《机械能守恒定律》教学设计正式版

《机械能守恒定律》教学设计

玉环中学徐立海

【设计思想】

本设计力图通过生活实例和物理实验,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，重视对物理结论形成过程进行优化设计，注重引导学生体验规律的探究过程。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,并通过规律应用巩固知识,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，体会科学探究中的守恒思想，体会物理规律对生活实践的作用，领悟机械能守恒规律解决问题的优点，形成科学价值观。

【教材分析】

本节内容与全章有紧密的逻辑关系，是全章知识链中重要的一环。新课标要求“理解机械能守恒定律。用机械能守恒定律分析生活和生产中的有关问题。”机械能守恒定律是普遍的能量守恒定律的一种特殊情况，本节中对定律的探究建立在此前所学知识的基础上，教材通过小实验“做一做”展示了与探究守恒量的联系，通过多个具体实例，先猜想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，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。在教学设计时，要根据教材内在的逻辑关系和学生认知的发展规律来设计教学活动的基本流程，力求达到最优化的组合。

【学情分析】

学生在初中阶段已初步了解机械能及能量守恒的内容。在本节前已经历了探究守恒量、重力势能的概念和弹性势能的表达式的学习。知道机械能的概念，了解力做功过程也是能量从一种形式转化为另一种形式的过程，这些知识是本节内容学习的基础。能正确分析物体系统内所具有的机械能，判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒及用定律解决实际问题是学生学习中的难点，要通过辨析和应用增进理解和巩固。

【教学目标】

一、知识与技能

⑴理解物体的动能和势能可以相互转化，知道什么是机械能；

⑵理解机械能守恒定律的内容和适用条件；

⑶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

二、过程与方法

⑴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。

⑵让学生经历运用光电门传感器实验来验证机械能守恒的过程，并体会研究的方法。

⑶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。

三、情感、态度与价值观

体会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，形成科学价值观。

【教学重点】

⑴机械能守恒定律的推导与建立，以及机械能守恒定律含义的理解；

⑵机械能守恒定律的条件和机械能守恒定律的实际应用。

【教学难点】

⑴机械能守恒的条件及对机械能守恒定律的理解。

⑵能正确分析物体系统内所具有的机械能，判断研究对象在所经历的过程中机械能是否

守恒。

【教学模式】

“引导探究”教学是指学生围绕某一问题，利用教师提供的资料，在教师的引导和点拔下，积极思维，参与亲自探究、自主学习的过程。引导探究，又称为半开放式探究，主要分为三个阶段：第一阶段由教师根据教学内容创设情境，以问题引起学生的求知欲，第二阶段是学生根据问题提出猜想和假设，并通过师生间共同研讨，或是学生展开协作学习来拟定思路、设计方案、理论推演或实验验证，第三阶段是在探究基础上得出结论，教师布置巩固练习和变式训练，学生迁移应用结论；或是通过探究发现新的问题。

“引导探究”教学，重在探究，贵在引导。教师在整个教学过程中是组织者和引导者，课堂上教师的主要任务是“导思、导议和导练”。“引导探究”教学首先要创设问题情境、架设探究桥梁，对知识信息进行组织，给学生指明探究的方法和途径。然后，针对不同难度的问题，针对不同层次的学生进行引导、点拔。既要把握好分寸，又要适时适量。针对以上问题，可采取“扶”、“引”、“放”三个层次的教学策略。“引导探究”教学强调学生知识技能的掌握、能力的形成和态度的培养在探究过程中的统一。

本课的设计就采用“引导探究”教学模式，拟引导学生经历以下探究过程：

创设情境→提出问题→拟定思路→理论推演→评析成果→实验验证→总结规律→应用规律【教学器材】

重锤、细线、小钢球、网兜、砝码、泡沫球、钉子、铁架台、光电门传感器及数据采集器、弹簧振子、气垫导轨等。

【教学过程】

一、动能与势能相互转化

在课间播放音乐视频“飞越彩虹”，让学生欣赏瀑布的优美，感受到能量的流转。

在课前播放视频“阿尔卑斯山大雪崩”，让学生强烈地感受大自然能量的可怕。

存在两种形式的能量：动能和重力势能，巨大的动能是由势能转化而来的。

高度与速度：

（1）为了获得更大的速度，就需要减小高度；

（2）为了获得更大的高度，就需要减小速度。

（3）既要获得更大的高度，又要获得更大的速度，不能实现。（鱼和熊掌不可皆得）师：这是为什么呢？请同学们从能量的角度进行分析。

答：下降时，重力做正功，重力势能减少，减少的重力势能转化成了动能；

上升时，重力做负功，动能减少，减少的动能转化成了重力势能。

结论：通过重力做功，动能和重力势能可以相互转化。

再例举蹦床运动、荡秋千说明动能和重力势能的相互转化。

师：之前，我们还学过另外一种势能－弹性势能，那么弹性势能与动能是否也能发生相互转化呢？

答：如图所示，拉弓射箭、撑杆跳高。实验演示弹簧振子的阻尼振动。

结论：通过弹力做功，弹性势能与动能可以相互转化。

师：我们可以看到，重力势能、弹性势能与动能之间具有密切的联系，所以物理把它们统称为机械能。通过重力或弹力做功，机械能可以从一种形式转化成另一种形式。