人教版（2019）必修第二册 【核心素养】8.4 机械能守恒定律 教学设计（表格式）
文档属性
| 名称 | 人教版（2019）必修第二册 【核心素养】8.4 机械能守恒定律 教学设计（表格式） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-09-20 13:48:48 | ||
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文档简介
《机械能守恒定律》教学设计
教学任务分析
《机械能守恒定律》位于普通高中物理（人教版2019）必修二第八章第四节，主要内容是动势能的相互转化及机械能守恒定律的推导和应用。从知识发展的线索来看，本节内容既是对前面几节的总结，也是对能量守恒定律的铺垫，为今后学习动量守恒、电荷守恒打下基础，因此有着举足轻重的地位。
本节课通过理论推导强化了学生对动能定理的进一步理解。从科学思维上看，它符合由特殊到一般，再到特殊的认识规律，并在探究、推理过程中生成了学生演绎推理，分析归纳和探索发现等能力。
二、学生情况分析
1.认知层面：学生对能量已有具体的认知，但尚未形成完整体系；在初中时对能量转化也有初步的认知。
知识层面：学生已经系统的学习过动能、重力势能、弹性势能、动能定理等概念，具备一定的知识基础。
能力层面：在学习动能定理的过程中，已经涉猎过演绎推理的研究方法，本节课在此基础上深入分析，通过对功能关系的推理得出机械能守恒，进一步帮助学生深化该项能力。同时学生已具备基本的理论推理和实验验证相结合的科学探究能力。
教学目标
1.物理观念：初步建立能量观念，体会转化和守恒思想，知道机械能的概念。
2.科学探究：探究物体的动能和势能转化过程中的定量关系以及机械能守恒的条件。
3.科学思维：学会探究问题的方法，理解机械能守恒定律的内容和守恒条件，能从做功和能量转化的角度判断机械能是否守恒，能应用机械能守恒定律分析、解决问题。
4.科学态度与责任：在演绎推理守恒量的过程中树立正确的科学观。
四、教学重点与难点
1.教学重点：掌握机械能守恒定律的推导，理解机械能守恒定律的内容，并能列出定律的数学表达式。
2.教学难点：从能的转化出发理解机械能守恒定律的条件；能正确判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒；学会探究机械能守恒定律的方法。
五、教法学法
1.教法：讲授法、演示法、讨论法
2.学法：探究学习法、合作学习法
六、教学流程
七、教学用具
简易的水力发电装置、PPT
八、教学过程
教学环节、过程和内容 设计意图
演示：简易水力发电 学生活动：水力发电主要是利用了什么？ 利用三峡水电站的情境抽象出简易的水力发电模型，从而引出本节课的课题。 为后续建立小球从高处下落埋下伏笔，展示了从生活实际到物理建模的过程，有利于培养学生分析情境的能力。
追寻守恒量 展示伽利略理想斜面实验：小球似乎会“记住”或“有愿望”，总想回到原来的高度。 学生观察：小球冲上斜面后的高度有什么样的特征？ 教师总结：16世纪末，伽利略、惠更斯、托马斯·杨等科学家对上述现象进行了不懈的研究，认为“某个量是守恒的”，并且把这个量叫做“能量”或“能”。 通过对伽利略理想斜面实验的实验的分析感受“守恒量”的存在。
建模分析 学生思考：小球在从A到O和从O到B的过程中有什么力在做功，有哪些能量在转化？ 模型1：仅有重力做功 【结论】在只有弹力做功的情况下，弹性势能与动能相互转化。 模型2：仅有弹力做功 【结论】在只有弹力做功的情况下，弹性势能与动能相互转化。 模型3：重力和弹力同时做功 【结论】在只有重力和弹力做功的情况下，重力势能、弹性势能与动能相互转化。 教师总结：动能、弹性势能、重力势能三者可以互相转化，这三种能量统称为机械能。 分析机械能的特点？系统性和相对性。 提问：上述情境中，哪一个能量守恒呢？ 【科学猜想】小球在运动过程中，机械能可能守恒。 通过三种情境的建模，分析得出在只有重力和弹力做功的情况下，重力势能、弹性势能与动能相互转化，从而引出机械能的概念和特点，让知识在分析中自然生成。 继续追寻守恒量，对机械能守恒的问题开展科学探究，提出问题，作出猜想。
机理论演绎推理 【寻找证据1】理论演绎推理 学生思考： 请分析小球的受力情况和这些力的做功情况？ 利用动能定理列出关系式？ 重力做功和重力势能的关系式？ 小球在A点和B点的机械能的关系？ 教师总结：强调功能关系 相似模型集中讨论，重复推导过程，强化知识掌握。 反面论证：改变重物下落的条件，考虑阻力做功，机械能是否守恒？ 【结论】在只有重力做功的物体系统内，物体的动能和重力势能可以相互转化，但机械能的总量保持不变。 通过对重物下落过程中功能关系的讨论推理得到理论上机械能守恒的定量关系。 对理论演绎推理过程中功能关系的强调有助于学生进一步理解“功是能量转化的量度”。同时为后文机械能的表达式打下基础。 在原有重物竖直下落的基础上讨论光滑斜面、光滑曲面、平抛、单摆等模型是为了让学生明白在只有重力做功的系统内，物体机械能守恒。同时，重复推导过程有助于强化学生的能力。 改变模型条件，反向论证机械能守恒的调节，强化正面结论。
实实验验证 【寻找证据2】实验验证机械能守恒定律 【结论】在误差允许的范围内，只有重力做功的物体系统内，机械能的总量保持不变。 【结论】在只有弹力做功的物体系统内，物体的动能和重力势能可以相互转化，但机械能的总量保持不变。 选择了简单、快速、实用的实验方案验证验证机械能守恒定律，激发学生学习物理的兴趣。 完善实验结论，让机械能守恒定律更完整。
生成新知 小结：机械能守恒定律内容及其表达式。 【思考5】结合前文探讨的各个案例，机械能守恒的条件是什么？ 【小试牛刀】试判断下列各运动中机械能是否守恒 (均不计空气阻力和摩擦阻力) 加深学生对机械能守恒定律的深入理解，尤其是机械能守恒的条件、能量转化转移的观点。 锻炼学生正确判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒的能力。
课堂小结
板书设计
教学反思
一节课下来，我感觉收益良多，明白了教学中存在的一些不足，需要进一步改进。做得不足不到位的一点主要是声音没有抑扬顿挫，缺乏幽默感。这一节课的内容属于理论与实际相结合的内容，在把问题抛给学生、学生正回答时，学生才应该是课堂的“主人”，老师只是作为一个引导者，启发学生去找到问题的答案。在以后的教学中也要不断摸索调动学生积极性的方法来活跃课堂。
我依据自己的理解和参考教参等资料，将这节课设计为二个课时来完成。课时一主要是通过大量的实验和学生常见的实例来理解动能和势能的相互转化，并始终追随守恒这一条线索，突破能量这一抽象概念的理解；运用前面学过的理论知识演绎推理得到定量证明；理解守恒的条件是难点。第二课时主要就是机械能守恒定律的实验验证和应用。
纵观课本教材，内容是适中的，梳理完知识点主要有三个:追寻守恒量、动能和势能的相互转化以及机械能守恒定律。内容相对来说比较抽象，理解起来有一定难度。所以教学设计中引入了大量的生活实例来突破，同时也锻炼学生的建模能力。“路漫漫其修远兮，吾将上下而求索！”教学之路也正是如此，要在不断的摸索中前进。
教学任务分析
《机械能守恒定律》位于普通高中物理（人教版2019）必修二第八章第四节，主要内容是动势能的相互转化及机械能守恒定律的推导和应用。从知识发展的线索来看，本节内容既是对前面几节的总结，也是对能量守恒定律的铺垫，为今后学习动量守恒、电荷守恒打下基础，因此有着举足轻重的地位。
本节课通过理论推导强化了学生对动能定理的进一步理解。从科学思维上看，它符合由特殊到一般，再到特殊的认识规律，并在探究、推理过程中生成了学生演绎推理，分析归纳和探索发现等能力。
二、学生情况分析
1.认知层面：学生对能量已有具体的认知，但尚未形成完整体系；在初中时对能量转化也有初步的认知。
知识层面：学生已经系统的学习过动能、重力势能、弹性势能、动能定理等概念，具备一定的知识基础。
能力层面：在学习动能定理的过程中，已经涉猎过演绎推理的研究方法，本节课在此基础上深入分析，通过对功能关系的推理得出机械能守恒，进一步帮助学生深化该项能力。同时学生已具备基本的理论推理和实验验证相结合的科学探究能力。
教学目标
1.物理观念：初步建立能量观念，体会转化和守恒思想，知道机械能的概念。
2.科学探究：探究物体的动能和势能转化过程中的定量关系以及机械能守恒的条件。
3.科学思维：学会探究问题的方法，理解机械能守恒定律的内容和守恒条件，能从做功和能量转化的角度判断机械能是否守恒，能应用机械能守恒定律分析、解决问题。
4.科学态度与责任：在演绎推理守恒量的过程中树立正确的科学观。
四、教学重点与难点
1.教学重点：掌握机械能守恒定律的推导，理解机械能守恒定律的内容，并能列出定律的数学表达式。
2.教学难点：从能的转化出发理解机械能守恒定律的条件；能正确判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒；学会探究机械能守恒定律的方法。
五、教法学法
1.教法：讲授法、演示法、讨论法
2.学法：探究学习法、合作学习法
六、教学流程
七、教学用具
简易的水力发电装置、PPT
八、教学过程
教学环节、过程和内容 设计意图
演示：简易水力发电 学生活动：水力发电主要是利用了什么？ 利用三峡水电站的情境抽象出简易的水力发电模型，从而引出本节课的课题。 为后续建立小球从高处下落埋下伏笔，展示了从生活实际到物理建模的过程，有利于培养学生分析情境的能力。
追寻守恒量 展示伽利略理想斜面实验：小球似乎会“记住”或“有愿望”，总想回到原来的高度。 学生观察：小球冲上斜面后的高度有什么样的特征？ 教师总结：16世纪末，伽利略、惠更斯、托马斯·杨等科学家对上述现象进行了不懈的研究，认为“某个量是守恒的”，并且把这个量叫做“能量”或“能”。 通过对伽利略理想斜面实验的实验的分析感受“守恒量”的存在。
建模分析 学生思考：小球在从A到O和从O到B的过程中有什么力在做功，有哪些能量在转化？ 模型1：仅有重力做功 【结论】在只有弹力做功的情况下，弹性势能与动能相互转化。 模型2：仅有弹力做功 【结论】在只有弹力做功的情况下，弹性势能与动能相互转化。 模型3：重力和弹力同时做功 【结论】在只有重力和弹力做功的情况下，重力势能、弹性势能与动能相互转化。 教师总结：动能、弹性势能、重力势能三者可以互相转化，这三种能量统称为机械能。 分析机械能的特点？系统性和相对性。 提问：上述情境中，哪一个能量守恒呢？ 【科学猜想】小球在运动过程中，机械能可能守恒。 通过三种情境的建模，分析得出在只有重力和弹力做功的情况下，重力势能、弹性势能与动能相互转化，从而引出机械能的概念和特点，让知识在分析中自然生成。 继续追寻守恒量，对机械能守恒的问题开展科学探究，提出问题，作出猜想。
机理论演绎推理 【寻找证据1】理论演绎推理 学生思考： 请分析小球的受力情况和这些力的做功情况？ 利用动能定理列出关系式？ 重力做功和重力势能的关系式？ 小球在A点和B点的机械能的关系？ 教师总结：强调功能关系 相似模型集中讨论，重复推导过程，强化知识掌握。 反面论证：改变重物下落的条件，考虑阻力做功，机械能是否守恒？ 【结论】在只有重力做功的物体系统内，物体的动能和重力势能可以相互转化，但机械能的总量保持不变。 通过对重物下落过程中功能关系的讨论推理得到理论上机械能守恒的定量关系。 对理论演绎推理过程中功能关系的强调有助于学生进一步理解“功是能量转化的量度”。同时为后文机械能的表达式打下基础。 在原有重物竖直下落的基础上讨论光滑斜面、光滑曲面、平抛、单摆等模型是为了让学生明白在只有重力做功的系统内，物体机械能守恒。同时，重复推导过程有助于强化学生的能力。 改变模型条件，反向论证机械能守恒的调节，强化正面结论。
实实验验证 【寻找证据2】实验验证机械能守恒定律 【结论】在误差允许的范围内，只有重力做功的物体系统内，机械能的总量保持不变。 【结论】在只有弹力做功的物体系统内，物体的动能和重力势能可以相互转化，但机械能的总量保持不变。 选择了简单、快速、实用的实验方案验证验证机械能守恒定律，激发学生学习物理的兴趣。 完善实验结论，让机械能守恒定律更完整。
生成新知 小结：机械能守恒定律内容及其表达式。 【思考5】结合前文探讨的各个案例，机械能守恒的条件是什么？ 【小试牛刀】试判断下列各运动中机械能是否守恒 (均不计空气阻力和摩擦阻力) 加深学生对机械能守恒定律的深入理解，尤其是机械能守恒的条件、能量转化转移的观点。 锻炼学生正确判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒的能力。
课堂小结
板书设计
教学反思
一节课下来，我感觉收益良多，明白了教学中存在的一些不足，需要进一步改进。做得不足不到位的一点主要是声音没有抑扬顿挫，缺乏幽默感。这一节课的内容属于理论与实际相结合的内容，在把问题抛给学生、学生正回答时，学生才应该是课堂的“主人”，老师只是作为一个引导者，启发学生去找到问题的答案。在以后的教学中也要不断摸索调动学生积极性的方法来活跃课堂。
我依据自己的理解和参考教参等资料，将这节课设计为二个课时来完成。课时一主要是通过大量的实验和学生常见的实例来理解动能和势能的相互转化，并始终追随守恒这一条线索，突破能量这一抽象概念的理解；运用前面学过的理论知识演绎推理得到定量证明；理解守恒的条件是难点。第二课时主要就是机械能守恒定律的实验验证和应用。
纵观课本教材，内容是适中的，梳理完知识点主要有三个:追寻守恒量、动能和势能的相互转化以及机械能守恒定律。内容相对来说比较抽象，理解起来有一定难度。所以教学设计中引入了大量的生活实例来突破，同时也锻炼学生的建模能力。“路漫漫其修远兮，吾将上下而求索！”教学之路也正是如此，要在不断的摸索中前进。