《機(jī)械能守恒定律》教材分析與教學(xué)建議課件

1、機(jī)械能及其守恒定律教材分析與教學(xué)建議第1頁，共60頁。一、教材分析 1、新、舊教材編排結(jié)構(gòu)比較2、新、舊教材總體特點(diǎn)比較二、教學(xué)建議三、幾個(gè)值得商榷的問題第2頁，共60頁。一、教材分析第3頁，共60頁。1、新、舊教材編排結(jié)構(gòu)比較第4頁，共60頁。 1 追尋守恒量2 功3 功率 4 重力勢能5 探究彈性勢能的表達(dá)式 6 探究功與物體速度變化的關(guān)系7 動(dòng)能和動(dòng)能定理 8 機(jī)械能守恒定律9 實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 10 能量守恒定律與能源 一、功 閱讀教材 變力的功二、功率三、功和能四、動(dòng)能 動(dòng)能定理五、重力勢能六、機(jī)械能守恒定律七、機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用八、伯努利方程原來放在學(xué)生實(shí)驗(yàn)中移至課內(nèi)，增

2、加了探究性新教材舊教材不要求或以隱性的方式滲透不要求或以隱性的方式滲透在新教材中不要求，或以隱性的方式進(jìn)行滲透 1 追尋守恒量2 功3 功率 4 重力勢能5 探究彈性勢能的表達(dá)式 6 探究功與物體速度變化的關(guān)系7 動(dòng)能和動(dòng)能定理 8 機(jī)械能守恒定律9 實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 10 能量守恒定律與能源 增加第5頁，共60頁。2、新、舊教材總體特點(diǎn)比較第6頁，共60頁。從知識結(jié)構(gòu)方面看 新、舊教材結(jié)構(gòu)上基本相同，新補(bǔ)充的內(nèi)容，使知識線索更系統(tǒng)、更流暢。對教學(xué)活動(dòng)不大會產(chǎn)生不適應(yīng)的情況。第7頁，共60頁。從教學(xué)內(nèi)容方面看 新增加的內(nèi)容給學(xué)生提供了一些探究與體驗(yàn)的機(jī)會，體現(xiàn)了新課程所倡導(dǎo)的探究發(fā)現(xiàn)和

3、合作學(xué)習(xí)的教學(xué)理念。也使教材內(nèi)容的連貫性和趣味性更強(qiáng)，可讀性更好。因此，不會對教學(xué)工作產(chǎn)生多大的影響。從教學(xué)內(nèi)容方面看 新增加的內(nèi)容給學(xué)生提供了一些探究與體驗(yàn)的機(jī)會，體現(xiàn)了新課程所倡導(dǎo)的探究發(fā)現(xiàn)和合作學(xué)習(xí)的教學(xué)理念。也使教材內(nèi)容的連貫性和趣味性更強(qiáng)，可讀性更好。因此，不會對教學(xué)工作產(chǎn)生多大的影響。第8頁，共60頁。從教育理念方面看 新教材重視“過程”目標(biāo)的落實(shí)，重視“情感”目標(biāo)的體現(xiàn)，重視聯(lián)系學(xué)生的生活、社會實(shí)踐和現(xiàn)代科技。教師如何在新教材的基礎(chǔ)上通過自己的再創(chuàng)造，在課堂教學(xué)中更好地體現(xiàn)新課程的理念，是實(shí)施新課程中急需解決的問題。從教育理念方面看 新教材重視“過程”目標(biāo)的落實(shí)，重視“情感”目標(biāo)

4、的體現(xiàn)，重視聯(lián)系學(xué)生的生活、社會實(shí)踐和現(xiàn)代科技。教師如何在新教材的基礎(chǔ)上通過自己的再創(chuàng)造，在課堂教學(xué)中更好地體現(xiàn)新課程的理念，是實(shí)施新課程中急需解決的問題。第9頁，共60頁。從教學(xué)策略方面看 新教材在文字處理和插圖的選擇上更趨向于生活化、通俗化。第10頁，共60頁。二、教學(xué)建議第11頁，共60頁。 教學(xué)內(nèi)容更加生活化 知識深度的控制更合適 教材的結(jié)構(gòu)更和諧教材中有明顯變化的地方 較好地體現(xiàn)了探究學(xué)習(xí)的理念第12頁，共60頁。（一）教材的結(jié)構(gòu)更和諧第13頁，共60頁。新教材中，機(jī)械能部分內(nèi)容為什么會是這樣的一個(gè)結(jié)構(gòu)?第14頁，共60頁。舊教材的知識結(jié)構(gòu)如果一個(gè)物體能對外做功 這個(gè)物體就具有能量舉

5、例說明：做功伴隨著能量的變化結(jié)論：功是能量變化的量度 感覺：似乎定義功是為了定義能，先有功的 概念，才有能的概念。 第15頁，共60頁。 但是，在物理學(xué)的發(fā)展中，能量并不是由功定義的，能量的概念是人類在“追尋守恒量”的過程中發(fā)展起來的。 能量的概念之所以重要，是因?yàn)樗且粋€(gè)自然界中十分重要的守恒量?；谶@樣的認(rèn)識，新教材中，把守恒思想的提出放到了具體的概念之前。 第16頁，共60頁。新教材的知識結(jié)構(gòu)追尋運(yùn)動(dòng)中的守恒量 體驗(yàn)：一切運(yùn)動(dòng)變化都要滿足一定的守恒定律 。 能量守恒定律與能源機(jī)械能守恒定律功是能量轉(zhuǎn)化的量度 第17頁，共60頁。 顯然，新、舊教材相比，新教材中的處理方法，更加符合學(xué)生的認(rèn)

6、識規(guī)律，使知識的托出更自然、更和諧。也更符合物理學(xué)發(fā)展的歷史事實(shí)。對學(xué)生來說，這樣的處理，作為一種學(xué)習(xí)資源，在其分析處理實(shí)際問題時(shí)的可借鑒性也更強(qiáng)。因此，把“尋找守恒量”作為本章的開篇內(nèi)容是很有意義的。 第18頁，共60頁。從整體上考慮，“尋找守恒量”這節(jié)課很重要，一定要認(rèn)真對待。但這節(jié)課，不必在知識深度上多動(dòng)腦筋，只要利用實(shí)驗(yàn)、動(dòng)畫等媒體增強(qiáng)直觀性教學(xué)，讓學(xué)生感到有勁、有趣，有意思，能吊起學(xué)生的胃口，能夠使學(xué)生在頭腦中產(chǎn)生一定的想法就可以了。 教學(xué)中要盡可能體現(xiàn)好探究性。如果能結(jié)合實(shí)驗(yàn)開展討論式教學(xué)那就更好了。但課前要進(jìn)行精心的準(zhǔn)備。第19頁，共60頁?！皩ふ沂睾懔俊钡囊恍┙虒W(xué)素材：第20頁

7、，共60頁。（二）較好地體現(xiàn)了“探究性學(xué)習(xí)”的教學(xué)理念第21頁，共60頁。重力勢能推演+直觀探究功與物體速度變化的關(guān)系 動(dòng)能和動(dòng)能定理直觀+推演探究彈性勢能的表達(dá)式推演對以下教學(xué)內(nèi)容的處理更科學(xué)第22頁，共60頁。教學(xué)案例：“重力勢能”的教學(xué)功與能的關(guān)系問題，在“重力勢能”中進(jìn)行了第一次的匯合， 運(yùn)用“功是能量變化的量度”的思想，引出了重力勢能，揭示了重力的功與重力勢能變化量間的關(guān)系。以后，我們還要運(yùn)用這一思想來統(tǒng)領(lǐng)彈性勢能、動(dòng)能和動(dòng)能定理及機(jī)械能的知識，構(gòu)建好知識系統(tǒng)。 可見，“重力勢能”一節(jié)是非常關(guān)鍵的教學(xué)環(huán)節(jié)。因此，教學(xué)中，我們既要重視“演繹”的方法，也要注重形象思維能力的培養(yǎng)，努力轉(zhuǎn)變

8、 “重推演、輕直觀”的教學(xué)觀念。第23頁，共60頁。探究過程：重力做功的特點(diǎn)式中的mgh與高度h有關(guān)WG12mgh1mgh2重力做功只跟始、末位置有關(guān)，而跟物體運(yùn)動(dòng)的路徑無關(guān)始末狀態(tài)的mgh之差等于重力的功定義重力勢能EPmghWG12Ep1Ep2第24頁，共60頁。教學(xué)反思： 在重力勢能的教學(xué)中，盡管我們也會運(yùn)用實(shí)驗(yàn)的方法首先讓學(xué)生對重力勢能形成一定的感性認(rèn)識，但在得出重力勢能、揭示重力的功與重力勢能變化量間的關(guān)系時(shí)，主要還是運(yùn)用了推演的方法。第25頁，共60頁。教學(xué)案例：“探究彈性勢能的表達(dá)式”的教學(xué)第26頁，共60頁。 探究彈性勢能表達(dá)式的過程，是建立在重力勢能教學(xué)的基礎(chǔ)上的，盡管也是一

9、次探究活動(dòng)，但教材對探究過程的處理方法卻是完全不同的。第27頁，共60頁。發(fā)現(xiàn)問題彈簧彈力做功 彈性勢能變化彈性勢能應(yīng)怎么表達(dá)創(chuàng) 造質(zhì)疑創(chuàng)新問題表達(dá) 問題探究問題的解決類比研究策略抽象、概括分析推理（1）課題的發(fā)現(xiàn)第28頁，共60頁。重力勢能結(jié)論：這類力做功的一般計(jì)算方法定義：結(jié)論：可以引入勢能的條件彈性勢能？定義：？結(jié)論：？（2）探究過程對優(yōu)秀生進(jìn)行滲透第29頁，共60頁。（3）思想交流： 不要一提到探究，就想到實(shí)驗(yàn)?？茖W(xué)探究的目的在于通過學(xué)生自主的探究行為，變求知為已知。其中是否有實(shí)驗(yàn)，不是問題的本質(zhì)特征。關(guān)于彈性勢能表達(dá)式的探究，盡管沒用實(shí)驗(yàn)，但探究的過程卻體現(xiàn)得很好。 可見，課堂上的探

10、究活動(dòng)，并不在于什么形式，關(guān)鍵在于是否體現(xiàn)了探究的意識，是否滲透了探究的方法。第30頁，共60頁。教學(xué)反思： 在重力勢能的教學(xué)中，盡管可以運(yùn)用實(shí)驗(yàn)或動(dòng)畫的方法讓學(xué)生體會重力的功與重力勢能變化間的關(guān)系，但在得出重力勢能、揭示重力的功與重力勢能變化量間關(guān)系時(shí)，主要還是運(yùn)用了推演的方法。第31頁，共60頁。教學(xué)案例：探究功與物體速度變化的關(guān)系第32頁，共60頁。動(dòng)能 ？動(dòng)能定理的應(yīng)用控制變量法定義：直觀感受演繹推理探究功與物體速度變化的關(guān)系物體質(zhì)量不變時(shí)：形成一個(gè)課題動(dòng)力學(xué)思路推導(dǎo)優(yōu)越性可求變力的功 可處理曲線運(yùn) 動(dòng)問題 動(dòng)能定理：弄清楚動(dòng)能定理的物理意義質(zhì)量為m的物體，在恒力F作用下發(fā)生一段位移

11、，速度由V1變?yōu)閂2，試研究在這一過程中，力對物體的功與物體速度變化的關(guān)系。（1）教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)第33頁，共60頁。（2）教材分析： 1、引入本節(jié)內(nèi)容的主要目的是為了讓學(xué)生經(jīng)歷和體驗(yàn)探究的過程，培養(yǎng)學(xué)生探究的能力。本節(jié)與“動(dòng)能和動(dòng)能定理”一起構(gòu)成了一個(gè)較為完整的研究課題，對學(xué)生課題意識的形成、探究能力的培養(yǎng)和發(fā)展會產(chǎn)生不可低估的作用。 2、本節(jié)內(nèi)容，只是為下一節(jié)“動(dòng)能和動(dòng)能定理”的理論推導(dǎo)奠定一個(gè)認(rèn)識基礎(chǔ)，并沒有直接給出動(dòng)能定理。而沒有動(dòng)能定理，又不能完整敘述功與速度、功與速度的變化、功與速度二次方間的關(guān)系，教師在教學(xué)中應(yīng)靈活把握。 3、通過“探究功與物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，也可以促使學(xué)生在

12、學(xué)習(xí)動(dòng)能定理后能比較深刻地認(rèn)識到動(dòng)能定理不僅對恒力做功的條件下成立，在變力做功的情況下也是成立的 。 第34頁，共60頁。（3）教學(xué)建議 2、做好實(shí)驗(yàn)是關(guān)鍵，而橡皮筋的選擇是重中之重。 3、實(shí)驗(yàn)中要先引導(dǎo)學(xué)生思考：實(shí)驗(yàn)中要測量哪些物理量？可以用哪些方法測？可以采用哪些實(shí)驗(yàn)方法？根據(jù)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件，選擇什么方案為好？應(yīng)該怎樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)？怎樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理？ 1、本節(jié)教材的重點(diǎn)是得出功與物體速度變化的關(guān)系、探究過程中實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集與處理。難點(diǎn)是如何引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行積極的思考，使學(xué)生既能發(fā)揮創(chuàng)造性思維，也能夠圍繞本節(jié)的重點(diǎn)把探究過程深入下去。 第35頁，共60頁。（4）實(shí)驗(yàn)技能點(diǎn)提醒第3

13、6頁，共60頁。橡皮筋的選擇、實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)第37頁，共60頁。實(shí)驗(yàn)情景展示第38頁，共60頁。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理：用計(jì)算機(jī)擬合較好第39頁，共60頁。經(jīng)驗(yàn)共享： 1、為了使得坐標(biāo)平面上各對應(yīng)點(diǎn)的分布能成較為明顯的非線性?？梢钥紤]采用以下幾項(xiàng)措施 ： 在小車上加砝碼，通過增加小車質(zhì)量的方法，使小車速度不致過快。 畫曲線時(shí)加大 坐標(biāo)軸的單位長度。 從原點(diǎn)O開始描繪圖線。 第40頁，共60頁。第41頁，共60頁。經(jīng)驗(yàn)共享： 2、為了使 與 的關(guān)系更加直觀明確， 在讓學(xué)生對 圖象進(jìn)行 、 的關(guān)系分析后，要適時(shí)地引導(dǎo)學(xué)生思考是否可以通過描繪 圖線來看看 、 間的函數(shù)關(guān)系。 第42頁，共60頁。第43頁，共6

14、0頁。 “實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”教材分析： （2）在利用教材中提供的方法測瞬時(shí)速度時(shí)，要讓學(xué)生弄清楚其中的道理。特別要引導(dǎo)學(xué)生體會這種測瞬時(shí)速度的方法與第一、二章所用方法的差異。 （1）在“實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律” 的處理中，與舊教材相比，在實(shí)驗(yàn)方法上作了改進(jìn)。首先，實(shí)驗(yàn)要求用天平測出重物的質(zhì)量，以便計(jì)算重物的動(dòng)能和勢能改變量的數(shù)值。其次，在測量點(diǎn)的選擇上，并不要求起始點(diǎn)的速度為零。因此，在選擇紙帶時(shí)，第一、二點(diǎn)間的距離是否接近2 、第一個(gè)點(diǎn)是否清晰也就無關(guān)緊要了。第44頁，共60頁。（三）教學(xué)內(nèi)容更加生活化第45頁，共60頁。 教材更加關(guān)注生產(chǎn)和生活中的實(shí)際問題 1、能源問題 在涉及能

15、量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性問題時(shí)，教材中只是簡單地提到，在選修1-2和選修3-3中有深入的地介紹，但考慮到我省的實(shí)際教學(xué)要求來看，大部分學(xué)生將不再選學(xué)這部分內(nèi)容。因此，教師在教學(xué)中需要給予足夠的重視。 2、功 如果單從知識的角度來看，這節(jié)內(nèi)容跟舊教材相比沒什么變化，但它與生產(chǎn)和生活的聯(lián)系更密切了。第46頁，共60頁。 3、功率 功率的教學(xué)中，通過對汽車換檔問題的分析幫助學(xué)生理解物理意義。生活化的味道更濃，趣味性更強(qiáng)，應(yīng)用性也更好了。第47頁，共60頁。 4、教材中，插圖的選擇更加注重生產(chǎn)和生活中的實(shí)際問題。第48頁，共60頁。教學(xué)措施：提高課堂教學(xué)的開放性 這些教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生比較熟悉，要求不高，也不

16、需要“深挖洞”，要努力提高課堂教學(xué)的開放性程度。 1、抓住“既然能量是守恒量，不可消滅，可為什么我們還要節(jié)約能源”的討論，把“能量守恒定律與能源”整合成專題討論課。 2、可以把“功”與“功率”整合成具有探究性味道的研究課。 第49頁，共60頁。教學(xué)案例：能量守恒定律與能源 本節(jié)內(nèi)容是對本章內(nèi)容的總結(jié)和擴(kuò)張。 通過預(yù)先布置進(jìn)行資料的搜集與整理及調(diào)查研究的方法準(zhǔn)備專題討論的過程，可以提高課堂教學(xué)的趣味性、有效性。也可以提高學(xué)生小課題研究的意識和能力。 學(xué)生通過機(jī)械能的學(xué)習(xí)，容易體會到科學(xué)概念的作用在于它是對一些自然現(xiàn)象的抽象與概括。能量就是從千差萬別的各種自然現(xiàn)象中抽象出來的概念。在學(xué)生頭腦中，已

17、經(jīng)形成了許多有關(guān)能量轉(zhuǎn)化的圖景，他們也具備了從“機(jī)械能的轉(zhuǎn)化和守恒”問題聯(lián)想擴(kuò)展到“自然界中各種能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)換中總能量是否會守恒”的能力。第50頁，共60頁。討論提綱 應(yīng)根據(jù)教材的要求，針對學(xué)生現(xiàn)有的知識水平和認(rèn)知水平編擬討論提綱。1、請你說說：人類在建立起能量守恒定律過程中經(jīng)歷了哪些主要的事件？哪些科學(xué)家在作出了卓著的貢獻(xiàn)？請您利用網(wǎng)絡(luò)、報(bào)刊雜志及圖書資料進(jìn)行搜集與整理。2、導(dǎo)致能量守恒定律最終確立的重要事實(shí)有哪些？能量守恒定律的發(fā)現(xiàn)是偶然的，還是人類對自然認(rèn)識發(fā)展到一定階段后必然的產(chǎn)物？3、有人曾經(jīng)懷疑某種過程中“能量不守恒”，這是怎么回事？4、能量守恒定律是怎么表述的？在力學(xué)范疇內(nèi)，能

18、量守恒定律應(yīng)該如何表達(dá)？第51頁，共60頁。 5、能量守恒定律在什么范圍內(nèi)成立？ 6、能源是人類社會的物質(zhì)基礎(chǔ)，人類利用能源大致經(jīng)歷了哪幾個(gè)過程？ 7、為什么說能源短缺和環(huán)境惡化已成為關(guān)系到人類社會能否持續(xù)發(fā)展的大問題？ 8、近幾年來，人們常常講到溫室效應(yīng)。什么是溫室效應(yīng)？溫室效應(yīng)有什么特征？ 9、既然能量是守恒的，不可能消滅？為什么我們還要節(jié)約能源？ 10、什么叫能量耗散？你怎么看待能量耗散？ 11、你是怎么理解“能量的利用受方向性的制約”這句話的意思的？請你舉例說明。 第52頁，共60頁。 12、請你調(diào)查一下附近的工廠企業(yè)和學(xué)校單位中能源的利用情況，在分析綜合的基礎(chǔ)上寫一篇調(diào)查報(bào)告，向政府

19、的有關(guān)部門提出自己的建設(shè)性的意見或建議。第53頁，共60頁。教學(xué)設(shè)計(jì)：編撰討論提綱搜集整理資料組織學(xué)習(xí)小組進(jìn)行小組討論各小組代表交流匯報(bào)教師進(jìn)行針對性講解、答疑，總結(jié)、歸納形成結(jié)論針對教師印發(fā)的問題提綱，利用網(wǎng)絡(luò)、報(bào)刊雜志和圖書資料搜集有關(guān)資料。根據(jù)問題提綱進(jìn)行小組討論由小組代表提出討論中尚需進(jìn)一步明確或需要其他人幫助的問題。針對問題提綱與學(xué)生提出的問題進(jìn)行針對性講解。還要布置學(xué)生寫研究報(bào)告第54頁，共60頁。（四）知識深度的控制更合適第55頁，共60頁。 1、不要求用功的公式計(jì)算變力的功。但作為能力培養(yǎng)的途徑，可以通過討論的方式幫助學(xué)生打開思維的通道，給學(xué)生留一個(gè)思維的窗口，以達(dá)到開闊學(xué)生視野的目的。 2、新