教師招聘《機械能守恒定律》教學設(shè)計

http://hainan.hteacher.net 2023-01-30 11:50 海南教師招聘 [您的教師考試網(wǎng)]

一、教學目標

【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】

學習從物理現(xiàn)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(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】

體會科學探究中的守恒思想，養(yǎng)成探究自然規(guī)律的科學態(tài)度，提高科學素養(yǎng)。

二、教學重難點

【重點】

機械能守恒定律的推導及內(nèi)容。

【難點】

對機械能守恒定律條件的理解。

三、教學過程

環(huán)節(jié)一：導入新課

教師先找一名學生配合完成小實驗：把鋼球用細繩懸起，請一同學靠近，將鋼球偏至這位同學鼻尖處釋放，當鋼球擺回時，觀察該同學反應(yīng)，并讓學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，學生聯(lián)系之前學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

利用所學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)

學生總結(jié)本節(jié)所學內(nèi)容。并完成課后“問題與練習”。

四、板書設(shè)計