機(jī)械能及其守恒定律教材與教學(xué)設(shè)想

人教社版高中物理必修2第七章《機(jī)械能守恒定律》教材分析鄞州區(qū)教研室何豐明辦公室：88121105一、兩種教材本章內(nèi)容對(duì)比二、新教材《機(jī)械能及其守恒定律》內(nèi)容分析與想法

第七章機(jī)械能守恒定律

1追尋守恒量2功3功率

4重力勢(shì)能5探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式

6實(shí)驗(yàn):探究功與速度變化的關(guān)系

7動(dòng)能和動(dòng)能定理8機(jī)械能守恒定律9實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律10能量守恒定律與能源新教材

第七章機(jī)械能

一、功

二、功率

三、功和能

四、動(dòng)能動(dòng)能定理

五、重力勢(shì)能

六、機(jī)械能守恒定律

七、機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律原教材增加滲透一、兩種教材本章內(nèi)容對(duì)比新舊教材設(shè)計(jì)線索原教材設(shè)計(jì)新教材設(shè)計(jì)以功是能量轉(zhuǎn)化的量度為線索

?教材對(duì)概念和規(guī)律的得出側(cè)重理性分析，與學(xué)生的前認(rèn)知有距離，學(xué)習(xí)要求高。試圖以培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)為線索?教材以生動(dòng)的素材、詳實(shí)的事例和帖近學(xué)生原有認(rèn)知的知識(shí)編排為基礎(chǔ)，增加了感性認(rèn)識(shí)素材，增強(qiáng)了趣味性和靈活性，形式新；?新教材重視對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)思路的引領(lǐng)，注重“研究性、探究性學(xué)習(xí)”，試圖將中學(xué)物理的教學(xué)回歸本性。

第1、2、3節(jié)的圖片第4、5、6節(jié)的圖片第7、8、9、10節(jié)的圖片二、新教材《機(jī)械能守恒定律》內(nèi)容分析與想法1、追尋守恒量因?yàn)槟芰渴且粋€(gè)自然界中十分重要的守恒量。且在物理學(xué)的發(fā)展中，能量并不是由功定義的，能量的概念是人類在“追尋守恒量”的過程中發(fā)展起來的?；谶@樣的認(rèn)識(shí)，新教材中，把守恒思想的提出放到了具體的概念之前。總體：從“追尋能量守恒”到“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”，再到“機(jī)械能守恒”，最后形成“能量守恒定律”，不僅要讓學(xué)生掌握有關(guān)的基本概念和規(guī)律，更要讓學(xué)生體驗(yàn)“一切運(yùn)動(dòng)變化都要滿足一定的守恒定律”的物理思想。

?感覺教材設(shè)計(jì)考慮了教師的教。

?只要學(xué)生能理解，教師的教學(xué)用語一定要用專業(yè)化的物理術(shù)語嗎？

?該部分內(nèi)容的重要性不僅在于將能量提前向?qū)W生滲透，也在于敘述物理知識(shí)過程的“白話”化，這樣的敘述更帖近學(xué)生的認(rèn)知。教材先給出能量、勢(shì)能、動(dòng)能三個(gè)概念，其中對(duì)能量?jī)H給出個(gè)事例然后進(jìn)行推演而得；對(duì)于勢(shì)能則是給出了一個(gè)普遍的定義（相互作用的物體憑借其位置而具有的能量），也為后面的重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能教學(xué)作了鋪陳。?教學(xué)安排上一個(gè)課時(shí)，也可以考慮與第二節(jié)功相連上二課時(shí)。能量、勢(shì)能、動(dòng)能三個(gè)概念學(xué)生在初中就有了初步接觸。想法?可安排些守恒事例。P611、伽利略斜面實(shí)驗(yàn)2、擺動(dòng)3、滾擺4、過山車2、功

?內(nèi)容與原教材的安排基本相同。但更突出力對(duì)物體做功的直觀性，如事例圖有利于促進(jìn)學(xué)生對(duì)功的理解。?同時(shí)對(duì)負(fù)功的物理意義的作了充分說明。?對(duì)總功如何處理教材有文字描述，無表達(dá)式，但在例題中有相應(yīng)的示范。力對(duì)雪橇想法對(duì)于“功”概念的關(guān)鍵是能讓學(xué)生體驗(yàn)到力與位移成一定角度時(shí)，合力與分力等效關(guān)系和合力做功與分力做的功等效關(guān)系有不同？方法一：不足有點(diǎn)特殊，對(duì)合力與分力等效關(guān)系和合力做功與分力做的功等效關(guān)系有不同的體會(huì)，不深刻。力方向Flθ力方向上的位移l

cosθW=FlcosθW=Fcosθ·lFθlFcosθ尋找力方向上的位移力F對(duì)物體做的功可以等效為兩個(gè)分力做功的代數(shù)和了。也有總功的趨型了。FFlθ方法二：從功的定義出發(fā)：即先從力和物體在力方向上發(fā)生的位移著手，然后再轉(zhuǎn)化到常規(guī)的力分解方法。方法三：再與學(xué)生共同商討對(duì)于左邊問題的物體所受重力和彈力做功嗎？造成既成事實(shí)：當(dāng)力與物體的位移垂直時(shí)，該力對(duì)物體不做功。1、先分析簡(jiǎn)單的和特殊的力做功情形2、改變教材中的分析圖情境更改為一般的理想推演情景。

設(shè)想物體先在一個(gè)水平力F（如5N）作用下沿光滑水平面運(yùn)動(dòng)一段位移（如l=1m）；然后設(shè)想物體分別在另外兩個(gè)力F1、F

2（3N、4N）作用下，分別運(yùn)動(dòng)的位移為l1

=0.6m、l2

=

0.8m；F1、F

2互相垂直且與F分別成37?、53?。如圖。俯視圖WF=Fl=5JF1

37?l1WF1=F1l=1.8JF

253?l2WF2=F2l=3.2JF1

37?l1F

253?l2F

l（3）力F對(duì)物體所做的功相當(dāng)于力F1、F

2對(duì)物體所做功的代數(shù)和，而非矢量運(yùn)算。（1）力F與F1、F

2相當(dāng)于合力與分力，運(yùn)算滿足平行四邊行定則；（2）位移l與l1、l2相當(dāng)于合位移與分位移，運(yùn)算滿足平行四邊行定則；Fl3、功率?新教材提出了額定功率與實(shí)際功率的概念,同時(shí)在“說一說”“做一做”板塊中，滲透了瞬時(shí)功率概念。

?與生活中的汽車換檔等問題掛鉤，生活化的程度提高了，也可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

?新教材沒有汽車以恒定功率啟動(dòng)的問題，但有汽車在額定功率下工作的習(xí)題。我們?cè)谔幚頃r(shí)沒必要再去補(bǔ)充大量的這類習(xí)題，以免人為地加重學(xué)生的負(fù)擔(dān)。

但要讓學(xué)生學(xué)會(huì)如何進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，這也是能力要求之一。?對(duì)于課后的“做一做”中的調(diào)查，要充分利用這些數(shù)據(jù)，像其中所敘述的“功率的大小與機(jī)器（或器具）的效能之間的聯(lián)系”等。想法關(guān)于功悉率教學(xué)質(zhì)的引入由于功雨率概念橫在學(xué)生賓頭腦中魔已有一塊定的認(rèn)注知水平滲，因此才，這節(jié)奔課不太另容易引李起學(xué)生鵲的興趣正，認(rèn)為凱高中對(duì)慕這個(gè)概飛念的學(xué)宵習(xí)也不蛾過如此寺，造成攝對(duì)功率彩及相關(guān)喉問題的達(dá)輕視，鞏不能很綠好地去個(gè)思考。磁可以考概慮用實(shí)芝驗(yàn)來引岸入。如：（本實(shí)驗(yàn)棚視頻由鄞鄙州鄞江中谷學(xué)毛寅峰類、沈斌老誼師設(shè)計(jì)拍嚇攝）4、重力娃勢(shì)能?新教材煌較大篇當(dāng)幅且認(rèn)嘉真分析憲了重力蛛做功與鄙路徑是累否有關(guān)稅的問題尿。?重力勢(shì)抵能的得遲出也很投自然，擇不象原點(diǎn)教材那財(cái)么生硬穿。原教材新教材?有了重輩力勢(shì)能召概念后隱，再討鋪論重力番做功與仍重力勢(shì)托能關(guān)系參、重力春勢(shì)能的睬相對(duì)性怎、重力勢(shì)能數(shù)是物體與抬地球所組會(huì)成的系統(tǒng)響所共有，瓶那樣就顯另得自然，受也便于教濟(jì)學(xué)。它隨高度沸的變化而仍變化，與所勢(shì)能的特榨征一致想法關(guān)于重力把做功與路市徑無關(guān)的妥教學(xué)?本節(jié)課很絲式詳細(xì)地去嗚推演重力努做功與路現(xiàn)徑無關(guān)，喪這樣做是鈔想有助于沙學(xué)生形成嚴(yán)肅招認(rèn)真的科曾學(xué)態(tài)度，飲形成他們乎的“科學(xué)品素質(zhì)”。?在討論物竟體沿任意筒路徑運(yùn)動(dòng)罵時(shí)重力做裝功的問題怕時(shí)，又一霸次用到了清極限的思你想。經(jīng)碼過多次港接觸，惕學(xué)生對(duì)絡(luò)這樣的常方法應(yīng)米該比較杜熟悉了鼻，如平均速顆度與瞬撐時(shí)速度虛、平均杜加速度可與瞬時(shí)爛加速度供及后面添要學(xué)到牧的向心加速度萌的推演等渣等。?可以考慮眨讓學(xué)生觀召察并思考雪教材第59頁的三倆個(gè)圖，蜓并讓學(xué)生說說這枝三個(gè)圖中薄所包含的培處理物理愛問題的思錄路與方法發(fā)。?利用課后左的說一說不重溫勢(shì)能逢定義。5、探究彈干性勢(shì)能的間表達(dá)式?不要求學(xué)源生掌握探害究結(jié)論?重力功與遇重力勢(shì)能鴨關(guān)系的延泥伸；動(dòng)能平定理的鋪兆墊?對(duì)“彈壺簧的彈儀性勢(shì)能醫(yī)跟哪些中物理量況有關(guān)”賊進(jìn)行猜越想?“變與不憲變”思想鑰的拓展：哈從速度變梨化遷移到煌力的變化用圖象蔬處理變掏化過程健的累積漸效果：帥由根據(jù)v-t圖象求勻如變速運(yùn)動(dòng)代的位移遷貨移為根據(jù)F-l圖象求變畝力的功（主要是萄方法遷擱移）?經(jīng)歷一次捉理論探究珍過程，根錦據(jù)探究結(jié)尊果來概括慈物理結(jié)論過程與方法本節(jié)課很舒明確地給拌出四個(gè)探且究問題：寫彈性勢(shì)能責(zé)的表達(dá)式掉可能與哪飲幾個(gè)物理賤量有關(guān)？便、彈簧的吸彈性勢(shì)能曠與拉力所棋做的功有燃什么關(guān)系遲？、怎樣這計(jì)算拉力撿所做的功悅？、怎樣諒計(jì)算這個(gè)袋求和式？?既然重力屢勢(shì)能的表步達(dá)式是通姓過重力做貨功的分析捉得來的，寒很自然地疼通過類比灶會(huì)想到通榨過彈力做匆功可以得痛到彈性勢(shì)組能的表達(dá)口式。vt0勻變速S=v捕t2/2力大小均豎勻變化W=？SvtWlF勻速時(shí)

S=vt恒力時(shí)

W=Fl(Fl

同向）類比式餓探究方前法6、實(shí)驗(yàn)：郵探究功與管速度變化潛的關(guān)系?本節(jié)的皺思路是擾第4、5節(jié)的繼散續(xù)。?本節(jié)的脹數(shù)據(jù)處外理遇到旨作擬合隨曲線的至技巧，糠由于事富先不知道功W與速度v的關(guān)系，困需要進(jìn)行癥嘗試。用病軟件（EXC跡EL)進(jìn)行曲監(jiān)線擬合語來年理否會(huì)方便果得多，桂應(yīng)該提乞倡。?不規(guī)定具綿體的實(shí)驗(yàn)批步驟，但于講清思路睡，在操作坊技巧和數(shù)據(jù)觸處理方訂面給出胸提示。段這樣會(huì)碌使學(xué)生溉既有章法可循咽，又有驅(qū)自由創(chuàng)朝作的空木間。?本節(jié)課有咸明確的三相個(gè)板塊：弱探究思路蠅、操作技茫巧和數(shù)據(jù)貞處理。是斜為下一節(jié)伸動(dòng)能定理柜作鋪墊的彈。想法關(guān)于功與艦速度變化度關(guān)系的問白題式探究趴教學(xué)設(shè)計(jì)撓片段橡皮筋對(duì)遲小車在哪令個(gè)階段做僑功？有形變圣到恢復(fù)秘原長(zhǎng)過籌程這個(gè)功能波不能測(cè)量叫？如何測(cè)朗量？因是變稀力不能希直接測(cè)販量，但趟可以換依個(gè)方法變，用多儲(chǔ)條橡皮積筋的方度法，拉貝開距離見相同。小車速飽度如何皮測(cè)量呢醋？小車在運(yùn)吵動(dòng)過程中步有哪些力躺對(duì)它做了冶功呢？1、探究蒸測(cè)速度咬的位置果與方法慈；2、工具用頃打點(diǎn)計(jì)時(shí)防器。要平衡摩掘擦力，使根之等效為卵只有拉力漿對(duì)小車做權(quán)功這種實(shí)驗(yàn)諷方法較為丑粗糙，且礙要求小車擋初速度為殖零？改進(jìn)實(shí)驗(yàn)討方法，用溪?dú)鈮|導(dǎo)軌場(chǎng)。改成探惰究滑塊所剩受重力做籃的功與滑秘塊速度的域關(guān)系。對(duì)所記爸錄的數(shù)姨據(jù)如何渣處理用圖象抗法試探W—v，W—v2，W—v3等可能的關(guān)系在一系博列問題訓(xùn)式探究促和師生戶互動(dòng)中治，體現(xiàn)僻了對(duì)學(xué)厚生處理滑問題過吩程中的膀“過程勺與方法抖”、“周技能與傘思維品劫質(zhì)”等賴能力的俗隱性培伙養(yǎng)。再次思考進(jìn)行探懇究教學(xué)臭要有好蠶的探究倡點(diǎn)，而宗有效的律問題設(shè)帳計(jì)則是多很好的鉤探究點(diǎn)稿來源之湯一。7、動(dòng)能微和動(dòng)能鏈定理?動(dòng)能表達(dá)卸式的得出膝過程：比身較符合現(xiàn)辭在學(xué)生學(xué)鑼習(xí)物理時(shí)折獲得知識(shí)隆的過程中對(duì)概噸念的認(rèn)知藍(lán)過程。?動(dòng)能定何理放在企重力勢(shì)熟能、彈梨性勢(shì)能虧、功與游速度變幅化關(guān)系問之后，奔顯得順布暢了許多。?例題有兩饅題，較原軌教材多了末一題，顯獎(jiǎng)示動(dòng)能定異理在解決炊物理問題崗的重要性。?教材有附意突出揀了過程輪與方法診，如：航對(duì)動(dòng)能云的描述汽、對(duì)變陸力或曲喘線運(yùn)動(dòng)的處扇理。很可能是具有特定意義的物理量8、機(jī)械能賺守恒定律?與原教材后相比，新昏教材將機(jī)熄械能守恒漏定律及應(yīng)待用并為一贏節(jié)，但習(xí)捷題配置與陷原教材基妥本相同。?突出了動(dòng)期能與勢(shì)能算（重力勢(shì)彩能、彈性著勢(shì)能）之貧間的相互鍬轉(zhuǎn)化，泛旦化了機(jī)械疏能內(nèi)的能寨的形式的亦可轉(zhuǎn)換性權(quán)。?對(duì)守恒姐定律的降描述更塑符合實(shí)刺際需求慰。原教材：新教材：9、實(shí)驗(yàn):驗(yàn)證機(jī)械各能守恒定雨律?要讓學(xué)生明弄清楚測(cè)飼瞬時(shí)速度柏的道理。雜特別要引歸導(dǎo)學(xué)生體會(huì)這種運(yùn)測(cè)瞬時(shí)糠速度的詠方法與創(chuàng)運(yùn)動(dòng)學(xué)討中的差黑異。?在實(shí)驗(yàn)方鄙法上作了果改進(jìn)1、要求迷用天平添測(cè)出重物的仰質(zhì)量，以便計(jì)繼算重物的僻動(dòng)能和勢(shì)倒能改變炎量的具亞體數(shù)值攤。2、在選擇右紙帶時(shí)，土兩個(gè)位置車的選擇與朽第一、二基點(diǎn)間的距離是凝否接近2mm、第一百個(gè)點(diǎn)是淺否清晰無關(guān)了。?用氣墊脆導(dǎo)軌演父示機(jī)械理能守恒。?配置了逢課后的癥“問題族與練習(xí)”。10、能量守齡恒定律與腎能源?本節(jié)內(nèi)細(xì)從是對(duì)客原教材寨的深化狼與拓展晃，符合坐現(xiàn)代社會(huì)人們對(duì)晝能量審視擦角度。?可以考么慮將本悉節(jié)課設(shè)漂為專題蚊討論課狗。?能量守恒膝定律與能茶源視頻。?不應(yīng)將新過課程改革印僅當(dāng)作是尖換了一本箭教材而已脂，更多的圾考慮學(xué)生緞能否在我們的教酬學(xué)模式下,學(xué)生的個(gè)剪性、能力糞、潛質(zhì)是品否能得到狠有益的發(fā)頓揮。想法?科學(xué)探紫究是新專課程理市念的重肅要體現(xiàn)飲，在教學(xué)中貫聚徹科學(xué)探桐究的觀點(diǎn)潑是必