《2、研究机械能守恒定律》教学设计(陕西省县级优课)x-物理教案

研究机械能守恒定律教学设计扶风县法门高中赵宏兵【教材分析】机械能守恒是自然界重要的守恒现象之一，在自然界以及生产与生活中大量存在。机械能守恒定律一节的内容与本章的各节内容有紧密的逻辑关系，是全章知识链中重要的一环。定律的探究建立在前面所学知识的基础上，教材通过“打桩机”工作时的功能关系为背景，通过多个具体实例，先猜测动能和势能的相互转化的关系，后引出对机械能守恒定律及守恒条件的探究，联系重力势能和重力做功及弹性势能与弹力做功的关系的学习，由理论论证到实验探究，逐步深入，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。【设计说明】本设计主要针对沪科版教材(必修2)《4.2研究机械能守恒定律》的第一课时，力图通过生活实例和理论分析,展示相关情景，激发学生的求知欲，引出对机械能守恒定律的探究,体现从“生活走向物理”的理念,通过建立物理模型,由浅入深进行探究,让学生领会科学的研究方法,并通过生活中的案例分析让学生掌握规律的应用从而巩固知识,体现了“高效学习”的新型教育理念和模式。【教学目标】知识与技能知道什么是机械能，理解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和适用条件；3、会判定具体问题中机械能是否守恒，能运用机械能守恒定律分析实际问题。过程与方法通过自由落体运动分析重力做功与势能转化及机械能变化；学习从物理现象分析、推导机械能守恒定律及适用条件的研究方法；3、初步掌握运用能量转化和守恒来解释物理现象及分析问题的方法。情感态度与价值观1、运用机械能守恒定律分析自然界和现实生活中的现状。2、体验科学探究中的守恒思想，养成探究自然规律的科学态度，领悟机械能守恒规律解决问题的优点，形成科学的价值观。【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，并能列出机械能守恒定律的数学表达式【教学难点】1.从做功的角度理解机械能守恒的条件；2.理解机械能守恒定律，并能运用机械能守恒定律解决简单问题。【教学资源】多媒体、电脑、单摆【教学方法】实验演示法、分析归纳法、交流讨论法、讲授法【教学过程】教学环节教师活动学生活动设计意图一引入新课用绳拴住一个小钢球并悬挂起来组成一个单摆，把钢球拉到某一学生的鼻尖位置，松手后松手后将向前摆去，接着又摆回来，让学生原地不动，钢球会打到学生的鼻子吗？为什么？接着用手挡住绳上某一点，要学生猜想，钢球还能回到鼻尖处吗？师生共同完成学生猜测用游戏引入新课，激发学生的兴趣，同时为新课做好准备二新课教学自主学习让学生自己阅读课本62页，知道机械能的概念，完成白板的问题。学生阅读课本知道理解机械能的概念，完成白板上自主导学内容，得到E=EK+EP通过阅读，为学习新知识做好铺垫，并提学生的自学能力。生活中存在着各种各样的能量，不同的能量之间可以相互转化，让我们通过几个生活中的场景来看一看这种转化的过程。学生观看课件中展示的四个实例，结合生活经验讨论并分析其中的机械能转化过程。师生总结：势能可以转化为动能，动能也能转化为势能，并且转化过程中总是有势能减小，动能就增加；动能减小势能就增加。通过实例，理解机械能之间的转化，为下一步猜想转化过程中的规律做好铺垫。提出猜想机械能在转化过程中总是一个增加，一个就减小，那么转化过程遵循什么规律？大胆设想：貌似势能与动能的总和保持不变将伽利略科学的探究方法与精神贯穿教学当中，培养学生对于科学素养。理论分析以课本上打桩机重锤下落为例（忽略空气阻力）HHh师生共同分析，由于忽略空气阻力，重锤在下落过程做自由落体运动，取打桩机的桩面为零势能面，让学生自己计算，重锤在1、2、3位置处的机械能老师引导学生计算重锤在1位置的机械能;学生独立完成重锤在2、3位置时机械能的计算，并叫两位学生上黑板计算。教师结合两位学生在黑板上板书的结果，对学生的计算进行纠错与点评。对于2位置的机械能可以借助运动学知识进行推导：对于3位置的机械能可以借助动能定理进行推导：师生共同得到结论：E1=E2=E3学生自己通过对2、3位置机械能的计算强化对机械能的概念理解；通过运动学和动能定理两种方式对2、3位置机械能的求解复习巩固了旧知识又探究了新知识；师生互动思维深刻领会物理学科逻辑的严密性。结论总结根据刚才的推导，学生自己总结机械能守恒规律：在只有重力做功的物体系统内，动能和重力势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。培养学生总结概括能力。理论拓展同样可以证明：在只有弹力做功的物体系统内，动能和弹性势能可以相互转化，总的机械能也保持不变。1.这就是机械能守恒定律内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和势能可以相互转化，但总的机械能保持不变。2.机械能守恒定律的表达式：通过讨论与提炼使机械能守恒定律更加完善严谨典例分析引导学生分析课本65页案例1、案例2、案例3并从中体会与总结运用机械能守恒解决实际问题的一般过程：先判断是否满足机械能守恒的条件，然后再用分析问题或列式计算。案例1老师引导学生首先判断在忽略摩擦阻力的情况下火车的机械能守恒，进站时将动能转化为势能储存起来，出站时再将势能转化为动能，可以节约能源。案例2学生自己独立完成并叫一名学生在黑板上板书。案例3提醒学生太空这样一个特殊条件，星球之间都存在相互引力都符合机械能守恒的条件。通过案例分析理解机械能守恒的内容，体会用机械能守恒规律解决实际问题的一般过程，认识到机械能守恒条件的重要性。随堂训练关于物体的机械能是否守恒的叙述，下列说法中正确的是（）A.做匀速直线运动的物体，机械能一定守恒B.做匀变速直线运动的物体，机械能一定守恒C.外力对物体所做的功等于0时，机械能一定守恒D.物体若只有重力做功，机械能一定守恒2、在下列实例中运动的物体，不计空气阻力，机械能守恒的是()A.起重机吊起物体匀速上升B.物体做平抛运动C.物体沿着光滑的斜面下滑D.一个轻质弹簧上端固定，下端系一重物，重物在竖直方向上做上下振动强化学生对机械能守恒条件的判断课堂小结1.机械能：物体的动能和势能之和称为物体的机械能E=EK+EP2.机械能守恒定律在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和势能可以相互转化，但总的机械能保持不变。3.机械能守恒的条件：只有重力或者弹力做功的物体系统内【板书设计】§4.2研究机械能守恒定律一、机械能1.动能和势能的统称，E=EK+EP2.单位：焦耳符号：J二、动能与势能的相互转化三、机械能守恒定律1.理论推导：2.机械能守恒定律内容：

在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。3.机械能守恒定律的条件：只有重力和弹力做功的物体系统内【教学反思】授课思路实例展示--提出猜想--理论推导--归纳总结--理论拓展--巩固练习得失反思成功方面知识层次上逻辑推理比较顺畅，采用“实例展示--提出猜想--理论推导--归纳