交給學(xué)生一把“自學(xué)、探究”的金鑰匙

1、交給學(xué)生一把“自學(xué)、探究”的金鑰匙“機(jī)械能守恒定律”課堂實(shí)錄【教學(xué)內(nèi)容】高一物理第一冊第七章第六節(jié)機(jī)械能守恒定律”?！窘虒W(xué)過程】一、創(chuàng)設(shè)情境，提出問題這是一節(jié)多媒體輔助教學(xué)課。教師首先讓學(xué)生觀看兩個(gè)實(shí)際的動(dòng)畫演示：1 .打樁機(jī)重錘下落的情況。2 .公園里“過山車”翻滾的鏡頭。（加上配音，使學(xué)生很快進(jìn)入了學(xué)習(xí)的狀態(tài)，讓演示鏡頭定格到兩個(gè)靜止的抽象的畫面， 如下圖所示。）（忽視摩擦和空氣阻力作用）提出本節(jié)課要探究的兩個(gè)問題：（用投影儀投影出來）問題一：（1）重錘在自由下落過程中有哪些力做功 ？（任選a、b兩個(gè)位置）。（2）減少的重力勢能轉(zhuǎn)化成了什么能量，動(dòng)能增加了多少？（3）根據(jù)重力做功與重力勢能

2、的關(guān)系以及動(dòng)能定理可以得出什么i來源網(wǎng)絡(luò)整理，僅供供參考結(jié)論？問題二：（1）為了確保“過山車”安全翻滾，至少要滿足什么條 件？（忽視摩擦阻力）（2）假設(shè)你是“過山車”的設(shè)計(jì)者，設(shè)計(jì)中應(yīng) 考慮哪些主要因素？問題一是屬于利用舊知識遷移推導(dǎo)機(jī)械能守恒定律的問題； 問題 二是利用學(xué)到的新知識分析解決實(shí)際問題。 由于問題來源于生活實(shí)際， 一下子激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的欲望和興趣，馬上就有學(xué)生議論開了。二、學(xué)生自學(xué)，分組進(jìn)行探究學(xué)生按學(xué)習(xí)小組（46人為一組），先看書自學(xué)，然后對教師提 出的兩個(gè)問題展開了熱烈的討論，并要求把自己小組的探究的結(jié)果和 思路記錄下來，用于同組間互相交流。教師一邊巡查，一邊加入到同 學(xué)們的

3、討論中。這一過程大約用了 10分鐘左右，就有小組的同學(xué)迫 不及待地要發(fā)表自己小組的意見了。三、展示小組探究的成果，再次探究和實(shí)證（一）問題一的探究學(xué)習(xí)活動(dòng)師：重錘在下落過程中只有重力做功嗎 ？生：只有重力做功。生：重錘是受重力自由下落，忽略空氣阻力。師：第二個(gè)問題，重力勢能變化了多少？生：8 ep=mgh2-mgh1。師：重力勢能變化跟重力做功有什么關(guān)系嘀其他同學(xué)補(bǔ)充。生： wg=-Sep, wg=mgh1-mgh2師：注意這里是hl在前，h2在后。第三個(gè)問題，減少的重力勢能轉(zhuǎn)化成了什么能量？哪個(gè)小組回答？生：轉(zhuǎn)化成了動(dòng)能。師：為什么？生：重錘下落時(shí)速度越來越大，高度越來越小。（通過這樣把知識

4、設(shè)計(jì)為程序式的問題，由學(xué)生自學(xué)，很順利地把機(jī)械能守恒定律推導(dǎo)出來了。把學(xué)生自學(xué)與教師作用結(jié)合起來，補(bǔ) 充了教材“文本”顯現(xiàn)方式的不足。）（二）問題二的探究學(xué)習(xí)活動(dòng)師：哪個(gè)小組把你們小組探究解決的方法交上來展現(xiàn)給同學(xué)們看（很快有幾個(gè)組的同學(xué)都舉起手。教師指定一個(gè)組，引導(dǎo)學(xué)生用實(shí)物投影儀，投影到幕上：。）師：請問這個(gè)小組同學(xué)，你們是怎樣思考的？給同學(xué)們講講。日ZE生：過山車要安全翻滾通過圓的最高點(diǎn)時(shí)要滿足兩個(gè)條件機(jī)械能守恒，二要做勻速圓周運(yùn)動(dòng)條件。師：其他小組同學(xué)是不是這樣考慮的？這個(gè)推導(dǎo)對嗎？請其他同學(xué) 補(bǔ)充。生：第二個(gè)式子錯(cuò)了，應(yīng)該是 n+mg=mv2/r。師：剛才小組同學(xué)為什么會錯(cuò)？生：過山

5、車是在內(nèi)則軌道翻滾而不是在外側(cè)軌道翻滾。師：至少要滿足什么條件是什么意思？生：在最高點(diǎn)速度最小，n=0。師：從上面兩個(gè)式子可以推導(dǎo)出，對嗎 ？生：，實(shí)際上有摩擦阻力。（接著教師用動(dòng)畫演示過山車翻滾時(shí)要滿足的條件，加強(qiáng)學(xué)生對問題真實(shí)情況了解。）師：如果你是過山車設(shè)計(jì)者應(yīng)考慮哪些主要因素？是否把車拖得 既高、刺激，又安全？共2頁，當(dāng)前第1頁12（臺下學(xué)生七嘴八舌議論開了，教師也參加到學(xué)生討論中去，過了約5分鐘時(shí)間。教師組織學(xué)生對問題進(jìn)行深入探究。）師：第一個(gè)要考慮主要因素是什么？生：。師：過山車在下落翻滾時(shí)有哪些能量轉(zhuǎn)化 ？生：有一部分能量轉(zhuǎn)化成熱能，摩擦力要做功。生：h太大，把車拖上去要消耗過多

6、能量。師：對，還要考慮什么問題？生：h太大，v增大，n也增大，對車的材料質(zhì)量要求更高，可 能會增加成本。師：對，這位學(xué)生有一定的經(jīng)濟(jì)頭腦，作為設(shè)計(jì)者，一定要考慮 這些因素，還要考慮哪些因素？生：h大大，車翻滾后要停下來就更困難，也要消耗能量。生：h太大，翻滾時(shí)v太大，可能很多人不敢乘坐，反而減少了 收入。師：h不能太大，那要多少才恰當(dāng)？還要考慮哪些條件 ？（學(xué)生又在下面按小組再進(jìn)行深入的探究。 學(xué)生約討論了 3分鐘 后。）生：還要具體計(jì)算出摩擦力所做的功為多少，才能確定h的大小。師：怎樣計(jì)算摩擦力做功為多少，要知道哪些條件 ？,)生：是滑動(dòng)摩擦力，wf=fscos 0 , f= w n= w

7、mgcosO （如圖3示）0為斜面的傾角。師：那翻滾圓周時(shí)又怎樣計(jì)算摩擦力所做的功 遍里f是一個(gè)什 么量？生：是一個(gè)變力。師：變力做功怎么計(jì)算？（學(xué)生一時(shí)茫然，學(xué)生又在下面開始討論。）生：前面閱讀材料講過計(jì)算變力做功的知識， 在課本第137頁就有介紹，如圖4所示，ab小段、cd小段的功可以用fscos%計(jì)算功， 然后把各個(gè)小段所做的功加起來，就可以算出整個(gè)過程所做的功。生：這里介紹的是一種解決問題的思維方法。實(shí)際上f是不確定，還是不能計(jì)算。師：同學(xué)們再想想，還有什么辦法可以計(jì)算變力做的功 ？生：我到黑板說明一下我的想法。看大家是否同意。（學(xué)生鼓掌歡迎）該生計(jì)算方法如下：如圖5,只要想辦法測量出

8、翻滾車直接滑下最低端時(shí)的速度v1和經(jīng)過翻滾第二次到達(dá)最低端時(shí)的速度 v2,根據(jù) 動(dòng)能定理，可以計(jì)算摩擦力翻滾時(shí)所做的功師：課本上介紹的方法是直接測量，這位同學(xué)想的方法是間接測量，關(guān)鍵是v1、v2怎樣測量？生：高速路上汽車的速度又是怎樣測量的 ？師：對，這位同學(xué)認(rèn)真開動(dòng)了腦筋，v1、v2的測量，課后同學(xué)們可以查有關(guān)資料再作進(jìn)一步的探究。師：，等于多少？你是設(shè)計(jì)者，不給出具體的數(shù)字，怎樣設(shè)計(jì)？（學(xué)生一下子都笑了）生：r不是題目給出的已知條件嗎？師：你是設(shè)計(jì)者要誰告訴你r等于多少呢？（同學(xué)們平時(shí)總喜歡解決書本的問題，到了要解決實(shí)際的問題，一下子思維還轉(zhuǎn)不過彎來。）生：太小不夠刺激，太大的話，h也要大，要怎樣才合適？我 們不知道從哪些知識去考慮。（教師用動(dòng)畫演示過山車實(shí)際翻滾的畫面，讓學(xué)生觀察 r的大小 情況。）生：h 一定大于2r。另一組學(xué)生回答：“我們小組觀察畫面大約為h-2r=h/3。（教師再 把畫面倒回來。讓學(xué)生再觀察，確實(shí)有這樣的結(jié)果。）師：r是多大還是沒有解決，小組再觀察。生：我們認(rèn)為大小不是惟一的，可能只要滿足h-2r=h/3就可以。生：r大小由h決定。生：h大小主要考慮到達(dá)最底端時(shí)的速度 v, h太大、v太大不安全；h太小，不刺激，達(dá)不到效果。生：關(guān)鍵確定v多大為合適。這是解決問題的關(guān)鍵。師：怎樣的速度，人才可以感到既刺激又能承受呢？這方面的知