機(jī)械能守恒定律(第一課時(shí))-wenkub
2023-07-11 02:35:33 本頁面
【正文】 呢？生：因?yàn)樽杂陕潴w運(yùn)動(dòng)只受重力作用。師：如果機(jī)械能保持不變的話，鐵球從靜止開始從這一高度擺動(dòng)，那么再次回到這個(gè)位置它的高度會(huì)變嗎？生：不會(huì)變。師：也就是小球在擺動(dòng)過程中動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化。本節(jié)課根據(jù)機(jī)械能守恒定律本身的特點(diǎn)，在考慮學(xué)生學(xué)習(xí)過程中可能出現(xiàn)的困難的基礎(chǔ)上，采用了充分體驗(yàn)、感知的教學(xué)策略，理順知識(shí)邏輯關(guān)系，為學(xué)生的學(xué)習(xí)鋪設(shè)臺(tái)階，使學(xué)生收獲的不僅僅是理解機(jī)械能守恒定律，更主要的是學(xué)生充分體驗(yàn)感受到了物理學(xué)科思想，促進(jìn)了學(xué)生的思維發(fā)展。第二環(huán)節(jié)：通過理論探究和實(shí)驗(yàn)探究建立機(jī)械能守恒定律。這一節(jié)的內(nèi)容與本章的各節(jié)內(nèi)容有緊密的邏輯關(guān)系，是全章知識(shí)鏈中重要的一環(huán)，它的探究建立在前面所學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上。2．過程與方法（1）在機(jī)械能守恒定律條件的探究中，經(jīng)歷在不同的現(xiàn)象中尋找共性，體會(huì)歸納的研究方法。在整堂課中，讓學(xué)生充分體驗(yàn)領(lǐng)悟物理學(xué)科思想和研究方法。我們使用的教材是由上?？茖W(xué)技術(shù)出版社出版的高中物理試用本。本節(jié)課是高中一年級(jí)第五章“機(jī)械能”中的最后一節(jié)“機(jī)械能守恒定律”。二、教學(xué)目標(biāo)1．知識(shí)與技能（1）知道物體在運(yùn)動(dòng)中動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化。（2）在機(jī)械能守恒定律的探究中，感受用科學(xué)探究的方法來研究物理問題和探索物理規(guī)律，領(lǐng)悟物理學(xué)科思想和探究物理規(guī)律的科學(xué)方法。由于機(jī)械能守恒定律有較強(qiáng)的適用條件，因而在學(xué)生學(xué)習(xí)的過程中比較難于理解。這一環(huán)節(jié)是教學(xué)的重點(diǎn)，我設(shè)置了6個(gè)學(xué)生活動(dòng)。教學(xué)流程圖活動(dòng)5：DIS學(xué)生實(shí)驗(yàn)，尋找機(jī)械能接近守恒的原因情景1：觀察鐵球擺動(dòng)，引導(dǎo)提問活動(dòng)1：猜測結(jié)論，演示鐵球碰鼻實(shí)驗(yàn)，引入新課活動(dòng)2：計(jì)算并尋找自由落體運(yùn)動(dòng)中機(jī)械能的變化規(guī)律活動(dòng)3：用演繹方法證明物體沿光滑斜面下滑過程中機(jī)械能守恒活動(dòng)4：分析歸納機(jī)械能守恒定律的條件活動(dòng)6：PASCO演示實(shí)驗(yàn)，討論機(jī)械能減少的原因活動(dòng)7：進(jìn)一步推斷機(jī)械能守恒定律活動(dòng)8：解釋鐵球碰鼻實(shí)驗(yàn)五、學(xué)習(xí)資源和器材的準(zhǔn)備學(xué)生實(shí)驗(yàn)：機(jī)械能守恒實(shí)驗(yàn)器、DIS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)（光電門傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)） 演示實(shí)驗(yàn)：碰鼻實(shí)驗(yàn)（大鐵球，繩子）、PASCO實(shí)驗(yàn)（數(shù)據(jù)采集器、運(yùn)動(dòng)傳感器、力學(xué)軌道、小車、鐵架臺(tái)等）多媒體課件六、教學(xué)過程教學(xué)過程點(diǎn)評(píng)(一) 創(chuàng)設(shè)情景 引入新課師：前幾節(jié)課學(xué)習(xí)了“能”，我們一起來觀察鐵球現(xiàn)在具有什么能？生：勢(shì)能。同學(xué)們是否能根據(jù)鐵球運(yùn)動(dòng)過程中能的變化來提出一個(gè)研究的問題呢？同學(xué)們討論一下。師：下面我們就請(qǐng)一位同學(xué)上來試試看，讓鐵球從他鼻子處靜止釋放，當(dāng)鐵球再一次擺回來時(shí)，會(huì)不會(huì)碰到這位同學(xué)的鼻子呢？（一學(xué)生上臺(tái)演示）生：鐵球沒有碰到鼻子。（二）探究動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化中，機(jī)械能是否守恒物體作自由落體運(yùn)動(dòng)師：我們就從自由落體運(yùn)動(dòng)開始探究。V=20米/秒。DEK=DEP還可以進(jìn)一步得到什么結(jié)論呢？生：動(dòng)能勢(shì)能的和保持不變。物體沿光滑斜面下滑師：首先對(duì)研究對(duì)象受力分析，它受到幾個(gè)力的作用？生：重力和彈力。師： 所以物體從A到B運(yùn)動(dòng)的過程中，我們可以列出怎樣的表達(dá)式？生：WG=DEP=mgh1mgh2師：學(xué)習(xí)了動(dòng)能定理后，我們又知道合外力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的變化量，所以我們可以列出怎樣的表達(dá)式？生：W總=WG=DEK= mv22/2 mv12/2。（表格全部顯示）師：現(xiàn)在我們是否可以得出機(jī)械能守恒的條件來呢，請(qǐng)同學(xué)來敘述一下。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的研究對(duì)象就是擺錘，擺錘被磁鐵夾吸住了，當(dāng)釋放磁鐵夾，擺錘做曲線運(yùn)動(dòng)。系統(tǒng)默認(rèn)A點(diǎn)的速度為0，A點(diǎn)的動(dòng)能為零，也就表示擺錘從A點(diǎn)靜止釋放，現(xiàn)在我們只要測出BCD三點(diǎn)的速度，那它對(duì)應(yīng)的動(dòng)能就能求出，機(jī)械能也能求出了。（一學(xué)生上講臺(tái)示范）師：首先確定擺錘的初始位置A——將測平器與標(biāo)尺盤橫線對(duì)齊，將測平器尖端與擺錘的中線位置相對(duì)。釋放擺錘，擺錘通過D點(diǎn)的速度就能測出。（電腦廣播系統(tǒng)向全班展示各小組得出的數(shù)據(jù)）師：通過實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)我們可以得出什么結(jié)論呢？生：擺錘從A點(diǎn)向D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)中，勢(shì)能減少，動(dòng)能增加，機(jī)械能減少。師： 是不是正如同學(xué)們所想的有阻力，機(jī)械能就不守恒了呢？這個(gè)實(shí)驗(yàn)中擺球所受的空氣阻力很小，如果我們將阻力作用放大一點(diǎn)，機(jī)械能是否就減少得多一點(diǎn)呢？ PASC0實(shí)驗(yàn)：小車沿粗糙斜面下滑的過程師：請(qǐng)大家看這個(gè)裝置。請(qǐng)一位同學(xué)幫我一起完成實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)其他同學(xué)觀察屏幕上的圖線。為什么機(jī)械能減少呢？生：小車在下滑過程中受重力、彈力、摩擦力的作用。我們將這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)也在表格中羅列出來。師：機(jī)械能守恒是一個(gè)理想化的情況，在實(shí)際的運(yùn)動(dòng)中，物體總會(huì)受到阻力的作用，機(jī)械能會(huì)有損失，但如果阻力足夠小，我們可以忽略阻力的作用，認(rèn)為機(jī)械能是守恒的。作業(yè)布置（略）七、教學(xué)反思本堂課是我參加張主方、張大同兩位導(dǎo)師主持的上海市名師后備物理基地的一節(jié)研究課。在前一堂試講課中，我按照慣常的數(shù)據(jù)處理方式，以“在誤差允許的范圍內(nèi)……”得到機(jī)械能守恒定律，但這樣的處理方式有些牽強(qiáng)，學(xué)生感覺測出的機(jī)械能不相等，老師卻說機(jī)械能是守恒的，不利于學(xué)生對(duì)機(jī)械能守恒定律實(shí)質(zhì)性的理解。于是在課中我向?qū)W生簡單地介紹了PASCO實(shí)驗(yàn)的原理，并做了演示實(shí)驗(yàn)：在光滑的力學(xué)軌道上鋪一塊絲絨布形成粗糙斜面后，讓小車從斜面下滑，此時(shí)能觀察到的圖像是動(dòng)能減少，勢(shì)能增加，但機(jī)械能卻明顯減少了。本節(jié)課從動(dòng)能、勢(shì)能的復(fù)習(xí)引出動(dòng)能勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，通過碰鼻小實(shí)驗(yàn)猜測機(jī)械能是否守恒，再通過機(jī)械能守恒定律的理論探究和實(shí)驗(yàn)探究，逐次開展。八、案后語NABCGF本節(jié)課研究了在只有重力做功的情況下，物體動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，而機(jī)械能總量保持不變，沒有進(jìn)一步涉及到只有彈力做功時(shí)，機(jī)械能是否守恒的問題。由同學(xué)討論振動(dòng)過程的能量轉(zhuǎn)化和實(shí)驗(yàn)結(jié)論，結(jié)合前幾節(jié)已經(jīng)探究過的彈力做功與彈性勢(shì)能的關(guān)系，類比重力做功，進(jìn)行分析。條件：系統(tǒng)內(nèi)只有重力（或彈力）做功。教學(xué)案例片
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