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機械能守恒定律教學(xué)設(shè)計
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，教學(xué)設(shè)計要遵循教學(xué)過程的基本規(guī)律，選擇教學(xué)目標，以解決教什么的問題。那么教學(xué)設(shè)計應(yīng)該怎么寫才合適呢？以下是小編收集整理的機械能守恒定律教學(xué)設(shè)計，歡迎大家分享。
機械能守恒定律教學(xué)設(shè)計1
一、教學(xué)目標
【知識與技能】
知道機械能的概念，能夠分析動能和勢能之間的相互轉(zhuǎn)化問題;理解機械能守恒定律的內(nèi)容和適用條件，會判斷機械能是否守恒。
【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(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)度與價值觀】
體會科學(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
【重點】
機械能守恒定律的推導(dǎo)及內(nèi)容。
【難點】
對機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(dāng)鋼球擺回時，觀察該同學(xué)反應(yīng)，并讓學(xué)生分析會不會碰到鼻子，思考原因。由此引入新課《機械能守恒定律》。
環(huán)節(jié)二：新課講授
(一)動能與勢能的相互轉(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能與勢能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化的過程。
教師播放演示實驗：滾擺、單擺、自由落體等實驗。
教師：演示實驗中物體自由下落時，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：物體下落過程中，速度在逐漸增加，說明物體的動能增加了，即物體原來的重力勢能轉(zhuǎn)化成了動能。
教師：那如果物體由于慣性在空中豎直上升時，能量又是怎樣變化的?
學(xué)生：物體原有的動能轉(zhuǎn)化為重力勢能。
教師播放演示實驗：水平彈簧振子在氣墊導(dǎo)軌上振動的實驗。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，動能增加。也就是彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化成了物體的動能。
學(xué)生總結(jié)：不僅重力勢能可以與動能相互轉(zhuǎn)化，彈性勢能也可以與動能相互轉(zhuǎn)化。
教師補充：從上面的例子可以發(fā)現(xiàn)：通過重力或彈力做功，機械能可以從一種形式轉(zhuǎn)化成另外一種形式。
(二)機械能守恒定律
教師提問：物體動能和勢能的相互轉(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)過的動能定理和重力勢能的的相關(guān)知識，列式并化簡，得出前后總的機械能相等的關(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)，動能和重力勢能可以互相轉(zhuǎn)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(tǒng)內(nèi)，動能和彈性勢能可以互相轉(zhuǎn)化，總的機械能也保持不變。
教師總結(jié)得出機械能守恒定律的內(nèi)容及表達式。
及時深化：從機械能守恒定律的內(nèi)容可以總結(jié)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(shù)和為0;只有動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)與已有的認知或生活經(jīng)驗一致。并通過例題總結(jié)出：用機械能守恒定律解題時，不用考慮兩個狀態(tài)間過程的細節(jié)，只需要考慮運動的初末狀態(tài)即可。并比較與用牛頓運動定律解題的簡潔性。
環(huán)節(jié)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機械能是否守恒?
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
機械能守恒定律教學(xué)設(shè)計2
【目標要求】
一、知識與技能
1．理解實驗的設(shè)計思路，明確實驗中需要測量的物理量。
2．知道實驗中選取測量點的有關(guān)要求，會根據(jù)實驗中打出的紙帶測定物體下落的距離，掌握測量物體運動的瞬時速度的方法。
3．能正確進行實驗操作，能夠根據(jù)實驗數(shù)據(jù)的分析中得出實驗結(jié)論。
4．能定性地分析產(chǎn)生實驗誤差的原因，并會采取相應(yīng)的措施減小實驗誤差。
二、過程與方法
通過驗證機械能守恒定律，體驗驗證過程與物理學(xué)的研究方法。
三、情感、態(tài)度與價值觀
通過親自實踐，培養(yǎng)學(xué)生觀察和實踐能力，培養(yǎng)學(xué)生實事求是的態(tài)度和正確的科學(xué)觀。
【教學(xué)重難點】
1．驗證機械能守恒定律的`實驗原理。
2．驗證機械能守恒定律的誤差分析及如何減小實驗誤差的方法。
【教學(xué)方法】
學(xué)生分組實驗。
【教學(xué)過程】
一、導(dǎo)入新課
上節(jié)課我們學(xué)習(xí)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(jié)課我們通過實驗來驗證一下機械能守恒定律。
二、進行新課
實驗?zāi)康模和ㄟ^研究物體自由下落過程中動能與勢能的變化，驗證機械能守恒定律。
實驗原理：用天平測出重物的質(zhì)量，紙帶上某兩點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（即每計數(shù)點的瞬時速度），這樣就得到它在各點的動能。比較重物在某一過程的初末狀態(tài)動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(shè)計3
【教學(xué)目標】
一、知識與技能
1．知道什么是機械能，知道物體的動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化；
2．會正確推導(dǎo)物體在光滑曲面上運動過程中的機械能守恒，理解機械能守恒定律的內(nèi)容，知道它的含義和適用條件；
3．在具體問題中，能判定機械能是否守恒，并能列出機械能守恒的方程式。
二、過程與方法
1．學(xué)會在具體的問題中判定物體的機械能是否守恒；
2．初步學(xué)會從能量轉(zhuǎn)化和守恒的觀點來解釋物理現(xiàn)象，分析問題。
三、情感、態(tài)度與價值觀
通過能量守恒的教學(xué)，使學(xué)生樹立科學(xué)觀點，理解和運用自然規(guī)律，并用來解決實際問題。
【教學(xué)重點】
1．掌握機械能守恒定律的推導(dǎo)、建立過程，理解機械能守恒定律的內(nèi)容；
2．在具體的問題中能判定機械能是否守恒，并能列出定律的數(shù)學(xué)表達式。
【教學(xué)難點】
1．從能的轉(zhuǎn)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)歷的過程中機械能是否守恒，能正確分析物體系統(tǒng)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(dǎo)法、分析歸納法、交流討論法。
【教具】
細線、小球、帶標尺的鐵架臺。
【教學(xué)過程】
一、引入新課
教師活動：我們已學(xué)習(xí)了重力勢能、彈性勢能、動能。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、進行新課
1．動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化
演示實驗：如圖所示，用細線、小球、帶有標尺的鐵架臺等做實驗。
把一個小球用細線懸掛起來，把小球拉到一定高度的點，然后放開，小球在擺動過程中，重力勢能和動能相互轉(zhuǎn)化。我們看到，小球可以擺到跟點等高的點，如圖甲。
如果用尺子在某一點擋住細線，小球雖然不能擺到點，但擺到另一側(cè)時，也能達到跟點相同的高度，如圖乙。
問題：這個小實驗中，小球的受力情況如何？各個力的做功情況如何？這個小實驗說明了什么？
學(xué)生：觀察演示實驗，思考問題，選出代表發(fā)表見解。
小球在擺動過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。
實驗結(jié)論：小球在擺動過程中重力勢能和動能在不斷轉(zhuǎn)化。在擺動過程中，小球總能回到原來的高度�？梢�，重力勢能和動能的總和，即機械能應(yīng)該保持不變。
教師：通過上述分析，我們得到動能和勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化，那么在動能和勢能的轉(zhuǎn)化過程中，動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問題。
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)過的動能定理以及重力的功和重力勢能的關(guān)系，推導(dǎo)出物體在處的機械能和處的機械能相等。
教師：為學(xué)生創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生運用所學(xué)知識獨立推導(dǎo)出機械能守恒定律。讓學(xué)生親歷知識的獲得過程。
學(xué)生：獨立推導(dǎo)。
教師：巡視指導(dǎo)，及時解決學(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)，動能和重力勢能可以相互轉(zhuǎn)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(tǒng)內(nèi)，動能和彈性勢能可以相互轉(zhuǎn)化，總的機械能也保持不變。
結(jié)論：在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能和彈性勢能可以相互轉(zhuǎn)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(xí)
例題：把一個小球用細線懸掛起來，就成為一個擺，如圖，擺長為，最大擺角為，小球運動到最低位置時的速度是多大？
學(xué)生：學(xué)生在實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)用機械能守恒定律解題的要點、步驟，體會應(yīng)用機械能守恒定律解題的優(yōu)越性。
總結(jié)：
1．機械能守恒定律不涉及運動過程中的加速度和時間，用它來處理問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(xí)一：如圖所示，下列四個選項的圖中，木塊均在固定的斜面上運動，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，圖c中的木塊向上運動。在這四個圖所示的運動過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，那么在動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化過程中，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(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的速度大小為多大？
解析：鏈條下滑時，因桌面光滑，沒有摩擦力做功。整根鏈條總的機械能守恒，可用機械能守恒定律求解。設(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
機械能守恒定律是能量守恒定律的一個特例，要使學(xué)生對定律的得出、含義、適用條件有一個明確的認識，這是能夠用該定律解決力學(xué)問題的基礎(chǔ)。
本節(jié)知識點包括：機械能守恒定律的推導(dǎo)；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)的重點內(nèi)容，本節(jié)教學(xué)的重點是使學(xué)生掌握物體系統(tǒng)機械能守恒的條件；能夠正確分析物體系統(tǒng)所具有的機械能；
分析物體系統(tǒng)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(jié)學(xué)習(xí)的難點之一。在教學(xué)中應(yīng)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關(guān)的。在討論物體系統(tǒng)的機械能時，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；親自實踐參與知識的發(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踐活動，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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