視頻標(biāo)簽：機(jī)械能守恒定律

所屬欄目：高中物理優(yōu)質(zhì)課視頻

視頻課題：高中物理人教課標(biāo)版必修2第七章8.機(jī)械能守恒定律-北京景山

本視頻配套資料的教學(xué)設(shè)計、課件 /課堂實(shí)錄及教案下載可聯(lián)本站系客服

《機(jī)械能守恒定律》教學(xué)設(shè)計
 
1 
教學(xué)基本信息 
課題 
§機(jī)械能守恒定律 
是否屬于 
地方課程或校本課程 否 
學(xué)科 物理 學(xué)段：高一第二學(xué)期 
年級 
高一 
相關(guān) 領(lǐng)域  
能量守恒定律 
教材 書名：普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書選修2-2 
指導(dǎo)思想與理論依據(jù) 
新課程改革的核心理念是“一切為了學(xué)生發(fā)展”。即“以人為本”。面向全體學(xué)生，關(guān)注學(xué)生的成長，使學(xué)生在課堂上進(jìn)行高效率的學(xué)習(xí)，以提高其核心素養(yǎng)。 
本教學(xué)是在對學(xué)生現(xiàn)有知識和最近發(fā)展區(qū)以及學(xué)生在構(gòu)建新知識的過程中遇到的困難進(jìn)行診斷的基礎(chǔ)上，有的放矢的進(jìn)行教學(xué)設(shè)計，力圖對學(xué)生的認(rèn)知缺陷進(jìn)行精確的指導(dǎo)，讓學(xué)生在上課的過程中感受到教師講課的內(nèi)容正是自己想學(xué)的內(nèi)容，從而達(dá)成師生之間的高效互動，完成新的知識構(gòu)建。 
本次教學(xué)設(shè)計共分為三步。 
首先，學(xué)生通過微課學(xué)習(xí)完成預(yù)習(xí)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)第一次知識構(gòu)建。 其次，對“第一次知識構(gòu)建”進(jìn)行診斷。診斷通過學(xué)生的預(yù)習(xí)學(xué)案完成。 
最后，通過診斷找到學(xué)生在第一次知識構(gòu)建過程中的困難以及學(xué)生通過第一次知識構(gòu)建得到的不正確的結(jié)論，進(jìn)行相應(yīng)的情景創(chuàng)設(shè)。以“創(chuàng)設(shè)問題情境”為切入點(diǎn)，提出問題，以實(shí)驗(yàn)融入學(xué)科概念為教學(xué)手段，解決問題，完成第二次知識的構(gòu)建。 
教學(xué)背景分析 
 
 
                    
             
                    

 
2 
一、 教材分析 
1. 課標(biāo)解讀：通過實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。理解機(jī)械能守恒定律。用機(jī)械能守恒定律分析有
關(guān)問題。 
2. 教材分析：能量守恒與轉(zhuǎn)化定律，是物理學(xué)中具有普遍意義的定律之一，也是認(rèn)識自然、掌握
自然規(guī)律的重要“工具”。機(jī)械能守恒定律是能量守恒定律的一個特例。 
《機(jī)械能守恒定律》是人教版高中物理必修二第七章《機(jī)械能守恒定律》第八節(jié)的內(nèi)容。本章的邏輯結(jié)構(gòu)是：“追尋守恒量”從上位概念是為引入能量概念為目的，學(xué)生感受到物體的運(yùn)動遵循著某個物理的守恒，從下位概念是揭示機(jī)械能守恒。之后對重力勢能、彈性勢能、和動能的學(xué)習(xí)是對功和能關(guān)系的具體討論。本節(jié)課在學(xué)生已有知識的基礎(chǔ)上，以動能定理做為工具，可以從理論上證明機(jī)械能守恒定律的成立。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，又提供了一條解決力學(xué)問題的新途徑，即從能量守恒的觀點(diǎn)分析理解運(yùn)動。 
3. 教學(xué)內(nèi)容的具體分析：本節(jié)課教材先通過生活實(shí)例分析了動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化，猜測測動能
與勢能在變化過程中的定量的關(guān)系，然后定量計算物體只有重力作用下動能和勢能各自的變化情況以及總機(jī)械能的不變性。最后得出機(jī)械能守恒的定量關(guān)系。 二、學(xué)情分析： 
1、學(xué)生的學(xué)習(xí)能力分析： 
學(xué)生的物理學(xué)習(xí)習(xí)慣較好，善于思考，愛提問，探究意識和合作意識強(qiáng)。 
學(xué)生對DIS（數(shù)學(xué)化信息系統(tǒng)）實(shí)驗(yàn)操作有一定基礎(chǔ)，能利用力學(xué)傳感器進(jìn)行測量并能進(jìn)行簡單的分析。 
2、學(xué)生通過微課學(xué)習(xí)達(dá)成的認(rèn)識和存在的問題： ①學(xué)生達(dá)成的認(rèn)識 
學(xué)生認(rèn)識到機(jī)械能的概念；在具體運(yùn)動中能正確判斷動能和勢能的轉(zhuǎn)化情況；理解自由落體運(yùn)動的機(jī)械能守恒；會判斷一些簡單運(yùn)動機(jī)械能是否守恒；會利用機(jī)械能守恒定律解決簡單問題。 
②學(xué)生存在的問題 
對其它只在重力或彈力做功的運(yùn)動實(shí)例，不能靈活運(yùn)用動能定理推導(dǎo)其守恒；不能準(zhǔn)確的理解“守恒”、“只有重力或彈力做功”、“系統(tǒng)”等關(guān)鍵內(nèi)容；對動能定理和機(jī)械能守恒定律的區(qū)分不明確。 
  
教學(xué)目標(biāo)(內(nèi)容框架) 
基于教材與學(xué)情分析，確定本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)及重難點(diǎn)： 
 
                    
             
                    
                            《機(jī)械能守恒定律》教學(xué)設(shè)計北京景山學(xué)校遠(yuǎn)洋分校馮夢 
 3 
1.教學(xué)目標(biāo)： 
（1）知識與技能： 
1.學(xué)生經(jīng)歷多種重力做功的運(yùn)動實(shí)例的分析，能夠從理論證明機(jī)械能守恒定律； 
2.能夠設(shè)計并完成機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)；會用光電門傳感器和Excle表處理數(shù)據(jù)和完成實(shí)驗(yàn)。 3、能夠判斷某種運(yùn)動機(jī)械能是否守恒，理解機(jī)械能守恒的條件。 （2）過程與方法： 
利用現(xiàn)代化技術(shù)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，觀察、推理，獲得機(jī)械能守恒定律，感受學(xué)習(xí)研究物理的一種科學(xué)方法。通過對機(jī)械能守恒條件的歸納，經(jīng)歷在不同現(xiàn)象中尋找共性的研究方法 
（3）情感、態(tài)度與價值觀： 
1、通過能量守恒的教學(xué)，學(xué)生能樹立變中有恒、能量守恒的觀念，理解和運(yùn)動自然規(guī)律，用來解決實(shí)際問題； 2.教學(xué)重點(diǎn)： 
（1）理論、實(shí)驗(yàn)證明機(jī)械能守恒定律的成立 （2）機(jī)械能守恒定律的判定  教學(xué)難點(diǎn)： 
1.機(jī)械能守恒具有抽象性，難以理解其本質(zhì)。對于“守恒”和“不變”學(xué)生難以準(zhǔn)確區(qū)別。 2.機(jī)械能守恒的條件復(fù)雜，研究對象或過程選取不同，機(jī)械能守恒與否就會發(fā)生變化。 3.教學(xué)方式：啟發(fā)式、小組合作探究 4.教學(xué)手段：小組合作，學(xué)生主體，教師主導(dǎo) 5.技術(shù)準(zhǔn)備：PPT，傳感器  
教學(xué)過程(文字描述) 
（一）游戲引入： 
用繩拴住一個鉛球并懸掛起來，把鉛球拉到鼻子附近，松手后鉛球?qū)⑾蚯皵[去，接著又?jǐn)[回來，你原地不動，籃球會打到你的鼻子嗎？為什么？ 
這樣一個勇敢者的游戲可以等效為一個擺球?qū)嶒?yàn)，演示給學(xué)生看。（做實(shí)驗(yàn)）小球在來回擺動的過程中，總能到達(dá)原來的高度。 
總結(jié)：小球總能記得原來的位置，用物理語言來說，這個過程中存在守恒量。 
設(shè)計意圖：游戲引入新課，擺球?qū)嶒?yàn)引入新課，調(diào)動學(xué)生已學(xué)的微課的認(rèn)知，開始本課教學(xué)內(nèi)容。 
 
                    
             

 
4 
（二）回顧微課學(xué)習(xí)內(nèi)容： 
通過微課的學(xué)習(xí)，你都有哪些收獲？ 
預(yù)設(shè)：我們把動能和勢能統(tǒng)稱為機(jī)械能；動能與勢能是可以相互轉(zhuǎn)化的；在只有重力和彈力做功系統(tǒng)內(nèi)，系統(tǒng)的機(jī)械能總量保持不變。這是機(jī)械能守恒定律。 
設(shè)計意圖：整理并回憶微課的學(xué)習(xí)內(nèi)容。 （三）整理學(xué)生微課學(xué)習(xí)后的幾個困惑問題： 
1、機(jī)械能守恒定律的證明和探究： （1）理論證明 
①展示學(xué)生自學(xué)學(xué)案的證明方案，歸納運(yùn)動中的共性。 
②總結(jié)：通過幾種運(yùn)動實(shí)例的證明，我們發(fā)現(xiàn)只有重力做功時，確實(shí)機(jī)械能總量保持不變。 除了理論證明，實(shí)驗(yàn)也是探究物理規(guī)律的一種方式，有設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案證明的嗎？ （2）實(shí)驗(yàn)證明 
①引導(dǎo)學(xué)生利用光電門設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案 ②總結(jié)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案，呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)步驟。 
③追問：兩點(diǎn)的機(jī)械能相等，說明什么？如果證明機(jī)械能始終不變，該如何做？ 
④教師演示：小車從斜軌上自由下落。屏幕上出現(xiàn)三條圖線，同學(xué)們猜測：這三條圖線代表的什么樣的物理量？從圖象中得知什么信息？ 
⑤教師演示：小車以一定初速度沖上斜面，再自由下滑。學(xué)生解釋圖線的物理意義。 ⑥如果有阻力會怎樣？ ⑦損失的機(jī)械能去哪兒了？ 
設(shè)計意圖：通過實(shí)驗(yàn)再次驗(yàn)證在只有重力或彈力做功時，整個過程機(jī)械能守恒。通過分析圖線，引出機(jī)械能和其他形式的能也可以相互轉(zhuǎn)化。 
（3）總結(jié)歸納機(jī)械能守恒定律： 
通過理論證明，實(shí)驗(yàn)探究，我們確實(shí)得到了只有重力或彈力做功時，機(jī)械能的總量保持不變。只有彈力做功時，機(jī)械能的總量也保持不變。 
2、判斷機(jī)械能是否守恒的深入探討 （1）結(jié)合學(xué)生的問題分析： ①物體在水平面上勻速直線運(yùn)動 
設(shè)計意圖：體會機(jī)械能守恒中的“變”與“不變”。 ②出示練習(xí)2 
 
                    
             

 
5 
 
設(shè)計意圖：體會選擇恰當(dāng)?shù)难芯窟^程 
③出示練習(xí)3：如圖所示，下列關(guān)于機(jī)械能是否守恒的判斷正確的是(   )． 
 
A．甲圖中，物體A將彈簧壓縮的過程中，A機(jī)械能守恒 
B．乙圖中，在大小等于摩擦力的拉力下沿斜面下滑時，物體B機(jī)械能守恒 C．丙圖中，不計任何阻力時A加速下落，B加速上升過程中，A、B機(jī)械能守恒 D．丁圖中，小球沿水平面做勻速圓錐擺運(yùn)動時，小球的機(jī)械能守恒 
設(shè)計意圖： 深入理解“只有重力或彈力做功”、“系統(tǒng)”這個條件。 3、機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式及其簡單應(yīng)用 
（1）展示學(xué)生作業(yè)，學(xué)生評議，得到機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式－守恒式和轉(zhuǎn)化式。 （2）通過例題，歸納機(jī)械能守恒定律的一般解題思路。 （四）應(yīng)用拓展： 
請你設(shè)計一實(shí)驗(yàn)裝置，測量輕質(zhì)彈簧的彈性勢能的大小。請畫出實(shí)驗(yàn)裝置，寫出需要測量的物理量，計算彈簧彈性勢能的表達(dá)式。  
學(xué)習(xí)效果評價設(shè)計 
1、課前作業(yè)評價方式：根據(jù)學(xué)生做的情況，教師收集并歸納分類，挑出典型以便課上展示； 2、課上小組合作評價方式：①教師巡視，觀察每個學(xué)生的參與程度，適當(dāng)與個別學(xué)生交流 
②請組內(nèi)較弱的同學(xué)發(fā)言，檢測其合作探究的效果 3、教師評價語準(zhǔn)確、適宜，具有肯定性、激勵性； 4、課上例題學(xué)生的完成程度，檢測這節(jié)內(nèi)容的掌握程度. 
本教學(xué)設(shè)計與以往或其他教學(xué)設(shè)計相比的特點(diǎn) 
 
                    
             
                    
 6 
1．嘗試“先學(xué)后教”的教學(xué)方式。課前讓學(xué)生通過微課對本節(jié)課進(jìn)行預(yù)習(xí)，并完成相關(guān)的任務(wù)；課上教師深化重點(diǎn)內(nèi)容，辨析難點(diǎn)，對學(xué)生疑惑的地方重點(diǎn)突破，使教學(xué)更具有針對性。 
2．恰當(dāng)?shù)倪\(yùn)用信息技術(shù)，提高課堂實(shí)效性。本節(jié)課的學(xué)生探究沿光滑斜面下滑的物體的運(yùn)動是否機(jī)械能守恒，用的是傳感器；教師利用傳感器再次演示了整個運(yùn)動過程機(jī)械能守恒，現(xiàn)象直觀，讓學(xué)生深刻的理解了“機(jī)械能始終保持不變”這句話。

7.8《機(jī)械能守恒定律》自學(xué)學(xué)案
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1．能說出機(jī)械能的概念，知道物體的動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化。
2．能說出機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容。
3．在具體問題中，能判定機(jī)械能是否守恒，并根據(jù)機(jī)械能守恒定律列方程求解。
【學(xué)習(xí)過程】
一、動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化
（一）動能和勢能的轉(zhuǎn)化規(guī)律
1、觀看視頻，感受能量之間的轉(zhuǎn)化。
2、定性分析以下運(yùn)動中的動能和勢能的轉(zhuǎn)化情況。

O

 
（1）擺動的小球。（填寫最大或最�。�
A（C）點(diǎn)：動能          ，勢能          ；B點(diǎn)：動能          ，勢能          ；（填寫最大或最�。�
A點(diǎn)到O點(diǎn)：動能          ，勢能           ，         能轉(zhuǎn)化為          能
O點(diǎn)到C點(diǎn)：動能          ，勢能           ，         能轉(zhuǎn)化為          能
（2）彈簧和滑塊的運(yùn)動
     
 
 
 
 
A（B）點(diǎn)：動能          ，勢能          ；O點(diǎn)：動能          ，勢能          ；
A點(diǎn)到O點(diǎn)：動能          ，勢能           ，         能轉(zhuǎn)化為          能
O點(diǎn)到B點(diǎn)：動能          ，勢能           ，         能轉(zhuǎn)化為          能
 
3、機(jī)械能的定義：
物理學(xué)中，我們把動能和重力勢能和彈性勢能的總和叫做        能。
 
（二）機(jī)械能守恒定律
1、問題：動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化是否存在某種定量關(guān)系，遵守什么規(guī)律呢？
（1）猜想：
觀看實(shí)驗(yàn)慢動作，提出你的猜想：
①擺動的小球：
我們看到，小球可以擺到跟A點(diǎn)等高的C點(diǎn)，如果用尺子在某一點(diǎn)擋住細(xì)線，小球雖然不能擺到C點(diǎn)，但擺到另一側(cè)時，也能達(dá)到跟A點(diǎn)相同的高度。

思考1：在這個小實(shí)驗(yàn)中，小球的受力情況如何?各個力的做功情況如何?你能得到什么樣的猜想呢？
猜想：在擺動過程中，小球總能回到原來的高度．可見，                    總和不變．
②彈簧和滑塊
 
 
 
思考2：在這個小實(shí)驗(yàn)中，小球的受力情況如何?各個力的做功情況如何? 你能得到什么樣的猜想呢？
實(shí)驗(yàn)證明，小球在往復(fù)運(yùn)動過程中彈性勢能和動能在不斷轉(zhuǎn)化．小球在往復(fù)運(yùn)動過程中總能回到原來的位置，可見，                  總和應(yīng)該不變。
 
（2）以自由落體運(yùn)動為例，推導(dǎo)機(jī)械能守恒定律
質(zhì)量為m的物體自由下落過程中，經(jīng)過高度h₁的A點(diǎn)時速度為v₁，下落至高度h₂的B點(diǎn)處速度為v₂。
 
 
 
 
 
 
 
思考：
自由落體運(yùn)動中機(jī)械能是守恒的，那在其它運(yùn)動中呢？這條定律是否具有普遍的意義？同學(xué)們還能想出哪些方法（實(shí)驗(yàn)方案）來證明此定律的成立？
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
可見：在只有重力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能和重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變。同樣可以證明：在只有彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能和彈性勢能可以相互轉(zhuǎn)化，總的機(jī)械能也保持不變。
1．  機(jī)械能守恒定律內(nèi)容：                                                                  
                                                      。
2、機(jī)械能守恒條件的理解
   （1）從能量轉(zhuǎn)化的角度看，只有系統(tǒng)內(nèi)動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，無其它形式能量之間（如內(nèi)能）轉(zhuǎn)化；
   （2）從系統(tǒng)做功的角度看，只有重力或彈力做功。
 
練習(xí)1、請同學(xué)們判斷：在下列所述實(shí)例中，機(jī)械能守恒的是（            ）
A、輕繩系一小球從某一水平高度自由釋放
B、輕繩系一小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動
C、平拋運(yùn)動
D、物體從光滑斜面自由下滑
E、物體豎直向上做勻速直線運(yùn)動
F、物體豎直向下做勻速直線運(yùn)動
G、物體在光滑水平面上做勻速直線運(yùn)動
H、物體加速下降，加速度是5m/s²
I、物體減速上升，加速度是5m/s²
 
 
 
練習(xí)2、如圖所示，小球從高處下落到豎直放置的輕彈簧上，在小球接觸彈簧到將彈簧壓縮到最短的整個過程中，下列敘述中正確的是（      ）
A、小球的重力勢能與動能之和總保持不變
B、小球的重力勢能與彈性勢能之和總保持不變
C、小球的動能與彈性勢能之和總保持不變
D、小球、彈簧和地球組成的系統(tǒng)重力勢能、彈性勢能與動能之和保持不變
 
 
 
3. 數(shù)學(xué)表達(dá)式：                  
 
 
 
 
 
 
 
 
（三）、機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用
例1、把一個小球用細(xì)繩懸掛起來，就成為一個擺。擺長為L，最大偏角為θ。小球運(yùn)動到最底位置時的速度是多大？

 
 
 
 
歸納總結(jié)機(jī)械能守恒定律解題的一般步驟：
  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
通過微課學(xué)習(xí)完本節(jié)知識，你還有哪些困惑，請寫在下面。
 
 

視頻來源：優(yōu)質(zhì)課網(wǎng) www.m.fsyixinda.com -----更多視頻請在本頁面頂部搜索欄輸入“機(jī)械能守恒定律”其中的單個詞或詞組，搜索以字?jǐn)?shù)為3-6之間的關(guān)鍵詞為宜，切記！注意不要輸入“科目或年級等文字”。本視頻標(biāo)題為“高中物理人教課標(biāo)版必修2第七章8.機(jī)械能守恒定律-北京景山”，所屬分類為“高中物理優(yōu)質(zhì)課視頻”，如果喜歡或者認(rèn)為本視頻“高中物理人教課標(biāo)版必修2第七章8.機(jī)械能守恒定律-北京景山”很給力，您可以一鍵點(diǎn)擊視頻下方的百度分享按鈕，以分享給更多的人觀看。優(yōu)質(zhì)課網(wǎng) 的成長和發(fā)展，離不開您的支持，感謝您的關(guān)注和支持！有問題請【點(diǎn)此聯(lián)系客服QQ：983228566】 -----