阅读材料讲过计算变力做功的知识，在课本第137137 页就有介绍，如图 4 4 所示，ABAB 小段、cDcD 小段的功可以用fscosfscosa计算功，然后把各个小段所做的功加起来，就可以 算出整个过程所做的功。生：这里介绍的是一种解决问题的思维方法。实际上是不确定，还是不能计算。师：同学们再想想，还有什么办法可以计算变力做的功 生：我到黑板说明一下我的想法。看大家是否同意。该生计算方法如下：如图 5 5，只要想办法测量出翻滚车 直接滑下最低端时的速度

7、v1v1 和经过翻滚第二次到达最低端 时的速度v2v2，根据动能定理，可以计算摩擦力翻滚时所做的 功。师：课本上介绍的方法是直接测量，这位同学想的方法 是间接测量，关键是 v1v1、v2v2 怎样测量？生：高速路上汽车的速度又是怎样测量的？师：对，这位同学认真开动了脑筋，v1v1、v2v2 的测量，课后同学们可以查有关资料再作进一步的探究。师：，r r 等于多少？你是设计者，不给出具体的数字， 怎样设计？生：r r 不是题目给出的已知条件吗 ？师：你是设计者要谁告诉你 r r 等于多少呢？生：r r 太小不够刺激，r r 太大的话，h h 也要大，要怎样才 合适？我们不知道从哪些知识去考虑。生：h h 一定大于 2r2r。另一组学生回答：“我们小组观察画面大约为 h-2r=h/3h-2r=h/3。师：r r 是多大还是没有解决，小组再观察。生：我们认为 r r 大小不是惟一的，可能只要满足 h-2r=h/3h-2r=h/3 就可以。生：r r 大小由 h h 决定。生：h h 大小主要考虑到达最底端时的速度v v，h h 太大、v v太大不安全；h h 太小，不刺激，达不到效果。生：关键确定 v v 多大为合适。这是解决问题的关键。师：怎样的速度，人才可以感到既刺激又能承受呢？这方面的知识是我们