- 機(jī)械能守恒定律教學(xué)設(shè)計(jì) 推薦度：
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機(jī)械能守恒定律
一、知識儲備閱讀書上p75-76，完成自主學(xué)習(xí)
二、問題探究
1.實(shí)驗(yàn)探究：觀察鐵球和乒乓球擺動過程中特點(diǎn)。
理論探究：
探究一。把一個質(zhì)量為m的物體從高h(yuǎn)1的地方沿某方向以速度v1拋出，落到距離地面高h(yuǎn)2的地方速度為v2。大家試用動能定理找出在拋出點(diǎn)和落地點(diǎn)的機(jī)械能各有多少？它們大小有什么關(guān)系？（不計(jì)空氣阻力）
探究二。物體沿著光滑曲面從A滑到B點(diǎn)，已知在A點(diǎn)時的速度為v1 到地面的高度為h1，到達(dá)B時點(diǎn)的速度變?yōu)関2此時的高度為h2，小球的質(zhì)量為m。大家能否找到小球在AB兩點(diǎn)的機(jī)械能總量的關(guān)系？結(jié)論：在只有重力做功時，重力勢能和動能相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能總量保持不變。
2.實(shí)驗(yàn)探究：氣墊導(dǎo)軌上在彈簧作用下的滑塊運(yùn)動有何特點(diǎn)？
結(jié)論：在只有彈力做功時，彈性勢能和動能相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能總量保持不變。
三、機(jī)械能守恒定律
1.內(nèi)容：在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能與勢能可以互相轉(zhuǎn)化，而機(jī)械能總量保持不變。
2.條件：只有重力或彈力做功，判斷問題中機(jī)械能是否守恒，跳傘運(yùn)動員在離開飛機(jī)后的開始一段時間內(nèi)降落傘沒有打開，本文由論文聯(lián)盟http://www.LWlM.cOM收集整理將自由下落，此時機(jī)械能守恒嗎？當(dāng)跳傘運(yùn)動員降落過程中打開降落傘勻速下落的過程中機(jī)械能總量是否保持不變？
某些汽車或列車站的站臺都設(shè)計(jì)有一個小的坡度。這是為什么？進(jìn)站前關(guān)閉發(fā)動機(jī)，機(jī)車憑慣性上坡，動能變成勢能儲存起來，出站時下坡，勢能變成動能，節(jié)省了能源。潮汐能是怎樣用來發(fā)電的？
利用潮汐漲落時海水水位的升降引起的海水勢能的變化，使海水通過水輪機(jī)時推動水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。
總結(jié)機(jī)械能守恒定律的優(yōu)點(diǎn)：應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題，只需考慮運(yùn)動過程的初、末狀態(tài)，不必考慮兩個狀態(tài)間過程的細(xì)節(jié)。
本節(jié)課的主要核心內(nèi)容為學(xué)習(xí)機(jī)械能守恒定律的規(guī)律和條件并應(yīng)用規(guī)律來解決分析一些實(shí)際存在的問題。主要時通過引用以前學(xué)習(xí)過的能量的知識通過各種學(xué)生的自主實(shí)驗(yàn)教師的展示實(shí)驗(yàn)自主分析得出機(jī)械能守恒定律存在的條件，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)的知識分析加工組織實(shí)驗(yàn)探究并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想這一研究物理問題的一般性過程的能力，真正體現(xiàn)物理是一門實(shí)驗(yàn)為主結(jié)合理論解決生活中的問題和現(xiàn)象的學(xué)科。具體的教學(xué)過程如下：
第一張學(xué)生互動實(shí)驗(yàn)：由一個擺動的鉛球從學(xué)生的鼻子從靜止開始下擺，觀察擺動過程是否會擺回來再次碰到學(xué)生的鼻子。注意這一過程中調(diào)學(xué)生的興趣和吸引學(xué)生的注意力，引導(dǎo)學(xué)生思考擺回來后不會碰到鼻子的原因，引入守恒量的一種思想。
第二張學(xué)生自主看書學(xué)習(xí)：這一過程中學(xué)生完成學(xué)案上的類容，最后抽取學(xué)生的結(jié)果展示。明確幾個物理概念
第三張實(shí)驗(yàn)探究過程：以擺球?qū)嶒?yàn)為原型，深入探究擺球擺動過程各個物理量的變化。從鐵球的擺動 和乒乓球的擺動高度變進(jìn)行對比，讓學(xué)生自主分組完成實(shí)驗(yàn)并填寫相應(yīng)的對比表格。注意過程注重學(xué)生的自主操作，；老師在這一過程對各個小組的實(shí)驗(yàn)情況進(jìn)行指導(dǎo)，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的原因及各個物理量的變化進(jìn)行思考，以及發(fā)生這一變化的標(biāo)志是什么。最后選取一組的結(jié)果展示，由一個學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的闡述。這一階段主要學(xué)生自助完成，培養(yǎng)學(xué)生自行研究生活中各種物理現(xiàn)象的產(chǎn)生的內(nèi)在原因。
第四張分組進(jìn)行理論研究：把全班的學(xué)生分為兩組，提出兩個實(shí)驗(yàn)情景，提示學(xué)生通過學(xué)習(xí)過的知識對實(shí)驗(yàn)情景進(jìn)行數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo)得出存在守恒的條件。得出存在不變量的條件，最后由兩個學(xué)生在黑板上展示自己的推導(dǎo)結(jié)果。由于在理論推導(dǎo)過程中學(xué)生可能存在知識上的困難，老是要注意觀察學(xué)生的問題對學(xué)生進(jìn)行輔導(dǎo)提示。
第五張擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)：這一階段由老師從概念出發(fā)類比提出當(dāng)存在彈性勢能變化時存在守恒的條件是否與剛才的結(jié)論有共同點(diǎn)。進(jìn)而通過氣墊導(dǎo)軌上彈簧拖動滑塊的實(shí)驗(yàn)來證明剛才的實(shí)驗(yàn)猜想是否正確。注意由于是一個教師的展示實(shí)驗(yàn)必須盡量的讓更多的學(xué)生觀察到本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
第六張得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論：由學(xué)生來總結(jié)出機(jī)械能守恒定律。這一過程特別提醒存在這一守恒的條件。
第七張理論應(yīng)用推廣：通過幾個生活中的現(xiàn)象運(yùn)用機(jī)械能守恒的知識進(jìn)行判斷這一現(xiàn)象是否存在機(jī)械能守恒，或者運(yùn)用機(jī)械能守恒定律的類容分析這些現(xiàn)象存在的原因是什么。對每個問題由學(xué)生相互討論思考得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論并在全班展示自己的學(xué)習(xí)成果。最后由機(jī)械能守恒定律出發(fā)推過出自然界中存在著廣泛的守恒量，為學(xué)生指引出一個更加廣闊的知識空間。
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