机械能守恒定律教学案例.doc

机械能守恒定律教学案例蓟县二中 张爱红（82825731）一、案例主题：在新的教育改革形式下，高中物理课堂教学形式多种多样。为了实现“为了每一位学生的发展”的核心理念，新课改的理念和策略最终都要落实到教学的各个环节上，只有在教与学的方式上进行改革，才能给教学注入新的活力。这就需要创建一个新的教师教与学生学的模式，给学生更多参与、探究、思考、表达和展示自己的机会，更多的自主空间，使他们能在获得成功体验中变得自信、积极和乐观。教师要充分挖掘学生的潜能，培养其探究问题、解决问题的能力和创新的能力，为培养具有良好科学素养的人才打下坚实的基础。下面我以高一物理机械能守恒定律的教学为例，谈谈我在本课教学中是如何体现新课改理念的。二、案例背景：机械能守恒定律是力学中最重要的基础知识之一，又由于它与现实生产、生活联系密切，因而一直是高考的热点。同时机械能守恒定律又是能量守恒定律的一个特例，也是本章教学的重点内容。要使学生对定律的得出、含义、适用条件有一个明确的认识，这是能够用该定律解决力学问题的基础。基于这个特点，我制定了以下的教学目标、教学重点和难点。 教学目标知识与技能：1、知道什么是机械能，知道物体的动能和势能可以相互转化。2、理解机械能守恒定律的内容及推导过程。知道它的含义和适用条件。3、在具体问题中，能判定机械能是否守恒，并能列出机械能守恒的方程式。过程与方法：1、学会在具体的问题中判定物体的机械能是否守恒；2、初步学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象，分析问题。情感、态度与价值观：通过能量守恒的教学，使学生树立科学观点，理解和运用自然规律，并用来解决实际问题。教学重点 1、掌握机械能守恒定律的推导、建立过程，理解机械能守恒定律的内容。2、在具体问题中能判定机械能是否守恒，并能列出定律的数学 表达式。教学难点 1、从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件。2、能正确判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒。3、应用机械能守恒定律解决具体问题。教学手段 多媒体课件 细线 钢球 木球 带标尺的铁架台 弹簧振子教学方法 启发 、探究 、推理、归纳、讨论 、练习以实验为载体，应用现代化教学手段，多种教学方法相结合是实现本课三维目标的保证。三、案例描述：教学过程一、引入（创设情境，设疑引思）课的开头，我安排了“碰鼻”演示，装置很简单，效果却不错。取约二米长的线绳系在教室天花板上，下端拴一铁球。演示时，请学生中的“勇敢”者上来，让绳拴着的铁球偏离平衡位置，恰好能碰到参与者的鼻子，这时释放铁球，当铁球返回时，不管是下面的参观者还是上面的参观者都十分紧张，而铁球却在刚要碰到参观者的鼻子时嘎然而止，参与者安然无恙。这时学生很自然想：这是为什么？是不是与前面学到动能与势能有关？这时教师可以适当复习以下内容，为后面知识做铺垫。师：本章中我们学习了哪几种形式的能？它们各是如何定义的？它们的大小各由什么决定？不同形式的能量是否可以发生转化？若能，谁能举例说明物体运动过程中这些能量的转化情况？生：本章我们学习了以下几种能：动能、重力势能、弹性势能。举例说明自由落体和竖直上抛的物体动能和势能的转化。（教师投影展示实例，以增强学生学习的兴趣，减小问题的抽象性。）师：动能、重力势能、弹性势能属于力学范畴，统称为机械能，在上述实例中物体在任一位置处的动能和势能的总量即机械能是否发生变化？本节课我们就来研究有关机械能的问题。点评：教师精心的“创设情境，设疑引思”，再加上学生参与了整个演示实验过程，激发了他们的好奇心和探索欲望，充分调动了学生的积极性和主动性。二、新课（实验探究）CA演示实验一AC下边我们来做一个实验：教师先介绍实验装置如图所示：师：把钢球拉到A点，然后放开。猜想：钢球能摆多高？如何确定钢球的高度？生：把铁架台上的标尺水平放置就知道钢球比A点摆的高低。师：谁愿意来验证一下你的猜想？学生主动到前面去做实验，观察并得到：小球摆动到右侧时的位置和位置A点等高。师：把球同样拉到A点，在O点用尺子挡一下观察小球摆动到右侧时的位置，并比较该位置和释放点A那点位置高？学生做完实验，观察并得到同样的结论。师：为什么每次小球都能摆到与A点等高？从能量的角度如何解释？探究 小钢球在摆动过程中机械能是否变化？观察并思考：小球受力情况如何？各力做功情况如何？这个实验说明了什么问题？生：忽略空气阻力，小球只受重力和绳的拉力的作用，拉力和速度方向总垂直，对小球不做功；只有重力对小球做功。实验证明：小球在摆动过程中动能和重力势能不断转化，小球又总能回到原来的高度，可见，小球的动能和重力势能的总和保持不变即机械能保持不变。点评：教师在这里适时的做了“启发点拨，引导猜想”。并在教师的引导下，学生通过自己的动手、动脑，进行了“自主探究，验证假设”。通过让学生亲自去探索实践，充分发挥了学生的主体作用和教师的主导作用。师：如何从理论上证明你的观点？学生自主推导结论，教师巡视指导，投影学生的推导过程，和学生一起点评。师：若把钢球换成木球，机械能还保持不变吗？生：不能，因为木球太轻，空气对木球的阻力不能忽略。阻力对小球作负功，机械能减小。师：自由落体和竖直上抛运动中的物体，机械能是否也保持不变？从以上实例中你得到什么结论。生：自由落体和竖直上抛运动中的物体，机械能也保持不变。只有重力做功的系统内，只有动能和重力势能发生相互转化,在转化中系统总的机械能保持不变。点评：理论与实践相结合，使实验结论更有可信度，同时也锻炼了学生的理论推理能力。师：如果动能和弹性势能发生相互转化，它们的机械能不变吗？演示实验二师：根据刚才分析钢球的方法，分析这个实验。你又能得到什么结论？学生自主探究并得出结论：在只有弹力做功的系统内，只有动能和弹性势能发生相互转化，在转化中系统总的机械能保持不变。师：结合以上实例，谁能把刚才得到的结论完整的叙述一下？生：在只有重力或弹力做功的物体系统内，物体的动能和势能相互转化，但机械能的总量保持不变。师：在只有重力或弹力做功的物体系统内，物体的动能和势能相互转化，但机械能的总量保持不变。这就是机械能守恒定律。师：机械能守恒定律的表达式怎么写？生：表达式： 点评：实验二的设计思路与实验一基本相同，目的是让学生掌握一定的分析问题和解决问题的方法。教师的穷追不舍，设置疑问，也进一步激发了学生的探究意识和学习欲望。 通过学生的“归纳整理，发现知识”，使知识条理化、系统化，从而加深了对定律的理解。讨论：1、机械能守恒定律的条件是什么？2、只有重力做功或弹力做功与物体只受重力或弹力有什么不同？3、若还受其它力的作用，机械能一定不守恒吗？生：1、机械能守恒定律的条件：只有重力或弹力做功生：2、所谓的只有重力做功，包括两种情况：第一种情况：物体只受重力，不受其他的力。第二种情况：物体除重力外还受其他的力，但其他力不做功。而物体只受重力仅包括一种情形。生：所谓只有弹力做功，包括以下两种情况：第一种情况：物体只受弹力作用，不受其他的力；第二种情况：物体除受弹力外还受其他的力，但其他的力不做功。点评：学生的交流讨论不仅会加深对知识的理解，也是学生主动学习、探究学习、合作学习的很好体现。三、课堂反馈练习2质量为m的小球，从离桌面H高处由静止自由下落，桌面离地面高为h，设桌面处的重力势能为零，则小球落地时的机械能为（ ）AmgH Bmgh C.mg(H+h) D.mg(H-h)3、一个人站在阳台上，以相同的速率v0分别把三个球竖直向下抛出、竖直向上抛出、水平抛出，不计空气阻力，则三球落地时的速度（ ）A上抛最大B下抛最大C平抛最大D三球一样大4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，小球运动到最低位置 时的速度是多大？分析：拉力和速度方向总垂直，对小球不做功； 所以这个过程中只有重力对小球能做功，机械能守恒。解：选择小球在最低位置时所在的水平面的参考平面，小球在最高点A时为初状态： 初状态的动能： 初状态的重力势能： 初状态的机械能：EP1+EP1=mg(L-Lcos)小球的最低点O时为末状态：末状态的动能：Ek2=1/2mv2末状态的重力势能：EP2=0末状态的机械能为:根据机械能守恒定律有：即所以师：通过以上题目的解答，你能够得到什么启发？生：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。生：用机械能守恒定律解题，必须明确初末状态机械能，要分析机械能守恒的条件。师：下面大家总结一下用机械能守恒定律解决问题的一般步骤。（投影学生总结的用机械能守恒定律解题的一般步骤，组织学生讨论完善这个问题，形成共同的看法。）生：可以分为以下几步进行：1、根据题意，选取研究对象(物体或系统)及研究的过程。2、对研究对象进行受力分析，弄清各力在研究过程中的做功情况，判断是否符合机械能守恒的条件。3、恰当地选取参考平面，确定研究对象在过程中的初始状态和末状态的机械能(包括动能和势能)。4、根据机械能守恒定律列方程，进行求解。点评：通过巧设题目让学生自己总结归纳应用机械能守恒定律的解题步骤，使所学知识达到学以至用，做到“应用延伸，知识升华”的目的。【板书与小结】机械能守恒定律一、动能和势能统称为机械能。二、机械能守恒定律：1、在只有重力或弹力做功的物体系统内，物体的动能和势能相互转化，但机械能的总量保持不变。2、表达式： 3、机械能守恒定律的条件：只有重力或弹力做功三、机械能守恒定律的应用四、案例评析：教育的出发点是人，归宿点也是人的发展。教育一切都要从学生出发。要能发挥学生的主体性和积极性，有一个创新思维活动空间，关键在于教师：如何引导，启发，点拨。能否真正地把学生引到这一领域？教师在平时备课中不但要吃透教材，而且要尽量地搜集，制作与教材有关的知识，教具；又要善于把握学生的心里，使学生能够与教师发生共鸣。基于以上的理念，我设计了本课的探究活动，通过情境的引入，在教师的指导下，以类似于科学的方式，通过学生的主动探究实践，获取知识，成为知识的发现者。注重了学生经历探究规律的过程与情感的体验。不仅尊重了学生的兴趣、符合学生的认识水平；还使学生对知识会产生亲切感，从内心乐意去接受新的知识，使知识变得更易识记、更易掌握。而且，通过让学生自我实践、大胆猜想、严谨推理，得出规律。在这个过程中，既培养了学生的动手能力和逻辑思维能力，又激发了学生的创新意识和交流与合作的学习态度。有利于学生今后的全面发展。天津市2007年高中课程改革优秀教学案例第五章 机械能及其守恒定律第八节 机械能守恒定律（第1课时）区 县： 蓟 县 单 位：蓟县城关第二中学学 科： 物 理 作者姓名： 张 爱 红 联系电话： 82825731