2018_2019学年高中物理第2章能的转化与守恒第3节能量守恒定律教学设计1鲁科版必修2.doc

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1、1第 3 节 能量守恒定律一、分组理论探究机械能守恒教师提出以下几种情景：1只有重力对物体做功时物体的机械能情景 1：质量为 m 的物体自由下落过程中，经过高度 h1 的 A 处速度为 V1，下落至高度 h2 的 B 处速度为 V2，不计空气阻力，分析由 h1 下落到 h2 过程中机械能的变化（引导学生思考分析）。情景 2；从倾角为 的光滑斜面上滑下的小车，经过 A 点时速度为 Va，下滑位移 S，到达 B 点速度为 Vb。分析此过程机械能的变化.2弹簧和物体组成的系统的机械能.情景 3.以弹簧振子为例（未讲振动，不必给出弹簧振子名称，只需讲清系统特点即可），简要分析系统势能与动能的转化。教师

2、要求与启发：要求学习小组选择一个情景，用学过的动能定理，重力的功与重力势能变化的关系，对以上前两种情景，定量写出物体经历的过程前后的机械能 E1和 E2，看机械能变化了没有，存在什么关系。第三种情景要求定性分析。二、学习小组理论探究结果展示与讨论。情景 1 小组理论探究结果展示的内容：根据动能定理，有 下落过程中重力对物体做功，重力做功在数值上等于物体重力势能的变化量。取地面为参考平面，有WGmgh 1-mgh2 2由以上两式可以得到情景 2 小组理论探究结果展示的内容：下滑过程中重力对物体做功，重力做功在数值上等于物体重力势能的变化量。取 B 点重力势能为零，有 mgSsinwG根据动能定理

3、，有 .mgSsin2sin1asm2)Vv(v2AB2A2BG 提出问题：上述结论是否具有普遍意义呢？（作为课后作业，请同学们课后进一步分析物体做平抛和竖直上抛运动时的情况。）学生讨论：上述两个表达式说明了什么？讨论后、学习小组代表回答。代表甲：在表达式中等号左边是物体在 A 处的机械能，等号右边是物体在 B 处的机械能，该表达式说明：物体在下落过程中，物体的机械能总量不变。代表乙：对于表达式，重力做的功等于动能的增量，也等于重力势能的减少量。该表达式说明：物体在下滑过程中，重力势能的减少量等于动能的增量。物体的机械能总量不变。教师总结：用 EK1和 EK2表示物体的初动能和末动能，用 EP

4、1和 EP2分别表示物体在初位置的重力势能和末位置的重力势能，则得到：E K1+EP1=EK2+EP2，也就是初位置的机械能等于末位置的机械能，即机械能是守恒的。三、学习小组讨论机械能守恒的条件：教师引导学生思考：在推导中我们以物体做自由落体和斜面小车为例进行的，上述二种运动有什么相同和不同之处？从上述两种运动中，你能猜想一下：机械能在什么情况下守恒？3在引导学生会回答认识，不同之处是物体运动受力不同，自由落体运动是只受重力作用，而斜面小车还受支持力作用。相同点是在上述两种运动中物体只有重力做功，支持力不做功。教师再要求学生猜想并分析：机械能在什么情况下守恒？学生在猜想过程中教师提示：重力做功

5、只会使动能与势能相互转化，机械能总量不变。除了重力之外其它力做功又会怎样呢？学生举例分析。例如，汽车加速上坡，子弹打进木块。前者合外力的功为正机械能增加，后者摩擦力做功机械能减少。最后教师总结：通过上述分析，我们得到：在只有重力做功，其它外力不做功或其它外力做功的代数和为零的情况下，物体的动能和重力势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变，这个结论叫机械能守恒定律。为了回答情景 3 和完善机械能守恒的条件教师演示并讨论：放开被压缩的弹簧，可以把跟它接触的小球弹出去，在这个过程中，能量是如何转化的？类比地，你能得到在这个过程中机械能守恒的条件吗？引导学生认识在小球被弹簧弹出的过程中，弹簧的弹性势

6、能转化为小球的动能。类比得到：如果有弹力做功，动能和弹性势能之和保持不变，即机械能守恒。这样就得到机械能守恒的条件：物体在只有重力和弹簧的弹力作用下，势能和动能相互转化，机械能保持不变。四回顾总结 深化认识教师引导学生回顾本节课的理论探究过程，以及探究过程中使用的物理思想和方法：即用已学的规律探究和发现新的物理规律；归纳总结这节课的知识要点；让学生提出自己在理论探究学习中存在的疑问，教师答疑，以巩固和深化知识。教学情景预测 学生可能遇到的困难 1。不懂得从已学过的物理规律来推导新的物理规律。教师可以这样启发：对研究对象经历的过程用重力势能与重力功德关系列一式；再用动能定理列一式。学生可能遇到的

7、困难 2，不懂得应用运动学来整理表达式而得出结论。教师提示：告诉学生明确目的，即探究过程“物体的机械能是否变化” ，要把过程机械能的变化写出来，并用已知的，相同的，可比的量来表示。教学过程提醒：4在学生交流讨论推导结论过程，要有较充分的时间让他们对另一种推导方法进行交流学习，各对比组阐述自己的观点，方法，思路。以达到相互学习，开阔思路的目的。同时应注意有些学生可能有别的方法，要鼓励和认真对待，在课堂时间不足的情况下，可在课外指导学生去探究。五本设计主要特点：1本节课教学设计注重学生学习过程的理论探究，体现了培养学生推理和应用知识的能力。笔者始终认为探究有两方面：实验探究和理论探究，两者缺一不可

8、。2本节课把能量守恒定律分为两个课时，第一课时侧重理论探究，第二课时则为实验探究。第二节课的实验，既有上课时各学习组的理论探究结果的验证性实验，又有探究性实验，例如用数码相机连拍的功能拍摄阻力较大和较小的落体运动，探究其机械是否守恒。3在教学方法上突出学生为主导，教师的作用是启发，引导和答疑。在学生展示推导过程和讨论结果时，教师应溶入到学生中，扮演其中的一分子，开展合作探究，进行理论探索。教学中尤其关注生个体差异产生新的教学资源并较好地进行利用，运用评价手段不断引导学生学习，较好地将新课程理念结合于教学实际中。六课堂小结、教学流程图： 提出问题：物体在重力，弹力作用下机械能守恒吗？创设情景1。自由落体的物体。情景 2。光滑斜面下滑的小车情景 3。弹簧小球 引入新课：演示实验多媒体课件：物体在不同的力学条件下的运动5七、布置作业完成课后题学习小组选择以上情景理论探究物体在运动过程机械能的变化或转化。各学习小组展示理论探究过程与结果。分析总结各小组的研究结果得出机械能守恒定律。1