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機械能守恒定律教學(xué)設計
作為一位不辭辛勞的人民教師，就有可能用到教學(xué)設計，教學(xué)設計要遵循教學(xué)過(guò)程的基本規律，選擇教學(xué)目標，以解決教什么的問(wèn)題。那么教學(xué)設計應該怎么寫(xiě)才合適呢？以下是小編收集整理的機械能守恒定律教學(xué)設計，歡迎大家分享。
機械能守恒定律教學(xué)設計1
一、教學(xué)目標
【知識與技能】
知道機械能的概念，能夠分析動(dòng)能和勢能之間的相互轉化問(wèn)題;理解機械能守恒定律的內容和適用條件，會(huì )判斷機械能是否守恒。
【過(guò)程與方法】
學(xué)習從物理現象分析、推導機械能守恒定律及適用條件的研究方法，初步掌握運用能量轉化和守恒來(lái)解釋物理現象及分析問(wèn)題的方法。
【情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān)】
體會(huì )科學(xué)探究中的守恒思想，養成探究自然規律的科學(xué)態(tài)度，提高科學(xué)素養。
二、教學(xué)重難點(diǎn)
【重點(diǎn)】
機械能守恒定律的推導及內容。
【難點(diǎn)】
對機械能守恒定律條件的理解。
三、教學(xué)過(guò)程
環(huán)節一：導入新課
教師先找一名學(xué)生配合完成小實(shí)驗：把鋼球用細繩懸起，請一同學(xué)靠近，將鋼球偏至這位同學(xué)鼻尖處釋放，當鋼球擺回時(shí)，觀(guān)察該同學(xué)反應，并讓學(xué)生分析會(huì )不會(huì )碰到鼻子，思考原因。由此引入新課《機械能守恒定律》。
環(huán)節二：新課講授
(一)動(dòng)能與勢能的相互轉化
教師播放視頻：蕩秋千、過(guò)山車(chē)、撐桿跳、瀑布等視頻材料，初步深刻感受各種豐富多彩的動(dòng)能與勢能發(fā)生相互轉化的過(guò)程。
教師播放演示實(shí)驗：滾擺、單擺、自由落體等實(shí)驗。
教師：演示實(shí)驗中物體自由下落時(shí)，重力勢能怎樣變化?變化的原因是什么?
學(xué)生：重力勢能減少，因為重力對物體做正功。
思考：減少的重力勢能去哪了?
學(xué)生：物體下落過(guò)程中，速度在逐漸增加，說(shuō)明物體的動(dòng)能增加了，即物體原來(lái)的重力勢能轉化成了動(dòng)能。
教師：那如果物體由于慣性在空中豎直上升時(shí)，能量又是怎樣變化的?
學(xué)生：物體原有的動(dòng)能轉化為重力勢能。
教師播放演示實(shí)驗：水平彈簧振子在氣墊導軌上振動(dòng)的實(shí)驗。感受彈力做功引起彈性勢能的變化。
教師舉例說(shuō)明：物體被彈簧彈出去之后，彈力做正功，彈簧的彈性勢能減少，而物體的速度增加，動(dòng)能增加。也就是彈簧的彈性勢能轉化成了物體的動(dòng)能。
學(xué)生總結：不僅重力勢能可以與動(dòng)能相互轉化，彈性勢能也可以與動(dòng)能相互轉化。
教師補充：從上面的例子可以發(fā)現：通過(guò)重力或彈力做功，機械能可以從一種形式轉化成另外一種形式。
(二)機械能守恒定律
教師提問(wèn)：物體動(dòng)能和勢能的相互轉化是否存在某種定量的關(guān)系呢?以動(dòng)能和重力勢能的相互轉化為例，研究這一問(wèn)題。
結合教材給出題目，學(xué)生聯(lián)系之前學(xué)過(guò)的動(dòng)能定理和重力勢能的的相關(guān)知識，列式并化簡(jiǎn)，得出前后總的機械能相等的關(guān)系式。
小組交流結果后總結：在只有重力做功的物體系統內，動(dòng)能和重力勢能可以互相轉化，而總的`機械能保持不變。同樣可以證明在只有彈力做功的物體系統內，動(dòng)能和彈性勢能可以互相轉化，總的機械能也保持不變。
教師總結得出機械能守恒定律的內容及表達式。
及時(shí)深化：從機械能守恒定律的內容可以總結出機械能守恒的條件，分別從做功角度和能量角度分析：只有重力或彈力做功，其他力不做功或其他力做功的代數和為0;只有動(dòng)能和勢能之間的能量轉化，無(wú)其它形式的能量轉化。
教師帶領(lǐng)學(xué)生完成教材例題，之后分析結論，發(fā)現與已有的認知或生活經(jīng)驗一致。并通過(guò)例題總結出：用機械能守恒定律解題時(shí)，不用考慮兩個(gè)狀態(tài)間過(guò)程的細節，只需要考慮運動(dòng)的初末狀態(tài)即可。并比較與用牛頓運動(dòng)定律解題的簡(jiǎn)潔性。
環(huán)節三：鞏固提升
利用所學(xué)知識思考飛船在橢圓軌道上繞地球運行時(shí)機械能是否守恒?
環(huán)節四：小結作業(yè)
學(xué)生總結本節所學(xué)內容。并完成課后“問(wèn)題與練習”。
四、板書(shū)設計
機械能守恒定律教學(xué)設計2
【目標要求】
一、知識與技能
1．理解實(shí)驗的設計思路，明確實(shí)驗中需要測量的物理量。
2．知道實(shí)驗中選取測量點(diǎn)的有關(guān)要求，會(huì )根據實(shí)驗中打出的紙帶測定物體下落的距離，掌握測量物體運動(dòng)的瞬時(shí)速度的方法。
3．能正確進(jìn)行實(shí)驗操作，能夠根據實(shí)驗數據的分析中得出實(shí)驗結論。
4．能定性地分析產(chǎn)生實(shí)驗誤差的原因，并會(huì )采取相應的措施減小實(shí)驗誤差。
二、過(guò)程與方法
通過(guò)驗證機械能守恒定律，體驗驗證過(guò)程與物理學(xué)的研究方法。
三、情感、態(tài)度與價(jià)值觀(guān)
通過(guò)親自實(shí)踐，培養學(xué)生觀(guān)察和實(shí)踐能力，培養學(xué)生實(shí)事求是的態(tài)度和正確的科學(xué)觀(guān)。
【教學(xué)重難點(diǎn)】
1．驗證機械能守恒定律的`實(shí)驗原理。
2．驗證機械能守恒定律的誤差分析及如何減小實(shí)驗誤差的方法。
【教學(xué)方法】
學(xué)生分組實(shí)驗。
【教學(xué)過(guò)程】
一、導入新課
上節課我們學(xué)習了機械能守恒定律，掌握了機械能守恒定律的條件和公式。這節課我們通過(guò)實(shí)驗來(lái)驗證一下機械能守恒定律。
二、進(jìn)行新課
實(shí)驗目的：通過(guò)研究物體自由下落過(guò)程中動(dòng)能與勢能的變化，驗證機械能守恒定律。
實(shí)驗原理：用天平測出重物的質(zhì)量，紙帶上某兩點(diǎn)的距離等于重物下落的高度，這樣就可以得到重物下落過(guò)程中勢能的變化。重物的速度可以用大家熟悉的方法從紙帶測出（即每計數點(diǎn)的瞬時(shí)速度），這樣就得到它在各點(diǎn)的動(dòng)能。比較重物在某一過(guò)程的初末狀態(tài)動(dòng)能變化與勢能變化的多少，就能驗證機械能是否守恒。
機械能守恒定律教學(xué)設計3
【教學(xué)目標】
一、知識與技能
1．知道什么是機械能，知道物體的動(dòng)能和勢能可以相互轉化；
2．會(huì )正確推導物體在光滑曲面上運動(dòng)過(guò)程中的機械能守恒，理解機械能守恒定律的內容，知道它的含義和適用條件；
3．在具體問(wèn)題中，能判定機械能是否守恒，并能列出機械能守恒的方程式。
二、過(guò)程與方法
1．學(xué)會(huì )在具體的問(wèn)題中判定物體的機械能是否守恒；
2．初步學(xué)會(huì )從能量轉化和守恒的觀(guān)點(diǎn)來(lái)解釋物理現象，分析問(wèn)題。
三、情感、態(tài)度與價(jià)值觀(guān)
通過(guò)能量守恒的教學(xué)，使學(xué)生樹(shù)立科學(xué)觀(guān)點(diǎn)，理解和運用自然規律，并用來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題。
【教學(xué)重點(diǎn)】
1．掌握機械能守恒定律的推導、建立過(guò)程，理解機械能守恒定律的內容；
2．在具體的問(wèn)題中能判定機械能是否守恒，并能列出定律的數學(xué)表達式。
【教學(xué)難點(diǎn)】
1．從能的轉化和功能關(guān)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(guò)程中機械能是否守恒，能正確分析物體系統所具有的機械能，尤其是分析、判斷物體所具有的重力勢能。
【教學(xué)方法】
演繹推導法、分析歸納法、交流討論法。
【教具】
細線(xiàn)、小球、帶標尺的鐵架臺。
【教學(xué)過(guò)程】
一、引入新課
教師活動(dòng)：我們已學(xué)習了重力勢能、彈性勢能、動(dòng)能。這些不同形式的能是可以相互轉化的，那么在相互轉化的過(guò)程中，他們的總量是否發(fā)生變化？這節課我們就來(lái)探究這方面的問(wèn)題。
二、進(jìn)行新課
1．動(dòng)能與勢能的相互轉化
演示實(shí)驗：如圖所示，用細線(xiàn)、小球、帶有標尺的鐵架臺等做實(shí)驗。
把一個(gè)小球用細線(xiàn)懸掛起來(lái)，把小球拉到一定高度的點(diǎn)，然后放開(kāi)，小球在擺動(dòng)過(guò)程中，重力勢能和動(dòng)能相互轉化。我們看到，小球可以擺到跟點(diǎn)等高的點(diǎn)，如圖甲。
如果用尺子在某一點(diǎn)擋住細線(xiàn)，小球雖然不能擺到點(diǎn)，但擺到另一側時(shí)，也能達到跟點(diǎn)相同的高度，如圖乙。
問(wèn)題：這個(gè)小實(shí)驗中，小球的受力情況如何？各個(gè)力的做功情況如何？這個(gè)小實(shí)驗說(shuō)明了什么？
學(xué)生：觀(guān)察演示實(shí)驗，思考問(wèn)題，選出代表發(fā)表見(jiàn)解。
小球在擺動(dòng)過(guò)程中受重力和繩的拉力作用。拉力和速度方向總垂直，對小球不做功；只有重力對小球能做功。
實(shí)驗結論：小球在擺動(dòng)過(guò)程中重力勢能和動(dòng)能在不斷轉化。在擺動(dòng)過(guò)程中，小球總能回到原來(lái)的高度�？梢�(jiàn)，重力勢能和動(dòng)能的總和，即機械能應該保持不變。
教師：通過(guò)上述分析，我們得到動(dòng)能和勢能之間可以相互轉化，那么在動(dòng)能和勢能的轉化過(guò)程中，動(dòng)能和勢能的和是否真的保持不變？下面我們就來(lái)定量討論這個(gè)問(wèn)題。
2．機械能守恒定律
物體沿光滑曲面滑下，只有重力對物體做功。用我們學(xué)過(guò)的動(dòng)能定理以及重力的功和重力勢能的關(guān)系，推導出物體在處的機械能和處的機械能相等。
教師：為學(xué)生創(chuàng )設問(wèn)題情境，引導學(xué)生運用所學(xué)知識獨立推導出機械能守恒定律。讓學(xué)生親歷知識的獲得過(guò)程。
學(xué)生：獨立推導。
教師：巡視指導，及時(shí)解決學(xué)生可能遇到的困難。
推導的結果為：，
即 。
可見(jiàn)：在只有重力做功的物體系統內，動(dòng)能和重力勢能可以相互轉化，而總的機械能保持不變。
同樣可以證明：在只有彈力做功的物體系統內，動(dòng)能和彈性勢能可以相互轉化，總的機械能也保持不變。
結論：在只有重力或彈力做功的物體系統內，動(dòng)能和彈性勢能可以相互轉化，總的機械能也保持不變。這就是機械能守恒定律。
3．例題與練習
例題：把一個(gè)小球用細線(xiàn)懸掛起來(lái)，就成為一個(gè)擺，如圖，擺長(cháng)為，最大擺角為，小球運動(dòng)到最低位置時(shí)的速度是多大？
學(xué)生：學(xué)生在實(shí)物投影儀上講解自己的解答，并相互討論；
教師：幫助學(xué)生總結用機械能守恒定律解題的要點(diǎn)、步驟，體會(huì )應用機械能守恒定律解題的優(yōu)越性。
總結：
1．機械能守恒定律不涉及運動(dòng)過(guò)程中的加速度和時(shí)間，用它來(lái)處理問(wèn)題要比牛頓定律方便；
2．用機械能守恒定律解題，必須明確初末狀態(tài)機械能，要分析機械能守恒的條件。
練習一：如圖所示，下列四個(gè)選項的圖中，木塊均在固定的斜面上運動(dòng)，其中圖a、b、c中的斜面是光滑的，圖d中的斜面是粗糙的，圖a、b中的為木塊所受的外力，方向如圖中箭頭所示，圖a、b、d中的木塊向下運動(dòng)，圖c中的木塊向上運動(dòng)。在這四個(gè)圖所示的運動(dòng)過(guò)程中機械能守恒的是（ ）
解析：機械能守恒的條件是：物體只受重力或彈力的作用，或者還受其它力作用，但其它力不做功，那么在動(dòng)能和勢能的相互轉化過(guò)程中，物體的.機械能守恒。依照此條件分析，abd三項均錯。答案：c。
練習二：長(cháng)為l的均勻鏈條，放在光滑的水平桌面上，且使其長(cháng)度的1/4垂在桌邊，如圖所示，松手后鏈條從靜止開(kāi)始沿桌邊下滑，則鏈條滑至剛剛離開(kāi)桌邊時(shí)的速度大小為多大？
解析：鏈條下滑時(shí)，因桌面光滑，沒(méi)有摩擦力做功。整根鏈條總的機械能守恒，可用機械能守恒定律求解。設整根鏈條質(zhì)量為，則單位長(cháng)度質(zhì)量（質(zhì)量線(xiàn)密度）為，設桌面重力勢能為零，由機械能守恒定律得：
解得
4．課下作業(yè)：完成 25“問(wèn)題與練習”中4．5題。
5．教學(xué)體會(huì )
機械能守恒定律是能量守恒定律的一個(gè)特例，要使學(xué)生對定律的得出、含義、適用條件有一個(gè)明確的認識，這是能夠用該定律解決力學(xué)問(wèn)題的基礎。
本節知識點(diǎn)包括：機械能守恒定律的推導；機械能守恒定律的含義和適用條件。
機械能守恒定律是本章教學(xué)的重點(diǎn)內容，本節教學(xué)的重點(diǎn)是使學(xué)生掌握物體系統機械能守恒的條件；能夠正確分析物體系統所具有的機械能；
分析物體系統所具有的機械能，尤其是分析、判斷物體所具有的重力勢能，是本節學(xué)習的難點(diǎn)之一。在教學(xué)中應讓學(xué)生認識到，物體重力勢能大小與所選取的參考平面（零勢面）有關(guān)；而重力勢能的變化量是與所選取的參考平面無(wú)關(guān)的。在討論物體系統的機械能時(shí)，應先確定參考平面。
思維方法是解決問(wèn)題的靈魂，是物理教學(xué)的根本；親自實(shí)踐參與知識的發(fā)現過(guò)程是培養學(xué)生能力的關(guān)鍵，離開(kāi)了思維方法和實(shí)踐活動(dòng)，物理教學(xué)就成了無(wú)源之水、無(wú)本之木。學(xué)生素質(zhì)的培養就成了鏡中花，水中月。
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