信息技术创新教学成果(教学设计方案)-(1)

A．mgHB.mghC.mg(H+h) D.mg(H-h)
解析：以小球为研究对象，由于小球在运动过程中只有重力做功，所以机械能守恒。小球在最高点的机械能为E1=mg(H-h),根据机械能守恒定律可得小球落地时的机械能为：E2=E1=mg(H-h)。
【例题2】一物体从光滑斜面顶端由静止开始滑下，如图3所示，斜面高1m，长2m 。不计空气阻力，物体滑到斜面底端的速度是多大？
根据机械能守恒定律有：EK2+EP2=EK1+EP2，即
课堂小结：
1．机械能守恒定律：在只有重力或弹力做功的情况下，物体的动能和重力势能或弹性势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变．
2．应用机械能守恒定律的基本思路：
选取研究对象----物体系或物体。
根据研究对象所经历的物理过程，进行受力，做功分析，判断机械能是否守恒。
教师引导学生比较物体做竖直上抛运动及平抛运动几种情况下的受力情况、做功情况及能量转化情况，归纳总结出：在只有重力做功的情况下，不论物体做直线运动还是曲线运动（如竖直上抛运动、平抛等），物体的机械能总量保持不变。
4、机械能守恒定律
1．内容：在只有重力做功的情况下，物体的动能和重力势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变．
2、课本是就自由落体的情形推导机械能守恒定律的，教师可以补充就竖直上抛运动的上升阶段进行推导。课后可建议学生就自由落体运动的情形独立推导这个定律，以加深对这个定律的认识，提高推导论证的能力。
3、学生对机械能守恒定律的适用条件应该有明确的认识，并且会根据适用条件判断具体过程中机械能是否守恒，这是应用机械能守恒定律解决问题的前提。本章练习五第1题就是为了使学生明确定律的适用条件而设的。
唐河县中等职业学校
年级学科
物理
教材版本
人教版
一、教学内容分析（简要说明课题来源、学习内容、知识结构图以及学习内容的重要性）
通过前几节的学习，学生知道了重力和弹力做公会引起重力和弹性势能势能的变化，合外力做公会引起动能的变化。使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、重力势能和弹性势能都参与转化的过程中，情况又如何,这是学生自然而然想知道的事情，机械能守恒定律的建立也就是水到渠成的问题了，本节知识既是对前节知识的总结，也是对能量守恒做铺垫
二、教学目标（从学段课程标准中找到要求，并细化为本节课的具体要求，目标要明晰、具体、可操作，并说明本课题的重难点）
知道机械能各种形式，能够分析动能势能之间的相互转化；能够根据动能定理和重力势能变化关系推导机械能守恒定律；会根据机械能守恒定律条件判断机械能是否守恒，并能解决相关问题；能从能量转化角度理解机械能守恒的条件，并理解其解决问题的优越性
3、证明机械能守恒定律
如图3所示，设一个质量为m的物体自由下落，经过高为h1的A点（初位置）时速度为V1。下落到高度为h2的B点（末位置）时速度为V2，在自由落体运动中，物体只受重力G=mg的作用，重力做正功，设重力所做的功为WG，则由动能定理可得：
(1)
(1)式表示，重力所做的功等于动能的增加。
另一方面，由重力做功与重力势能的关系知道：
2．适用条件：只有重力做功。
以上学习了机械能守恒定律的基本内容，下面进一步理解机械能守恒定律及其适用条件．
5、 进一步认识机械能守恒定律
接着我们来看机械能的属性．我们知道，机械能包括重力势能．由上一节知识我们知
道，重力势能是属于物体与地球组成的重力系统所共有的，因此从原则上说，机械能守恒定律的研究对象是：
A
B
C
图1
［演示实验］把一个小球用细线悬挂起来，将小球拉到一定高度的A点，调节铁架台上标尺与A点等高水平。如图1所示，然后释放小球，小球就摆动起来。我们通过标尺比较，可以清晰地看到，小球摆到跟A点高度相同的C点。
如果用一铁钉在图2中的D点挡住细线，重新操作，虽然观察到小球不能摆到C点，但观察到小球不能摆到C点，但能观察到小球摆到C‘点的高度与A点相同。
板书课题：机械能守恒定律
（二）进行新课：
1、机械能：物体的动能和势能之和称为物体的机械能。用E表示，即E=EK+EP。机械能是状态量，其大小与物体的位置和运动速度有关；机械能是标量，只有大小，没有方向；机械能是相对量，选取不同的零势点，其值不一样。
2、重力势能与动能之间的相互转化。
观察实验，分析出哪个过程是重力势能向动能转化，哪个过程是动能向重力势能转化。
三、学习者特征分析（学生对预备知识的掌握了解情况，学生在新课的学习方法的掌握情况，如何设计预习）
做为高一学生已经具有了初中和高中必修1必修2物理知识的储备，加之于理解能力，探究能力等各种能力有所提高，所以，本节以学生分组讨论，自我探究结合媒体教学等方法和手段实施教学
四、教学过程（设计本课的学习环节，明确各环节的子目标）
[板书]1、研究对象是物体与地球共同组成的系统。
下面我们对机械能守恒的适用条件进行扩展．我们可想像到，在光滑的水平面上，放
开一根被压缩的弹簧，它可以把跟它接触的小球弹出去，这时弹簧的弹力做功，弹簧的弹
性势能转化为小球的动能．以后可以证明：在弹性势能和动能的相互转化中，如果只有弹
力做功，动能和弹性势能之和保持不变，即机械能守恒，所以机械能守恒的适用条件还有：
WG=mgh1-mgh2(2)
(2)式表示，重力所做的功等于重力势能的减少。由（1）式和（2）式可得：
（3）
由（3）式可知，在自由落体运动中，重力做了多少功，就有多少重力势能转化为等量的动能。通过对（3）式移项后可得：
或写成EK2+EP2= EK1+EP1（4）
（4）式表明，在自由落体运动中，动能和重力势能之和即总机械能保持不变。
解析：斜面是光滑的，不计摩擦，又不计空气阻力，物体所受的力有重力和斜面的支持力。支持力与物体的运动方向垂直，不做功。物体在下滑过程中只有重力做功，所以可用机械能守恒定律求解。
设物体质量为m，地面为零势点。物体在开始下滑时，EP1=mgh,EK1=0;设物体到达斜面底端时的速度为V，则有EP2=0，EK2= 。
2．在只有弹力做功的情形下，物体系（弹簧和物体）的机械能也守恒。
下面我们考察两种情形：
A．小球在光滑水平面上运动．
B．小球沿静止的斜面匀速滚下．
两种情形中小球均做匀速运动，前者小球的动能和重力势能都不变，后者小球的动能不变，而重力势能减少了．可以说前者小球的机械能总量不变，后者小球的机械能总量变小．进一步分析可知，前者小球合外力为零，没有力对小球做功；后者小球的合外力也为零，但有重力和摩擦力做功．由此可见，机械能守恒定律的另一个适用条件为：
恰当地选取参考平面，确定研究对象在过程的初、末态时的机械能。
根据机械能守恒定律列方程，进行求解。
（三）课外作业：做课本练习五第（1）、（2）、（3）题。
说明：
1、机械能守恒定律是本意的重点，学生对定律的得出、含义、适用条件应该有明确的认识。这是能够用这个定律解决力学问题的基础。教学中首先要着重这些内容，而不要一开始就着重解题。
展示演示实验
A
B
C
图1
学生动手做
让学生“触摸”无形的动能和势能
六、教学评价设计（创建量规，向学生展示他们将被如何评价（来自教师和小组其他成员的评价）。也可以创建一个自我评价表，这样学生可以用它对自己的学习进行评价）
组别
分数
学生评价
教师评价
1
8 9 8
C
B
2
9 8 9
B
B
3
10 10 9
A
A
七、教学板书（本节课的教学板书。如板书中含有特殊符号、图片等内容，为方便展示，可将板书以附件或图片形式上传。）
3．在没有任何外力做功的情形下，物体或物体系的机械能也守恒。
通过以上学习，我们可以归纳出机械能守恒定律的适用条件．
只有重力或弹力做功，没有任何外力做功。
6、应用机械能守恒定律的基本思路：
应用机械能守恒定律时，相互作用的物体间的力可以是变力，也可以是恒力，只要符合守恒条件，机械能就守恒。而且机械能守恒，只涉及物体系的初、末状态的物理量，而不须分析中间过程的复杂变化，使处理问题得到简化。应用的基本思路如下；
五、教学策略选择与信息技术融合的设计（针对学习流程，设计教与学方式的变革，配置学习资源和数字化工具，设计信息技术融合点）
教师活动
预设学生活动
设计意图
播放录像
荡秋千、翻滚过山车、撑杆跳高
瀑布
提问：请学生思考：上述物体运动过程中发生了什么能量的转化?
提问：在不考虑阻力的理想情况下
动能、势能
思考
学生直观了解动能势能转化
1．选取研究对象----物体系或物体。
2．根据研究对象所经历的物理过程，进行受力，做功分析，判断机械能是否守恒。
3．恰当地选取参考平面，确定研究对象在过程的初、末态时的机械能。
4．根据机械能守恒定律列方程，进行求解。
【例题1】质量为m的小球，从桌面上竖直抛出，桌面离地高为h，小球能到达的离地高度为H，若以桌面为重力势能为零的参考平面，不计空气阻力，则小球落地时的机械能为：
（一）引入新课：
在初中我们已经学过，重力势能和动能之间可以发生相互转化，如物体自由下落或竖直上抛时，前者下落过程中高度不断减小，重力势能减小，速度增加，动能增大，是一个重力势能向动能转化的过程；后者在上升过程中高度不断增大，重力势能增加，速度减小，动能减小，是一个动能向重力势能转化的过程。既然重力势能和动能之间可以相互转化，那么“转化”过程中的动能和势能之和即机械能变不变呢？这就是我们这堂课要研究的机械能守恒定律的知识。
4、建议在讲过第七节例题工之后，要求学生用牛顿运动定律和运动学公式求解，并把两种解法进行比较。通过第七节的解题，应该使学生知道应用机械能守恒定律的解题步骤，知道用这个定律处理问题的优点。