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機(jī)械能守恒定律教學(xué)設(shè)計(jì)
作為一位不辭辛勞的人民教師，就有可能用到教學(xué)設(shè)計(jì)，教學(xué)設(shè)計(jì)要遵循教學(xué)過程的基本規(guī)律，選擇教學(xué)目標(biāo)，以解決教什么的問題。那么教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)該怎么寫才合適呢？以下是小編收集整理的機(jī)械能守恒定律教學(xué)設(shè)計(jì)，歡迎大家分享。
機(jī)械能守恒定律教學(xué)設(shè)計(jì)1
一、教學(xué)目標(biāo)
【知識(shí)與技能】
知道機(jī)械能的概念，能夠分析動(dòng)能和勢能之間的相互轉(zhuǎn)化問題;理解機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容和適用條件，會(huì)判斷機(jī)械能是否守恒。
【過程與方法】
學(xué)習(xí)從物理現(xiàn)象分析、推導(dǎo)機(jī)械能守恒定律及適用條件的研究方法，初步掌握運(yùn)用能量轉(zhuǎn)化和守恒來解釋物理現(xiàn)象及分析問題的方法。
【情感態(tài)度與價(jià)值觀】
體會(huì)科學(xué)探究中的守恒思想，養(yǎng)成探究自然規(guī)律的科學(xué)態(tài)度，提高科學(xué)素養(yǎng)。
二、教學(xué)重難點(diǎn)
【重點(diǎn)】
機(jī)械能守恒定律的推導(dǎo)及內(nèi)容。
【難點(diǎn)】
對(duì)機(jī)械能守恒定律條件的理解。
三、教學(xué)過程
環(huán)節(jié)一：導(dǎo)入新課
教師先找一名學(xué)生配合完成小實(shí)驗(yàn)：把鋼球用細(xì)繩懸起，請(qǐng)一同學(xué)靠近，將鋼球偏至這位同學(xué)鼻尖處釋放，當(dāng)鋼球擺回時(shí)，觀察該同學(xué)反應(yīng)，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(jī)械能守恒定律》。
環(huán)節(jié)二：新課講授
(一)動(dòng)能與勢能的相互轉(zhuǎn)化
教師播放視頻：蕩秋千、過山車、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(zhuǎn)化的過程。
教師播放演示實(shí)驗(yàn)：滾擺、單擺、自由落體等實(shí)驗(yàn)。
教師：演示實(shí)驗(yàn)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?yàn)橹亓?duì)物體做正功。
思考：減少的重力勢能去哪了?
學(xué)生：物體下落過程中，速度在逐漸增加，說明物體的動(dòng)能增加了，即物體原來的重力勢能轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化為重力勢能。
教師播放演示實(shí)驗(yàn)：水平彈簧振子在氣墊導(dǎo)軌上振動(dòng)的實(shí)驗(yàn)。感受彈力做功引起彈性勢能的變化。
教師舉例說明：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(zhuǎn)化成了物體的動(dòng)能。
學(xué)生總結(jié)：不僅重力勢能可以與動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化，彈性勢能也可以與動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化。
教師補(bǔ)充：從上面的例子可以發(fā)現(xiàn)：通過重力或彈力做功，機(jī)械能可以從一種形式轉(zhuǎn)化成另外一種形式。
(二)機(jī)械能守恒定律
教師提問：物體動(dòng)能和勢能的相互轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化為例，研究這一問題。
結(jié)合教材給出題目，學(xué)生聯(lián)系之前學(xué)過的動(dòng)能定理和重力勢能的的相關(guān)知識(shí)，列式并化簡，得出前后總的機(jī)械能相等的關(guān)系式。
小組交流結(jié)果后總結(jié)：在只有重力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能和重力勢能可以互相轉(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(dòng)能和彈性勢能可以互相轉(zhuǎn)化，總的機(jī)械能也保持不變。
教師總結(jié)得出機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容及表達(dá)式。
及時(shí)深化：從機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容可以總結(jié)出機(jī)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(shù)和為0;只有動(dòng)能和勢能之間的能量轉(zhuǎn)化，無其它形式的能量轉(zhuǎn)化。
教師帶領(lǐng)學(xué)生完成教材例題，之后分析結(jié)論，發(fā)現(xiàn)與已有的認(rèn)知或生活經(jīng)驗(yàn)一致。并通過例題總結(jié)出：用機(jī)械能守恒定律解題時(shí)，不用考慮兩個(gè)狀態(tài)間過程的細(xì)節(jié)，只需要考慮運(yùn)動(dòng)的初末狀態(tài)即可。并比較與用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解題的簡潔性。
環(huán)節(jié)三：鞏固提升
利用所學(xué)知識(shí)思考飛船在橢圓軌道上繞地球運(yùn)行時(shí)機(jī)械能是否守恒?
環(huán)節(jié)四：小結(jié)作業(yè)
學(xué)生總結(jié)本節(jié)所學(xué)內(nèi)容。并完成課后“問題與練習(xí)”。
四、板書設(shè)計(jì)
機(jī)械能守恒定律教學(xué)設(shè)計(jì)2
【目標(biāo)要求】
一、知識(shí)與技能
1．理解實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路，明確實(shí)驗(yàn)中需要測量的物理量。
2．知道實(shí)驗(yàn)中選取測量點(diǎn)的有關(guān)要求，會(huì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)中打出的紙帶測定物體下落的距離，掌握測量物體運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度的方法。
3．能正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析中得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
4．能定性地分析產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)誤差的原因，并會(huì)采取相應(yīng)的措施減小實(shí)驗(yàn)誤差。
二、過程與方法
通過驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，體驗(yàn)驗(yàn)證過程與物理學(xué)的研究方法。
三、情感、態(tài)度與價(jià)值觀
通過親自實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生觀察和實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的態(tài)度和正確的科學(xué)觀。
【教學(xué)重難點(diǎn)】
1．驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的`實(shí)驗(yàn)原理。
2．驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的誤差分析及如何減小實(shí)驗(yàn)誤差的方法。
【教學(xué)方法】
學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)。
【教學(xué)過程】
一、導(dǎo)入新課
上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了機(jī)械能守恒定律，掌握了機(jī)械能守恒定律的條件和公式。這節(jié)課我們通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證一下機(jī)械能守恒定律。
二、進(jìn)行新課
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^研究物體自由下落過程中動(dòng)能與勢能的變化，驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。
實(shí)驗(yàn)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(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度），這樣就得到它在各點(diǎn)的動(dòng)能。比較重物在某一過程的初末狀態(tài)動(dòng)能變化與勢能變化的多少，就能驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒。
機(jī)械能守恒定律教學(xué)設(shè)計(jì)3
【教學(xué)目標(biāo)】
一、知識(shí)與技能
1．知道什么是機(jī)械能，知道物體的動(dòng)能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化；
2．會(huì)正確推導(dǎo)物體在光滑曲面上運(yùn)動(dòng)過程中的機(jī)械能守恒，理解機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容，知道它的含義和適用條件；
3．在具體問題中，能判定機(jī)械能是否守恒，并能列出機(jī)械能守恒的方程式。
二、過程與方法
1．學(xué)會(huì)在具體的問題中判定物體的機(jī)械能是否守恒；
2．初步學(xué)會(huì)從能量轉(zhuǎn)化和守恒的觀點(diǎn)來解釋物理現(xiàn)象，分析問題。
三、情感、態(tài)度與價(jià)值觀
通過能量守恒的教學(xué)，使學(xué)生樹立科學(xué)觀點(diǎn)，理解和運(yùn)用自然規(guī)律，并用來解決實(shí)際問題。
【教學(xué)重點(diǎn)】
1．掌握機(jī)械能守恒定律的推導(dǎo)、建立過程，理解機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容；
2．在具體的問題中能判定機(jī)械能是否守恒，并能列出定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式。
【教學(xué)難點(diǎn)】
1．從能的轉(zhuǎn)化和功能關(guān)系出發(fā)理解機(jī)械能守恒的條件；
2．能正確判斷研究對(duì)象在所經(jīng)歷的過程中機(jī)械能是否守恒，能正確分析物體系統(tǒng)所具有的機(jī)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(dǎo)法、分析歸納法、交流討論法。
【教具】
細(xì)線、小球、帶標(biāo)尺的鐵架臺(tái)。
【教學(xué)過程】
一、引入新課
教師活動(dòng)：我們已學(xué)習(xí)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(zhuǎn)化的，那么在相互轉(zhuǎn)化的過程中，他們的總量是否發(fā)生變化？這節(jié)課我們就來探究這方面的問題。
二、進(jìn)行新課
1．動(dòng)能與勢能的相互轉(zhuǎn)化
演示實(shí)驗(yàn)：如圖所示，用細(xì)線、小球、帶有標(biāo)尺的鐵架臺(tái)等做實(shí)驗(yàn)。
把一個(gè)小球用細(xì)線懸掛起來，把小球拉到一定高度的點(diǎn)，然后放開，小球在擺動(dòng)過程中，重力勢能和動(dòng)能相互轉(zhuǎn)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(xì)線，小球雖然不能擺到點(diǎn)，但擺到另一側(cè)時(shí)，也能達(dá)到跟點(diǎn)相同的高度，如圖乙。
問題：這個(gè)小實(shí)驗(yàn)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(yàn)說明了什么？
學(xué)生：觀察演示實(shí)驗(yàn)，思考問題，選出代表發(fā)表見解。
小球在擺動(dòng)過程中受重力和繩的拉力作用。拉力和速度方向總垂直，對(duì)小球不做功；只有重力對(duì)小球能做功。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：小球在擺動(dòng)過程中重力勢能和動(dòng)能在不斷轉(zhuǎn)化。在擺動(dòng)過程中，小球總能回到原來的高度�？梢姡亓菽芎蛣�(dòng)能的總和，即機(jī)械能應(yīng)該保持不變。
教師：通過上述分析，我們得到動(dòng)能和勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化，那么在動(dòng)能和勢能的轉(zhuǎn)化過程中，動(dòng)能和勢能的和是否真的保持不變？下面我們就來定量討論這個(gè)問題。
2．機(jī)械能守恒定律
物體沿光滑曲面滑下，只有重力對(duì)物體做功。用我們學(xué)過的動(dòng)能定理以及重力的功和重力勢能的關(guān)系，推導(dǎo)出物體在處的機(jī)械能和處的機(jī)械能相等。
教師：為學(xué)生創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)獨(dú)立推導(dǎo)出機(jī)械能守恒定律。讓學(xué)生親歷知識(shí)的獲得過程。
學(xué)生：獨(dú)立推導(dǎo)。
教師：巡視指導(dǎo)，及時(shí)解決學(xué)生可能遇到的困難。
推導(dǎo)的結(jié)果為：，
即 。
可見：在只有重力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)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(dòng)能和彈性勢能可以相互轉(zhuǎn)化，總的機(jī)械能也保持不變。
結(jié)論：在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能和彈性勢能可以相互轉(zhuǎn)化，總的機(jī)械能也保持不變。這就是機(jī)械能守恒定律。
3．例題與練習(xí)
例題：把一個(gè)小球用細(xì)線懸掛起來，就成為一個(gè)擺，如圖，擺長為，最大擺角為，小球運(yùn)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(jié)用機(jī)械能守恒定律解題的要點(diǎn)、步驟，體會(huì)應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題的優(yōu)越性。
總結(jié)：
1．機(jī)械能守恒定律不涉及運(yùn)動(dòng)過程中的加速度和時(shí)間，用它來處理問題要比牛頓定律方便；
2．用機(jī)械能守恒定律解題，必須明確初末狀態(tài)機(jī)械能，要分析機(jī)械能守恒的條件。
練習(xí)一：如圖所示，下列四個(gè)選項(xiàng)的圖中，木塊均在固定的斜面上運(yùn)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(yùn)動(dòng)，圖c中的木塊向上運(yùn)動(dòng)。在這四個(gè)圖所示的運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒的是（ ）
解析：機(jī)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(zhuǎn)化過程中，物體的.機(jī)械能守恒。依照此條件分析，abd三項(xiàng)均錯(cuò)。答案：c。
練習(xí)二：長為l的均勻鏈條，放在光滑的水平桌面上，且使其長度的1/4垂在桌邊，如圖所示，松手后鏈條從靜止開始沿桌邊下滑，則鏈條滑至剛剛離開桌邊時(shí)的速度大小為多大？
解析：鏈條下滑時(shí)，因桌面光滑，沒有摩擦力做功。整根鏈條總的機(jī)械能守恒，可用機(jī)械能守恒定律求解。設(shè)整根鏈條質(zhì)量為，則單位長度質(zhì)量（質(zhì)量線密度）為，設(shè)桌面重力勢能為零，由機(jī)械能守恒定律得：
解得
4．課下作業(yè)：完成 25“問題與練習(xí)”中4．5題。
5．教學(xué)體會(huì)
機(jī)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(duì)定律的得出、含義、適用條件有一個(gè)明確的認(rèn)識(shí)，這是能夠用該定律解決力學(xué)問題的基礎(chǔ)。
本節(jié)知識(shí)點(diǎn)包括：機(jī)械能守恒定律的推導(dǎo)；機(jī)械能守恒定律的含義和適用條件。
機(jī)械能守恒定律是本章教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容，本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)是使學(xué)生掌握物體系統(tǒng)機(jī)械能守恒的條件；能夠正確分析物體系統(tǒng)所具有的機(jī)械能；
分析物體系統(tǒng)所具有的機(jī)械能，尤其是分析、判斷物體所具有的重力勢能，是本節(jié)學(xué)習(xí)的難點(diǎn)之一。在教學(xué)中應(yīng)讓學(xué)生認(rèn)識(shí)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關(guān)的。在討論物體系統(tǒng)的機(jī)械能時(shí)，應(yīng)先確定參考平面。
思維方法是解決問題的靈魂，是物理教學(xué)的根本；親自實(shí)踐參與知識(shí)的發(fā)現(xiàn)過程是培養(yǎng)學(xué)生能力的關(guān)鍵，離開了思維方法和實(shí)踐活動(dòng)，物理教學(xué)就成了無源之水、無本之木。學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花，水中月。
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