2020-2021学年高中物理-第四章-机械能和能源-第4节-机械能守恒定律教案3-粤教版必修2.doc
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1、2020-2021学年高中物理 第四章 机械能和能源 第4节 机械能守恒定律教案3 粤教版必修22020-2021学年高中物理 第四章 机械能和能源 第4节 机械能守恒定律教案3 粤教版必修2年级:姓名:- 8 -机械能守恒定律一、课标要求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,是本章知识中重要的一环,更是具有广泛意义的能的转化和守恒定律的一个特例。教材由归纳法思路展开,先通过列举实例分析,然后通过逻辑推理和数学推导,明确定律公式的意义与条件。教学过程要求学生充分参与探究机械能守恒内容及其条件的全过程,体会守恒观念对认识物理规律的重要性。要求学生能用机械能守恒定律分析生产生活
2、中的有关问题。二、教学设计思想1、学情分析 我校生源学习水平较为普通,抽象思维能力不强,理论推导与分析能力较弱。对新知识的同化与顺应需要较多举例才能帮助其很好理解。对于机械能守恒的理解,首先学生对“守恒”这个概念很陌生,容易把“守恒”与“相等”等价起来。其次,“守恒”包含相等的意思,所以先讨论两个位置的机械能相等更容易让学生理解,然后由点过渡到线讨论过程机械能守恒就很自然了。2、设计思路本课教学根据学生学情主要归纳法展开教学。先创设物理情景,通过几个常见具体实例,先分析动能和势能的相互转化的关系,提出机械能守恒问题,引出对机械能守恒定律的猜想及守恒条件的探究,联系重力势能和重力做功及弹性势能与
3、弹力做功的关系的学习,由定性分析到定量计算再到理论探究,逐步深入,最后理论上得出守恒表达式;教学中还让学生自主设计验证实验的方案,然后教师引导学生完善实验方案,并提出修改意见,最后指导学生自主完成实验,证实猜想。机械能守恒定律的适用条件是本节的难点。因此,通过教师的启发、引导,师生互动等形式,师生互探守恒条件。先让学生在守恒的物理情境中摸索:守恒条件可能是不受阻力作用。再通过对比实验,让学生明白:守恒条件与受力性质无关。最后教师引导学生寻找守恒模型的共性:机械能守恒时只有重力做功。最后引入弹簧振子模型,通过对新模型研究,拓展守恒条件:只有重力或弹力做功。在整个机械能守恒内容及其条件的探究过程中
4、,通过物理情景、演示实验及设计实验,创设良好学习氛围,充分调动学生学习的积极性和主观能动性,使学生对机械能守恒定律的了解由感性认识升华为理性认识。通过逻辑推理和数学推导得出物理规律,再由物理实验证实猜想,验证守恒定律让学生在观察、分析、归纳、总结中体会机械能守恒定律,理解机械能守恒条件。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,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。三、学科核心素养物理观念1知道什么是机械能,知道物体的动能和势能可以相互
5、转化。2理解机械能守恒定律的内容。3在具体问题中能判断机械能是否守恒,并会列机械能守恒的方程式。4初步学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象,分析物理问题。科学思维在定性分析与定量计算的基础上,学生结合动能定理对机械能守恒定律进行理论推导。科学探究1学生建立摆球模型定性分析摆球的动能与重力势能的转化关系。2学生建立自由落体模型定量计算小球的动能与重力势能的转化关系。科学态度与责任1通过分析利用秒表测量小球自由下落时间的误差,进而提出利用更科学的打点计时器测量速度的方法培养学生严谨的科学态度。2通过探究活动,培养学生积极主动探究知识的态度和合作精神。四、教学重、难点重点:理解机械能守恒定律的内
6、容。知道机械能守恒定律及其适用条件。难点:能从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件。能正确判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒。五、教学用具单摆、小钢球、秒表、米尺和学生设计实验可能需要的仪器。六、教学过程游戏引入:碰鼻游戏问题:游戏中小球往回摆动时为什么只能摆到原来位置?知识复习:(利用多媒体投影提出问题)1本章中我们学习了哪几种形式的能?它们各是如何定义的?动能、重力势能、弹性势能。2动能定理的内容和表达式是什么?物体所受合外力所做的功等于物体动能的改变,即WEk2Ek1.3重力所做的功与物体重力势能的变化之间有什么关系?重力所做的功和物体重力势能之间变化的关系为:WGEp1E
7、p2.创设物理情境,引入新课:演示:小球自由下落设置问题:高度如何变化?重力势能如何变化?小球受什么力作用?重力做什么功?动能如何变化?学生讨论:自由下落的物体动能不断增大,重力势能减少 重力是合力,重力做正功,由动能定理可知动能增加。教师引导:在情景中的运动模型中,动能和势能相互转化,其中,一种能量增大,另一种能量则减少,那么这两种能量的总和机械能怎么变化?提出问题:在运动模型中,物体的机械能如何变化?大胆猜想:运动模型中,物体的动能和势能相互转化,而机械能总量不变。建立模型、科学探究提出机械能总量不变的问题(1)定性分析设计方案、实验探究机械能总量不变学生活动:老师提供相关器材,引导学生完
8、成探究任务。方案:摆球运动实验设计:在黑板上方的长钉上(O点)通过细绳系一摆球,并在黑板上画出水平直线,将摆球由左端水平线高度(A位置)由静止释放。甲乙实验现象:小球可以摆到跟A点等高的B点,如图甲如果用尺子在某一点挡住细线,小球虽然不能摆到B点,但摆到另一侧时,也能达到跟A点相同的高度,如图乙)师:在这个小实验中,小球的受力情况如何?各个力的做功情况如何?这个小实验说明了什么问题?生:小球在摆动过程中受重力和绳的拉力作用拉力和速度方向总垂直,对小球不做功,只有重力对小球能做功。实验证明,小球在摆动过程中重力势能和动能在不断转化。在摆动过程中,小球总能回到原来的高度。可见,摆动过程中初末位置机
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