高中物理-7.8機械能守恒定律教學設計學情分析教材分析課后反思

【課標分析】在《普通高中物理課程標準(實驗)》的共同必修模塊物理2的內(nèi)容標準中對機械能的要求：“通過實驗，驗證機械能守恒定律。理解機械能守恒定律。用機械能守恒定律分析生活和生產(chǎn)中的有關問題”。關鍵詞是:實驗、理解、分析問題．關于驗證機械能守恒定律的驗證過程可以放在下一課時進行．所以本節(jié)課在引入、實驗探究、理論探究和實際應用等各環(huán)節(jié)都要充分利用生產(chǎn)和生活中的問題．為了讓學生理解機械能守恒定律，要充分發(fā)揮學生的自主能動性，讓學生自主推導定律，并總結出機械能守恒定律的條件，然后進行鞏固練習．用機械能守恒定律解決生活和生產(chǎn)中的有關問題?！窘滩姆治觥勘竟?jié)課是人教版高中物理必修2第七章第8節(jié)新授課，本節(jié)內(nèi)容是本章教材的重點內(nèi)容，也是高中物理的核心內(nèi)容。機械能守恒定律的探究既建立在前面所學知識的基礎上，又是普遍的能量守恒定律的一種特殊情況，教材開始通過“演示”小實驗及多個具體事例，讓學生知道勢能和動能可以相互轉化，猜想轉化過程中是否存在某種定量的關系，引出對機械能守恒定律及守恒條件的探究，聯(lián)系重力勢能和重力做功及彈性勢能與彈力做功的關系的學習，由定性分析到定量計算，逐步深入，最后得出結論，由定性分析到定量探究，再結合一般過程進行理論推導，然后總結出定律。并通過應用使學生領會機械能守恒定律在解決實際問題時的優(yōu)越性。這樣做符合由特殊到一般，再到特殊的認識規(guī)律，并且在探究、推理過程中，有利于培養(yǎng)學生的演繹推理能力、分析歸納能力和探索發(fā)現(xiàn)能力，領悟物理學研究方法和提高創(chuàng)造性思維能力?！緦W情分析】在初中學習過有關機械能的基本概念，對“機械能”并不算陌生，接受起來相對輕松。通過前幾節(jié)課內(nèi)容的學習，學生知道了重力做功會引起重力勢能的變化，彈簧彈力做功會引起彈性勢能發(fā)生變化，學生對“機械能”這一概念較初中有了更深認識，使學生看到生活中的一些定性的感受逐漸找到了定量方面的聯(lián)系，對功能關系的認識加深了，也萌發(fā)了繼續(xù)探究的興趣。那么，在動能和勢能都參與轉化的過程中，情況又將如何呢？這是學生急待解決的問題，機械能守恒定律的建立已經(jīng)到了“水到渠成”的時候了。結合重力做功與重力勢能變化的關系，利用動能定理推導出機械能守恒定律。這樣學習機械能守恒定律學生比較容易理解。課題§7.8機械能守恒定律課型新授課教學目標①能說出什么是機械能，并通過實例分析物體的動能和勢能可以相互轉化。②能說出機械能守恒定律的內(nèi)容。③能說出機械能守恒的條件，并能判斷物體的機械能是否守恒。④能寫出機械能守恒定律的多種表達形式。⑤能利用機械能守恒定律具體解決實際問題。教學重點難點教學重點1．掌握機械能守恒定律的推導、建立過程，理解機械能守恒定律的內(nèi)容．2．在具體的問題中能判定機械能是否守恒，并能列出定律的數(shù)學表達式．教學難點1．從能的轉化和功能關系出發(fā)理解機械能守恒的條件．2．能正確判斷研究對象在所經(jīng)歷的過程中機械能是否守恒，能正確分析物體系統(tǒng)所具有的機械能。教學方法探究、講授、討論、練習教學手段投影儀、細線、小球．多媒體課件教學過程設計[新課導入]師：蹦極是一項驚險刺激的運動，大家想不想體驗一下？生：想！師：蹦極的過程中涉及哪幾種形式的能？生：動能、重力勢能、彈性勢能……師：物體的動能和勢能之和統(tǒng)稱為物體的機械能。[屏幕展示]:定義：物體的動能和勢能之和稱為物體的機械能。機械能包括動能、重力勢能、彈性勢能。表達式：Ｅ＝ＥＫ＋ＥＰ師：本節(jié)課我們學習第八節(jié)：機械能守恒定律。這是本節(jié)的學習目標，找同學讀一下[屏幕展示]:學習目標：①能說出什么是機械能，并通過實例分析物體的動能和勢能可以相互轉化。②能說出機械能守恒定律的內(nèi)容。③能說出機械能守恒的條件，并能判斷物體的機械能是否守恒。④能寫出機械能守恒定律的多種表達形式。⑤能利用機械能守恒定律具體解決實際問題。[新課教學]一、動能和勢能的相互轉化[演示實驗]:師：將小球拉至A點，然后釋放小球，仔細觀察小球的運動？思考：小球在擺動過程中哪些力對它做功？能量如何轉化？(演示：如圖，把一個小球用細線懸掛起來，把小球拉到一定高度的A點，然后放開，小球在擺動過程中，重力勢能和動能相互轉化．學生活動：觀察演示實驗，思考問題。師：小球在擺動過程中重力做功，導致重力勢能和動能發(fā)生相互轉化。生活中還有很多能量轉化的例子，比如：(投影展示實例，以增加學生學習的興趣，減小問題的抽象性)[屏幕展示]:自由落體、豎直上拋分析運動過程中做功及能量轉化情況生：……[屏幕展示]:分析射箭過程中做功及能量轉化情況生：……[屏幕展示]:從起跑到到達最高點的過程中能量如何轉化？生：……師：從上面的討論我們看到，通過重力或彈力做功，動能和勢能可以相互轉化，即機械能可以從一種形式轉化成另一種形式。在轉化過程中，動能和勢能的總和是否變化？若不變化，條件是什么？能否通過本章所學知識進行推導呢？二、機械能守恒定律師：我們來看這樣幾個問題：(投影思考討論一，學生自主推導結論，老師巡視指導，及時解決學生可能遇到的困難．投影學生的推導過程，和其他學生一起點評)思考題一：取運動過程中任意兩位置A、B(忽略空氣阻力及摩擦)OOABBAGFNOOABBAGFNOABB位置的動能為Ek2、勢能為EP2則物體在A位置的機械能_____________B位置的機械能_____________生：E1＝Ek1+EP1E2＝Ek2+EP2師：分析小物體運動過程中受力及各力做功情況，利用本章所學的功能關系，試推導物體在A、B兩處機械能之間的關系.生：學生分三組推導師：指導并展示三組同學的推導過程推導過程：E1＝Ek1+EP1E2＝Ek2+EP2動能定理WG=Ek2-Ek1重力做功與重力勢能的關系WG=Ep1-Ep2Ek2-Ek1=Ep1-Ep2Ek2+EP2＝Ek1+EP1E2＝E1師：它們之間的關系式說明了什么問題？（A、B為任意兩點）生：在整個運動過程中，動能和重力勢能的總和保持不變，即機械能守恒.(多提問學生，讓學生體會保持的含義，即守恒)師：假如物體還受其它力(如空氣阻力、摩擦力)作用,式子是否依然成立?生：不成立師：為什么呢？(屏幕顯示不成立的關系式)師：上面我們通過推導得出了機械能守恒這一結論，那么機械能守恒的條件是什么呢？生：只有重力做功(屏幕顯示)機械能守恒的條件：只有重力做功結論：在只有重力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能和重力勢能可以互相轉化，而總的機械能保持不變。師：不僅重力勢能和動能可以相互轉化，彈性勢能和動能也可以相互轉化。(屏幕顯示)思考題二：放開被壓縮的彈簧，可以把跟它接觸的小球彈出去，在這個過程中，能量是如何轉化的？類比思考題一你能得到在這個過程中機械能守恒的條件嗎？生：彈簧的彈性勢能轉化為小球的動能師：同樣可以證明：(屏幕顯示)機械能守恒的條件：只有系統(tǒng)內(nèi)彈力做功結論：在只有系統(tǒng)內(nèi)彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能和彈性勢能可以互相轉化，而總的機械能保持不變。師：綜合上述兩個結論，我們就得到了今天要學習的機械能守恒定律。二、機械能守恒定律1、內(nèi)容：在只有重力或系統(tǒng)內(nèi)彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能和勢能可以相互轉化，而總的機械能保持不變。這就是機械能守恒定律。師：機械能守恒的條件是什么呢？大家可以從做功和能量轉化兩個角度分析嗎？學生思考討論，回答問題。2、守恒條件：只有重力或彈力做功(1)做功角度：只有重力或系統(tǒng)內(nèi)彈力做功，其它力不做功能量轉化角度：系統(tǒng)內(nèi)只有動能和勢能相互轉化，其它形式能量不變學生思考：物體所受合外力為零，機械能一定守恒嗎？請舉例說明生：……師：下列實例中機械能守恒嗎？為什么？(屏幕顯示)生：……師：大家看一下剛才的推導過程，想一想機械能守恒定律的表達式該如何列呢？生：……3、定律表達式：或需選擇參考平面(零勢能面)Ek2-Ek1=Ep1-Ep2或△EK＝-△EPAlCO例題：把一個小球用細繩懸掛起來，就成為一個擺，擺長為lAlCO思考：小球擺動過程中機械能守恒嗎？請分析說明生：回答問題并通過親身實驗說明小球擺動過程中機械能守恒。師：小球擺動過程中機械能守恒，大家就可以用機械能守恒定律來解決這個問題了，大家做一下，把解題過程寫在學案上〖解〗對小球，在從最高點擺到最低點的過程中，受到重力和拉力的作用，但拉力不做功，即只有重力做功，符合機械能守恒的條件，故機械能守恒，取小球在最低位置時所在的水平面為參考平面初位置E1=mg(l-lcosθ）末位置E2=根據(jù)機械能守恒定律有E1=E2即所以.4、應用機械能守恒定律解題的一般步驟(1)確定研究對象(物體或系統(tǒng))及研究的過程。(2)對研究對象進行受力分析，弄清各力在研究過程中的做功情況，判斷是否符合機械能守恒的條件。(3)恰當?shù)剡x取參考平面，確定研究對象在初、末狀態(tài)的機械能(包括動能和勢能)。(4)根據(jù)機械能守恒定律列方程，進行求解。應用機械能守恒定律解題的優(yōu)越性？應用機械能守恒定律解題只需考慮過程的初、末狀態(tài)，而不必考慮兩狀態(tài)間過程的細節(jié)，可簡化解題過程。[課堂小結]教師活動：讓學生概括總結本節(jié)的內(nèi)容。學生活動：認真總結概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會寫下來、比較屏幕上的小結和自己的小結，看誰的更好，好在什么地方。課堂小結—機械能守恒定律1、內(nèi)容：在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能與勢能可以互相轉化，而總的機械能保持不變。2、守恒條件：a、做功角度：只有重力或系統(tǒng)內(nèi)彈力做功，其它力不做功b、能量轉化角度：系統(tǒng)內(nèi)只有動能和勢能間的相互轉化，其他形式能不變3、表達式：或需選擇參考平面(零勢能面)Ek2-Ek1=Ep1-Ep2或△EK＝-△EP4、應用機械能守恒定律解題的一般步驟[反饋練習]1、關于物體的機械能是否守恒的敘述，下列說法中正確的是（BD）A、做勻速直線運動的物體，機械能一定守恒B、做勻變速直線運動的物體，機械能可能守恒C、合外力對物體所做的功等于零時，機械能一定守恒D、物體若只有重力做功，機械能一定守恒2、忽略空氣阻力，下列物體運動過程中滿足機械能守恒的是(AD)A、石塊自由下落B、電梯勻速下降C、滑草運動中游客沿傾斜的草坡勻速下滑D、拋出的鉛球從拋出到落地前一個物體從光滑曲面頂端由靜止開始滑下，曲面高1m，不計空氣阻力，物體滑到曲面底端的速度是多大？教學活動學生觀看視頻錄像學生回憶回答問題學生閱讀學習目標演示實驗觀察現(xiàn)象教師引導學生分析生活中能量轉化的例子學生分組思考討論回答問題學生分組推導求解展示學生推導過程拓展探究深刻理解學生思考回答問題學生分析守恒條件教師提問強化守恒條件學生思考守恒表達式教師引導學生分析求解例題教師引導學生分析一般步驟學生總結概括本節(jié)所學內(nèi)容提問學生分析練習提問學生分析練習作業(yè)作業(yè)：課本P78《問題與練習》3，4T練習：1、課本P78《問題與練習》1，2T2、《高效導學》本節(jié)練習開放作業(yè)：2、從圖書館、互聯(lián)網(wǎng)上搜集有關機械能守恒的資料，并觀察生活中與機械能守恒有關的現(xiàn)象，從機械能守恒的利用角度寫一篇小論文。（供學有余力的選做）板書設計7．8機械能守恒定律機械能：一、動能和勢能的相互轉化1．動能和重力勢能的相互轉化．2．動能和彈性勢能的相互轉化．二、機械能守恒定律1、內(nèi)容：在只有重力或系統(tǒng)內(nèi)彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能和勢能能夠相互轉化，而總的機械能保持不變．2、條件：只有重力或系統(tǒng)內(nèi)彈力做功3、表達式：Ek2-Ek1=Ep1-Ep24、應用機械能守恒定律解題的步驟．教學反思【評測練習】1、關于物體的機械能是否守恒的敘述，下列說法中正確的是：()A、做勻速直線運動的物體，機械能一定守恒B、做勻變速直線運動的物體，機械能一定守恒C、外力對物體所做的功等于0時，機械能一定守恒D、物體若只有重力做功，機械能一定守恒2、在下列實例中運動的物體，不計空氣阻力，機械能不守恒的是：()A、起重機吊起物體勻速上升B、姚明投出的籃球在空中的運動過程C、拉著一個物體沿著光滑的斜面勻速上升D、一個輕質(zhì)彈簧上端固定，下端系一重物，重物在豎直方向上做上下振動（以物體和彈簧為研究對象）。3、從離地高為Hm的陽臺上以速度v豎直向上拋出質(zhì)量為m的物體，它上升hm后又返回下落，最后落在地面上，則一列說法中正確的是（不計空氣阻力，以地面為參考面）()A、物體在最高點時機械能為mg(H+h);B、物體落地時的機械能為mg(H+h)+1/2mv2;C、物體落地時的機械能為mgH+1/2mv2;D、物體在落回過程中，以過陽臺時的機械能為mgH+1/2mv2【效果分析】1、本節(jié)課倡導是以學生為主體的教學方式，從這點上來說，效果很好，小組配合效果顯著，學生能夠主動去分析問題、解決問題。首先是通過蹦極視頻回顧前面學習的幾種不同形式的能量，以引入機械能。然后創(chuàng)設3種情景讓學生推導機械能守恒定律。接著設計了例題及練習以檢驗及鞏固學生對機械能守恒條件的理解及機械能守恒定律的應用。2、學習目標定位恰當，本節(jié)是新授課，我把目標定位在對機械能的理解與機械能守恒定律的推導、理解與在單物體運動過程的應用。教學過程的設計也是圍繞學習目標而進行的。通過實例的分析，使學生了解勢能和動能相互轉化的定性關系，知道一種能量減少，必然導致另一種能量的增加；然后提出動能和勢能轉化有什么定量關系，讓學生進行討論與交流并提出猜想，調(diào)動學生的積極性，培養(yǎng)學生的合作意識與交流能力，加強師生的互動性。3、從例題及鞏固練習上可以看出，學生掌握的還不錯。學生能夠判斷一些簡單情景中機械能是否守恒，并能應用機械能守恒定律來解決一些簡單的計算問題。不足之處在于，由于時間有限，給學生留的做題時間不足，可能部分基礎較差的同學沒有理解那么到位。4、為了體現(xiàn)新課程標準中培養(yǎng)探究能力的理念，教學中設計了很多探究情境，開展了探究教學。利用多媒體手段為學生提供了豐富的圖片、視頻等資源?！居^評記錄】1、周老師備課充分，整節(jié)課設計流暢，思路清晰完整，符合新課標要求，能夠培養(yǎng)學生的興趣，提高學生的綜合能力。2、周老師教態(tài)自然，語調(diào)親切，課堂講解層次清晰，與學生互動融洽。教師提出的問題簡練，發(fā)揮了“啟發(fā)、引導、過渡、總結”等作用。3、發(fā)揮了學生的主體地位，在實際操作中