《机械能守恒定律》说课稿

 《机械能守恒定律》说课稿各位评委、各位老师：大家好我说课的题目是“机械能守恒定律”，下面我对这节课分四个方面进行说明： 教材分析、学法指导、教学方法、教学过程和设计意图。一、教材分析1、教材所处的地位和作用本节课是高一物理必修2的第7章第8节，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，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，教材通过“做一做”小实验展示了与探究守恒量的联系，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，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。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,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,体会物理规律对生活实践的作用。2、教学目标及确定依据   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）的要求特制定如下教学目标。理解机械能及机械能总量的概念，掌握机械能守恒定律的内容及得出过程（观察现象→提出问题→实例探究→发现结论→理论推证→总结规律初步应用）与方法（实例探究+演绎推理）；在过程中浸透，寻找科学真理的价值观和唯物观，提高学生探索发现能力。对机械能守恒定律条件的实质性理解；会初步应用条件来分析实际过程的机械能是否守恒，这也就要求学生在构建成定律知识上掌握它的来龙去脉，提高学生的应用创新能力。知识与技能1、  知道机械能的各种形式，能分析动能和势能（重力势能、弹性势能）间相互转化问题。2、  能够根据动能定理及重力做功与重力势能变化间的关系，推导出机械能守恒定律。3、  知道机械能守恒的条件和机械能守恒定律的表达式，理解机械能守恒定律的内容。4、  会根据守恒条件判断机械能是否守恒，应用机械能守恒定律解决有关问题。过程与方法1、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2、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，领悟机械能守恒规律解决问题的优点，形成科学价值观。3、重点、难点及确定依据教学重点：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；机械能守恒定律的条件和机械能守恒定律的实际应用。对机械能守恒条件及守恒定律的理解是本节内容的难点。4、教学内容重组、拓展、安排分为引入、新课、巩固、作业四个步骤。以生活中常见情境为例，让学生分析动能、势能的相互转化，提出机械能如何变化的问题，顺势引入新课； 创设三个不同情境，让学生用所学知识进行分析，在师生共同探讨下得出机械能守恒定律的内容。 以三个情境为例，让学生自由讨论定律成立的条件，教师进行适当引导，最后共同得到适用条件。然后通过适当的课堂练习让学生对新学知识进行巩固和加深理解。研究性课题的提出，通过以下实例让学生课后去进行探讨高度二、教学方法   由于物理规律是人脑对物理现象和过程等感性材料进行科学抽象的产物。针对这一特点，教师在教学中要为学生创设良好的学习情境，提供多样化信息来源，根据STS的教学模式，教师应当注重探究性、主导性、交互性、社会性的教学；注重师生间的协商、对话与交流。我的教学法设计主要也是依据教学理论及构建主义学习理论进行设计的，具体而言是这样：对机械能守恒定律的得出（过程），我采用演示单摆实验（创设情景），发现现象（能达到相同的高度），学生在老师的引导下定性得出两个最高点的机械能相等，教师再设计问题（对其它的点或其余的实例是否又具有任意性与普遍？），再通过自由落体运动的理论论证和实例验证（物体在光滑斜面上自由下落和振子的运动），进而得出规律。对机械能守恒定律条件的得出与掌握，可以通过对比、分析我们所举的实验与实例，学生回到具体的物理情境中去思考我们设问题的前提，在这种思考、、对比与分析中进行总结，从而得出机械能守恒定律的条件。对规律的应用，属于是对知识的深化理解，要通过教师的示范，师生的共同讨论逐步去领会分析、处理问题的方法，切忌一步到位。总的来说我采用的是一种教师引导和学生探究相结合的发现教学法，也符合现代的STS教学模式的要求。本节主要采用讲授法、讨论法、归纳法相结合的启发式教学方法。通过师生一起探索得出物理规律及适用条件，充分调动学生积极性，充分体现“教师主导、学生主体”的教学原则。 三、学法指导  根据我设计的教法及科学的构建主义学法观点：“学习不是接受现成的知识信息，而是基于原有经验的转变；学习不是个体构建的过程，也是社会构建的过程。”  学生应当采取这样学习方法：在具体的物理情景及老师的引导下进行探究式学习，体现由物讲理的基本方法。学生应当在具体的物理情景中学会思考与分析，演绎推理、归纳与总结。具体的应当是在物理情景中去思考我们的问题，分析它的特点，用我们已掌握的知识进行探究式的演绎推理，最后去归纳总结新的物理规律。总之，学生要学会学习知识的来龙去脉，这是最重要的学习方法。为适应高一学生的认识和思维发展水平，根据新课内容要求，创设“自由落体、平抛、沿斜面下滑”三个物理情境作为铺垫，由易到难，引导学生进行实践-认识-再实践-再认识，完成认识上的飞跃。 通过设疑，启发学生思考，在归纳机械能守恒定律的使用条件时，引导学生进行讨论，鼓励学生提出自己的观点，并能加以评价，培养学生的学习兴趣以及对物理学习的自信心。四、教学过程和设计意图1、导入新课做功的过程也是能量从一种形式转化为另一种形式的过程，物体的动能和势能总和称为机械能，通过重力或弹力做功，动能与势能相互转化，展示图片和视频导入。 乙甲ABCA实验：（激疑）钢球用细绳悬起，请一同学靠近，将钢球偏至同学鼻子处释放，摆回时，观察该同学反应。释放钢球后，学生联系到伽利略理想实验中的判断，认识到若无空气阻力，应该摆到等高处，不会碰到鼻子。 2、新课教学1）探究守恒量实验：将小钢球用细线悬挂一端固定在的小黑板上部，让小球摆动，通过实验发现，小球可以摆到跟释放点等高处，再用一钉子固定在小黑板上某点挡住细线，再观察，发现仍等高。引导学生讨论探究摆动中能量转换，分析实验现象所展示的能量转化特点小球摆动过程中总能回到原来高度，好像“记得”自己原来的高度，说明在摆动过程中有一个物理量是保持不变的，是什么呢？重力势能与动能的总和保持不变，也就是机械能保持不变。实验 将小黑板倾斜，让小钢球靠着黑板运动，观察现象。小黑板不倾斜，将小钢球换成泡沫球再做，观察现象。小球有时能摆到原来的高度，有时不能摆到原来的高度。2）探究规律，并找出机械能不变的条件。 h1h2ABv1v2提出研究方法：在探究物理规律时，应该是由简单到复杂，逐步深入，先对简单的物理现象进行探究，然后加以推广深化。在动能与势能转化的情景中，自由落体（只受重力）应该是比较简单的。 ⑴只受重力作用分析引导学生自主探究，不失一般性，功能关系、动能定理），得到    EP1+EK1=EP2+EK2 即     E1=E2引导学生讨论式①的含义是什么？式②的含义又是什么？在表达式①中左边是物体动能的增加量，右边是物体重力势能减少量，该表达式说明：动能和势能之和即总的机械能保持不变。⑵只有重力做功分析上述结论是在运动过程只受重力作用的时候得到的，如果物体是沿光滑斜面下滑，上述结论成立吗？（由同学推导，分析）沿光滑斜面下滑过程中，斜面的弹力不做功，由动能定理分析，通过重力做功，使重力势能转化为动能，总的机械能保持不变。如果物体沿光滑曲面滑下，怎么分析？由学生通过重力势能的分析中将曲面看成无数个小斜面的处理方法，得出结论。小结：在只有重力做功的情形下，不论物体做直线运动还是曲线运动，总的机械能保持不变。进一步分析实验，摆球摆动过程受重力与细线拉力，两拉力方向始终与运动方向垂直，不做功，则上式推导过程及结论都相同。⑶分析守恒条件分析讨论：泡沫球实验和黑板倾斜后球不能摆到等高处的原因。泡沫球受到的阻力不能忽略，前面的推导过程中W=WG+Wf，EP1+EK1≠EP2+EK2，从能量转化角度看，有机械能转化为热能，所以机械能将不断减少。通过实验和理论推导的证明：只有重力做功时，物体系统内的机械能守恒。（此处应说明：重力势能是物体和地球组成的系统具有的）⑷只有弹力做功分析 NABCGF提出问题：势能包括重力势能和弹性势能，只有弹力做功时，机械能与守恒吗？ 实验：气垫导轨上的水平弹簧振子，观察振动过程。由同学讨论振动过程的能量转化和实验结论，结论：只有弹力做功时，系统机械能守恒⑸系统内只有重力和弹力做功分析实验5：竖直弹簧振子的振动，观察现象，作出分析。共同分析，得出结论。⑹分析守恒条件，归纳结论在只有重力和弹力做功的物体系统内，动能和势能可以互相转化，而总的机械能保持不变⑺引导学生分析结论，加深理解：“在只有重力和弹力做功的物体系统内”是机械能守恒的条件“而总的机械能保持不变”是结论“动能和势能可以互相转化”是系统内重力或弹力做功的结果。从能量转化角度看，机械能守恒定律是普遍的能量守恒定律的一种特殊情况。条件：系统内只有重力（或弹力）做功。公式：EP1+EK1=EP2+EK2  （E1=E2）（板书）⑻共同分析书本中的思考与讨论：一小球在真空中下落，有一质量相同的小球在粘滞性较大的液体中匀速下落，它们都因高度为h­­1的地方下落到h2的地方，在两种情况下，重力所做的功相等吗？重力势能各转化为什么形式的能？机械能守恒吗？3）巩固应用：指导学生对规律探究过程进行归纳小结，然后针对性地加以巩固应用。例1：分析下列情况下机械能是否守恒？A．跳伞运动员从空中匀速下落过程B．物体以8m/s2在空中下落过程C．物体作平抛运动过程D．物体在细线拉力作用下沿光滑斜面上滑过程例2：下列情况中，物体的机械能有可能不变的是A．物体所受合外力为零，重力对物体做正功B．物体所受合外力为零，重力对物体做负功C．物体以5m/s2的加速度做直线运动D．物体以不变的速率在竖直平面内做曲线运动通过以上两例具体问题，巩固对机械能守恒条件的理解和掌握。例1中D选项用意是让学生清楚应该是系统内弹力做功机械能才守恒。例2各选项的目的是让学生能联系各种实际的运动情景进行分析。例：把一个小球用细绳悬挂起来，就成为一个摆（如图），摆长为l  ,最大偏角为θ。小球运动到最低位置时的速度是多大？分析：这个问题直接用牛顿第二定律和运动学的公式来处理，需要用高等数学。通过前面的分析，我们知道小球在摆动过程中机械能守恒，可以用机械能守恒定律求解。 AlCO解：（略） （对学生的回答进行评价、修正，让学生认识到，物体重力势能大小与所选取的参考平面（零势面）有关；而重力势能的变化量是与所选取的参考平面无关的。在讨论物体系统的机械能时，应先确定参考平面。）在应用的基础上，归纳使用机械能守恒定律解题的一般步骤：１、受力分析，判断是否符合机械能守恒定律的条件——只有重力或弹力做功；２、列出初、末两个状态的机械能（E1、E2）；３、根据机械能守恒定律列出等式求解（E1＝E2）。设问： 你能不能直接用牛顿第二定律和运动学的公式来处理这个问题 ？通过设问让学生了解机械能守恒定律解决问题时的优越性。高中阶段无法用牛顿第二定律和运动学的公式解决机械能守恒定律不涉及运动过程中的加速度和时间，用它来处理问题要比牛顿定律方便；应用机械能守恒定律解决问题，只需考虑运动的始末状态，不必考虑两个状态之间过程的细节。如果直接用牛顿运动定律解决问题，往往要分析过程中各个力的作用，而这些力往往又是变化的，因此一些难以用牛顿运动定律解决的问题，应用机械能守恒定律则易于解决。四、小结，布置作业五、板书设计