高中物理-能量守恒定律教学设计学情分析教材分析课后反思

鲁科版必修二第二章第三节《能量守恒定律》教学设计教师活动学生活动反思补充提前发放预习课前案，学生完成三个问题问题一：实验的器材有哪些？问题二：实验中需要测量的数据有哪些？问题三：为了证明重物下落过程中机械能守恒，你能采取什么方法去证明。【创设情景提出问题】过山车是很多学生喜欢的极限活动，在课堂的一开始，首先向学生展示世界上垂直距离最高的过山车，引发大家的学习兴趣。观看完过山车视频后，向学生提出问题引发思考：没有任何动力设备，过山车如何完成一系列复杂的动作？通过设计该问题，引发学生对于过山车过程中势能与动能变化的思考，从而继续考虑在动能势能都变化的过程中，总量（即机械能）如何变化。接下来展示模拟过山车的实验模型，最终提出问题：只有重力做功，机械能如何变化？【做出猜想完成实验】教师根据刚才设计的问题，引发学生做出猜想，即只有重力做功，动能势能都在变化，但总量不变。为了能验证该猜想，教师通过两个个问题的设置引导学生设计实验：问题1：什么样的运动满足只有重力做功问题2：自由落体运动中动能与势能如何变化？如何证明总量不变？学生回答完上述问题后，教师引导学生设计实验，并请两位同学到讲台上完成该实验。完成实验后，教师用启发性提问的方式一步步让两位学生去记录数据并让台下的学生处理数据，比如重力势能的减小量如何测量？瞬时速度如何测量等等待所有数据测量完成后，教师将问题分工，一部分学生参与重力势能减小量的计算，一部分学生参与动能增加量的计算。计算完成后，两边各找一名同学汇报所计算的数据，通过比较，验证猜想【小组合作理论推导】教师继续引导学生，通过实验可以验证猜想，通过理论推导也是可行的。通过课件展示相应问题：一个质量为m的小球，只在重力作用下自由下落，不计阻力，下落到A点处的速度为v1，下落到B点处的速度为v2，A点距地面的高度为h1，B点距地面的高度为h2，若以地面为零势能参考平面（1）根据动能定理，计算从A点到B点重力对小球做功（2）根据重力做功与重力势能改变的关系，计算从A点到B点重力对小球做功计算完成后，教师布置小组合作探究的内容，即如何通过刚刚推导的公式找到机械能守恒的表达式。教师根据黑板中小组展示的结果，归纳总结并给出机械能守恒定律的表达式。【理论应用迁移实践】知识的理解与巩固需要及时的应用，第四个环节，设计了一个例题迁移实践。【例】荡秋千是一种常见的娱乐休闲活动，已知人与秋千板的总质量为m，秋千绳的长度为L，秋千荡到最高点时秋千绳与竖直方向的夹角为θ（忽略空气阻力和摩擦以及秋千绳的质量），求荡到最低点时秋千的速度。通过例题，教师从中迁移出两个问题引发学生思考问题一：如何选择零势能参考面问题二：机械能守恒的条件是什么？【课堂小结】1、提出猜想：只有重力做功情况下，机械能保持不变2、实验验证结合理论推导：理解机械能守恒定律3、例题分析：机械能守恒的条件及其应用【当堂检测】设计了三个小题并留出3分钟的时间对本节课进行检测，在当堂检测中隐含了一个问题即机械能变化对于哪些力做功，该问题留给学生作为课下思考并加以升华。完成预习课前案观看过山车视频学生回答该问题，并继续思考势能与动能的总量如何变化观察模拟过山车模型，对于机械能的变化，提出相应猜想学生回答导学案的问题，重点在于思考如何证明总量不变，为接下来的实验理清思路两位学生在讲台上相互配合完成实验台下学生在数字展台上记录数据，台下同学处理数据，并分组计算重力势能减小量和动能的增加量汇报计算数据并比较学生个人探究，完成前两个问题的计算，并于黑板展示小组探究合作充分，通过两个式子的联立，发现了机械能守恒定律。并与黑板展示完成例题，并与黑板展示学生思考两个问题后并作答让学生自我进行小结，归纳课堂所学完成当堂检测，并于课下思考机械能变化对于哪些力做功该问题对学生参与本课堂中的实验部分有很大的帮助作用问题回答较全面，部分学生稍加补充第一个问题较简单，集体作答此处用小组分工合作开展效果更好该问题主要依托于前两节即动能、势能的计算，即复习了旧知，又引发了新问题对于机械能守恒的条件，部分学生产生了异议，对于课堂中生成的问题，充分让学生讨论、质疑甚至辩论课堂问题的升华还需加强鲁科版必修二第二章第三节《能量守恒定律》学情分析通过初中的学习学生已经知道了什么叫机械能，机械能的构成因因素，通过前几节内容的学习，学生在此前已经历了探究守恒量的学习：重力势能的概念和动能的表达式的学习，学生知道了重力做功会引起重力势能的变化，弹簧的弹力做功会使弹性势能发生变化，合外力做功将引起物体动能的变化。学生对于初中阶段学过的一些定性的东西逐渐找到了定量方面的联系，对功能关系的认识加深了，也萌发了继续探究的兴趣。那么，在动能、势能能都参与转化的过程中，情况又将如何呢？这是学生急待解决的问题，机械能守恒定律的建立也到了水到渠成的时候了。在课前学习中，为了能让本节课的内容衔接更紧凑，我主要布置了课本中“探究机械能守恒定律”实验的预习工作，设计了三个问题，构成了预习导案。问题一：实验的器材有哪些？问题二：实验中需要测量的数据有哪些？问题三：为了证明重物下落过程中机械能守恒，你能采取什么方法去证明。通过预习导案的设置，学生课堂参与度以及理解课堂内容有了很大提高。鲁科版必修二第二章第三节《能量守恒定律》效果分析在本节课的最后，我留出了五分钟当堂检测的时间。通过课后将学生当堂检测的完成情况进行统计，分析如下：1.当堂检测成绩统计正确率第一题88.2%第二题47.1%第三题96.2%2.效果分析在当堂检测的三个题目中，第一题考察的是机械能守恒条件的判断，通过分析学生的正答率，该类型题目学生掌握良好，我认为这得益于课堂中通过设计的例题，向学生抛出了“只有重力做功与只受重力”是否一样的问题并进行讨论与回答。第二题有部分选项也是考查了机械能守恒条件的判断，该题的正答率较低，通过分析我发现绝大部分同学是漏选了D选项，该选项背后隐含了“机械能的变化与哪些力做功有关”这样一个问题，因为本节课的容量较大所以并没有展开讲解该问题，最后结合实验中出现的实验误差留给了学生作为课下思考，对本节课加以升华。第三题考查是机械能守恒定律的应用，本节课一直在围绕该知识进行讲解，通过数据发现学生们对该知识掌握良好，达到了本节课的教学目标。鲁科版必修二第二章第三节《能量守恒定律》教材分析一、教材所处的地位和作用本节课是高一物理必修2的第二章第三节，能量守恒定律一节的内容与本章各节内容有紧密的逻辑关系，是全章知识链中重要的一环。机械能守恒定律的探究建立在前面所学知识的基础上，而机械能守恒定律又是普遍的能量守恒定律的一种特殊情况。教材上通过多个具体实例，先猜测动能和势能的相互转化的关系，引出对机械能守恒定律及守恒条件的探究，设计并完成实验，再由定性分析到定量计算，逐步深入，最后得出结论，并通过应用使学生领会定律在解决实际问题时的优越性。二、不同版本比较沪科版：必修二第四章《能量守恒与可持续发展中》的第二节研究机械能守恒定律，教材先介绍了机械能的概念，通过重锤下落分析论证机械能守恒定律，然后通过两个方案进行实验验证，然后应用机械能守恒定律分析生活中的一些问题。人教版：人教版必修二第七章《机械能守恒定律》，教材先通过生活实例分析了动能和势能的相互转化，再利用小球沿光滑曲面滑下的过程进行理论推导，然后解决一些实际问题，下一节再通过实验验证机械能守恒定律。三、教学目标的确定依据根据教材特点（注重思想性、探究性、逻辑性、方法性和哲理性）和学生的特点以及高中新课程的总目标（进一步提高科学素养，满足全体学生终身发展需求）和理念（探究性、主体性、发展性、和谐性）和三维教学目标（知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观）的要求特制定教学目标。四、教学目标1．知识与技能（1）知道什么是机械能。（2）理解机械能守恒定律的内容及其条件。（3）学会在具体问题中，能判定机械能是否守恒，并能列出机械能守恒的方程式。2．过程与方法（1）学会在实验和理论推导中得到机械能守恒定律（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，分析问题。3．情感、态度与价值观（1）培养学生发现和提出问题，并利用已有知识探索学习新知识的能力。（2）通过教学过程中各个教学环节的设计，如：观察、实验等，充分调动学生的积极性，激发学生的学习兴趣。（3）通过能量守恒的教学，使学生树立科学观点，理解和运用自然规律，并用来解决实际问题。五、教学重难点1.教学重点（1）掌握机械能守恒定律的推导、建立过程，理解机械能守恒定律的内容。（2）在具体的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。2.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，能正确分析物体系统所具有的机械能，尤其是分析、判断物体所具有的重力势能。五、课时设计本节教学内容分为两个课时，第一课时为新授课，第二课时为习题课。鲁科版必修二第二章第三节《能量守恒定律》评测练习1.下列运动能满足机械能守恒的是（）A.石头从手中抛出后的运动（不计空气阻力）B.子弹射穿木块C.吊车将货物匀速吊起D.降落伞在空中匀速下落2.下列说法正确的是（）A.物体的机械能守恒时，一定只受重力作用B.物体处于平衡状态时，机械能一定守恒C.物体除受重力外，还受其他力时，机械能也可能守恒D.物体的动能和重力势能之和增大时，必定有重力以外的力对它做了功3.是竖直平面内的四分之一圆弧轨道，在下端B与水平直轨道相切，如图所示。一小球自A点起由静止开始沿轨道下滑.已知圆轨道半径为R，小球的质量为m，不计各处摩擦。求小球运动到B点时的速度。鲁科版必修二第二章第三节《能量守恒定律》课后反思本节课的重点内容是理解机械能守恒定律，因此在设计这堂课的时候我始终围绕这一点进行开展。在实际的上课过程中，我设计了四个环节，分别从猜想、实验、理论、应用四个角度去理解感受机械能守恒定律，环环相扣，课堂参与率高，学生活动占据了课堂一半多的时间，圆满的完成了课堂既定的计划与目标。作为一名刚刚踏上讲堂的年轻教师，这堂课在实际的驾驭能力上还有待一定的磨练与提高。首先在语言方面，比如我讲到用一个模型来代替过山车时，应当是小球替代过山车而非用整个装置，语言的精准性还应加强；其次在对待某些课堂中生成的错误理解时，更应该以点带面，让问题不仅让该学生理解，更应该让问题典型化，面向整个课堂；最后在课堂设计的小组探究活动中，更应该在活动之前充分调动气氛，让每位同学都能参与到其中。鲁科版必修二第二章第三节《能量守恒定律》课标分析【课程内容标准】通过实验，验证机械能守恒定律。理解机械能守恒定律