机械能守恒定律教学设计

《机械能守恒定律》教学设计《机械能守恒定律》教学设计 《机械能守恒定律》教学设计《机械能守恒定律》教学设计 1 1 【目标要求】【目标要求】 一、知识与技能一、知识与技能 1．理解实验的设计思路，明确实验中需要测量的`物理量。 2．知道实验中选取测量点的有关要求，会根据实验中打出 的纸带测定物体下落的距离， 掌握测量物体运动的瞬时速度的方 法。 3．能正确进行实验操作，能够根据实验数据的分析中得出 实验结论。 4．能定性地分析产生实验误差的原因，并会采取相应的措 施减小实验误差。 二、过程与方法二、过程与方法 通过验证机械能守恒定律， 体验验证过程与物理学的研究方 法。 三、情感、态度与价值观三、情感、态度与价值观 通过亲自实践，培养学生观察和实践能力，培养学生实事求 是的态度和正确的科学观。 【教学重难点】【教学重难点】 1．验证机械能守恒定律的实验原理。 2．验证机械能守恒定律的误差分析及如何减小实验误差的 方法。 【教学方法】【教学方法】 学生分组实验。 【教学过程】【教学过程】 一、导入新课一、导入新课 上节课我们学习了机械能守恒定律， 掌握了机械能守恒定律 的条件和公式。这节课我们通过实验来验证一下机械能守恒定 律。 二、进行新课二、进行新课 实验目的：通过研究物体自由下落过程中动能与势能的变 化，验证机械能守恒定律。 实验原理：用天平测出重物的质量，纸带上某两点的距离等 于重物下落的高度，这样就可以得到重物下落过程中势能的变 化。重物的速度可以用大家熟悉的方法从纸带测出（即每计数点 的瞬时速度），这样就得到它在各点的动能。比较重物在某一过 程的初末状态动能变化与势能变化的多少， 就能验证机械能是否 守恒。 《机械能守恒定律》教学设计《机械能守恒定律》教学设计 2 2 一、教学目标一、教学目标 【知识与技能】 知道机械能的概念， 能够分析动能和势能之间的相互转化问 题;理解机械能守恒定律的内容和适用条件，会判断机械能是否 守恒。 【过程与方法】 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， 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】 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，提高科学素养。 二、教学重难点二、教学重难点 【重点】 机械能守恒定律的推导及内容。 【难点】 对机械能守恒定律条件的理解。 三、教学过程 环节一：导入新课 教师先找一名学生配合完成小实验：把钢球用细绳悬起，请 一同学靠近，将钢球偏至这位同学鼻尖处释放，当钢球摆回时， 观察该同学反应，并让学生分析会不会碰到鼻子，思考原因。由 此引入新课《机械能守恒定律》。 环节二：新课讲授 (一)动能与势能的相互转化 教师播放视频： 荡秋千、 过山车、 撑杆跳、 瀑布等视频材料， 初步深刻感受各种丰富多彩的动能与势能发生相互转化的过程。 教师播放演示实验：滚摆、单摆、自由落体等实验。 教师：演示实验中物体自由下落时，重力势能怎样变化?变 化的原因是什么? 学生：重力势能减少，因为重力对物体做正功。 思考：减少的重力势能去哪了? 学生：物体下落过程中，速度在逐渐增加，说明物体的动能 增加了，即物体原来的重力势能转化成了动能。 教师：那如果物体由于惯性在空中竖直上升时，能量又是怎 样变化的? 学生：物体原有的动能转化为重力势能。 教师播放演示实验：水平弹簧振子在气垫导轨上振动的实 验。感受弹力做功引起弹性势能的变化。 教师举例说明：物体被弹簧弹出去之后，弹力做正功，弹簧 的弹性势能减少，而物体的速度增加，动能增加。也就是弹簧的 弹性势能转化成了物体的动能。 学生总结：不仅重力势能可以与动能相互转化，弹性势能也 可以与动能相互转化。 教师补充：从上面的例子可以发现：通过重力或弹力做功， 机械能可以从一种形式转化成另外一种形式。 (二)机械能守恒定律 教师提问： 物体动能和势能的相互转化是否存在某种定量的 关系呢?以动能和重力势能的相互转化为例，研究这一问题。 结合教材给出题目， 学生联系之前学过的动能定理和重力势 能的的相关知识，列式并化简，得出前后总的机械能相等的关系 式。 小组交流结果后总结：在只有重力做功的物体系统内，动能 和重力势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。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互相转 化，总的机械能也保持不变。 教师总结得出机械能守恒定律的内容及表达式。 及时深化： 从机械能守恒定律的内容可以总结出机械能守恒 的条件， 分别从做功角度和能量角度分析： 只有重力或弹力做功， 其他力不做功或其他力做功的代数和为 0;只有动能和势能之间 的能量转化，无其它形式的能量转化。 教师带领学生完成教材例题，之后分析结论，发现与已有的 认知或生活经验一致。并通过例题总结出：用机械能守恒定律解 题时，不用考虑两个状态间过程的细节，只需要考虑运动的初末 状态即可。并比较与用牛顿运动定律解题的简洁性。 环节三：巩固提升 利用所学知识思考飞船在椭圆轨道上绕地球运行时机械能 是否守恒? 环节四：小结作业 学生总结本节所学内容。并完成课后“问题与练习”。 四、板书设计