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文檔簡介
PAGE機(jī)械能守恒定律教學(xué)設(shè)計一、教學(xué)目標(biāo)知識與技能1、知道什么是機(jī)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(yùn)動過程中的機(jī)械能守恒,理解機(jī)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(jī)械能是否守恒,并能列出機(jī)械能守恒的方程式。過程與方法1、初步學(xué)會用機(jī)械能守恒定律分析問題、解決問題的基本方法2、學(xué)習(xí)從功和能的角度分析處理問題的方法,學(xué)會在具體的問題中判定物體的機(jī)械能是否守恒提高運(yùn)用所學(xué)知識綜合分析、解決問題的能力。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(diǎn),理解和運(yùn)用自然規(guī)律,并用來解決實(shí)際問題.教學(xué)方法:探究、講授、討論、練習(xí)教學(xué)手段:教具準(zhǔn)備投影儀、細(xì)線、小球,寬木板、彈簧振子、充氣泵、多媒體課件二、重點(diǎn)、難點(diǎn)及學(xué)情分析1.機(jī)械能守恒定律是本章教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容,本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)是使學(xué)生掌握物體系統(tǒng)機(jī)械能守恒的條件;能夠正確分析物體系統(tǒng)所具有的機(jī)械能;能夠應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解決有關(guān)問題。2.分析物體系統(tǒng)所具有的機(jī)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(diǎn)之一。在教學(xué)中應(yīng)讓學(xué)生認(rèn)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(jī)械能時,應(yīng)先確定參考平面。3.能否正確選用機(jī)械能守恒定律解決問題是本節(jié)學(xué)習(xí)的另一難點(diǎn)。通過本節(jié)學(xué)習(xí)應(yīng)讓學(xué)生認(rèn)識到,從功和能的角度分析、解決問題是物理學(xué)的重要方法之一;同時進(jìn)一步明確,在對問題作具體分析的條件下,要能夠正確選用適當(dāng)?shù)奈锢硪?guī)律分析、處理問題。三、教學(xué)過程和設(shè)計意圖上課起立同學(xué)們好老師好請坐本節(jié)課我們研究本章第八節(jié)機(jī)械能守恒定律,機(jī)械能守恒定律是本章的重點(diǎn)知識,本節(jié)課中我們每個同學(xué)都要理解一個規(guī)律,掌握物體系統(tǒng)機(jī)械能守恒的條件,建立機(jī)械能守恒的物理模型,初步學(xué)會探究物理學(xué)規(guī)律的思維方法。(一)引入新課(1分鐘)
首先,我們一起回顧一下以前學(xué)過的一些知識。(創(chuàng)設(shè)情境)用多媒體展示下述物理情景:A.運(yùn)動員跳高;(設(shè)計意圖:為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,并且為本節(jié)課結(jié)束時的反饋埋下伏筆。同時為下面的實(shí)驗(yàn)研究奠定基礎(chǔ)。)
(二)進(jìn)行新課屏幕展示:學(xué)生回答,教師引導(dǎo)校正。(3分鐘)(學(xué)生觀察)觀看投影引入新課引導(dǎo):
跳高運(yùn)動員總是要充分地助跑才能取得好的成績.(提出問題)思考下面的問題:跳高運(yùn)動員是以高度來計成績的,而他們?yōu)槭裁匆岣咦约旱乃俣饶?難道速度和高度之間有什么聯(lián)系嗎?這體現(xiàn)了一種什么過程?探究發(fā)現(xiàn):跳高運(yùn)動員助跑速度越大,所具有的動能就越多,起跳時動能轉(zhuǎn)化的重力勢能就越多,最終運(yùn)動員跳起的高度就越大.實(shí)際上這是能量轉(zhuǎn)化的一個過程.1、動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化(9分鐘)(一)、只有重力對物體做功時物體的機(jī)械能教師活動:演示實(shí)驗(yàn):如右圖,用細(xì)線、小球、帶有水平線的木板等做實(shí)驗(yàn).把一個小球用細(xì)線懸掛起來,把小球拉到一定高度的A點(diǎn),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A點(diǎn)等高的C點(diǎn),如圖甲.問題:分析小球的受力情況?各個力的做功情況?通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象猜測有什么不變量?AAC甲AAC甲乙實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:小球在擺動過程中,小球幾乎總能回到原來的高度猜想,重力勢能和動能的總和應(yīng)該保持不變.分析: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(1)小球從A→B的過程中,高度降低,重力對物體做正功,物體的重力勢能減少,速度變大,即物體的動能增加了。這說明,物體的重力勢能轉(zhuǎn)化成了動能;(2)B→C的過程中,高度升高,重力勢能增加,速度減小,動能減小。動能轉(zhuǎn)化為重力勢能(3)A和C點(diǎn)比較,高度相同,重力勢能相同,速度是0,動能是0,A和C的動能和重力勢能的和相同,在機(jī)械運(yùn)動中,動能、重力勢能與彈性勢能之間具有密切的聯(lián)系,我們把動能和勢能統(tǒng)稱為機(jī)械能。公式:E=EK+EP。實(shí)驗(yàn)表明:小球在擺動中機(jī)械能不變、是守恒的。如果用釘子在某一點(diǎn)擋住細(xì)線,小球雖然不能擺到C點(diǎn),但擺到另一側(cè)時,也能達(dá)到跟A點(diǎn)相同的高度,如圖乙.教師活動:我們通過實(shí)驗(yàn)猜想:在只有重力做功的情況下,勢能和動能可以相互轉(zhuǎn)化,在相互轉(zhuǎn)化的過程中,機(jī)械能總量保持不變,下面我們再從理論上推導(dǎo)一下,我們對只有重力對物體做功時物體的機(jī)械能進(jìn)行推導(dǎo),尋找動能和勢能之間的關(guān)系質(zhì)量為m的物體自由下落(或平拋,或沿光滑斜面下滑,或沿光滑曲面下滑)的過程中,選地面為零勢能面,經(jīng)過高度h1的A點(diǎn)時速度為v1,下落至高度h2的B點(diǎn)處速度為v2。分析:運(yùn)動類型受力情況做功的力自由落體重力重力平拋重力重力沿光滑斜面下滑重力、支持力重力沿光滑曲面下滑重力、支持力重力理解:我們發(fā)現(xiàn),從運(yùn)動形式上看,有曲有直,從受力情況上看,有的只受重力,有的不只受重力,還受其他力,但做功情況相同,都只有重力做功據(jù)動能定理:ABAB根據(jù)重力做功與重力勢能變化的關(guān)系有:由(1)、(2)兩式得:即Ek增=Ep減即AAC甲乙AAC甲乙教師引導(dǎo)歸納: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(jī)械能保持不變。判斷:只有重力做功,就是物體只受重力嗎?物體只受重力;②物體除受重力外還受其他的力,但其他力不做功;傾斜木板,釋放小球,使小球與木板間接觸,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:在擺動過程中,小球不能回到原來的高度,但不斷給它施加一個推力,也能回到原來的高度。③其他力做功,但其他力做功的代數(shù)和為零演示:彈簧的一端接在氣墊導(dǎo)軌的一端,另一端和滑塊相連,讓滑塊在水平的軌道上做往復(fù)運(yùn)動。(3分鐘)(二)、彈簧和物體組成的系統(tǒng)的機(jī)械能(8分鐘)教師活動:介紹由小球和彈簧組成的系統(tǒng)叫彈簧振子,用水平方向的彈簧振子演示動能和彈性勢能的相互轉(zhuǎn)化。簡化模型問題:分析小球的受力情況?各個力的做功情況?分析能量轉(zhuǎn)化情況?學(xué)生活動:觀察現(xiàn)象,思考問題,小組合作討論,代表發(fā)言.分析:生1:小球在往復(fù)運(yùn)動過程中,豎直方向上受重力和桿的支持力作用,水平方向上受彈力作用.重力、支持力和速度方向總垂直,對小球不做功;只有彈簧的彈力對小球能做功.生2:實(shí)驗(yàn)證明,小球在往復(fù)運(yùn)動過程中彈性勢能和動能在不斷轉(zhuǎn)化.小球在往復(fù)運(yùn)動過程中總能回到原來的位置,可見,彈性勢能和動能的總和應(yīng)該不變.生:①小球只有動能,隨著速度的變化而變化,所以,小球機(jī)械能不守恒;彈簧只有勢能,隨著形變量的改變而變化,所以,彈簧的機(jī)械能不守恒小球的動能和彈簧的彈性勢能互相轉(zhuǎn)化,在只有彈力做功的情況下,系統(tǒng)機(jī)械能守恒。猜想,彈性勢能和動能的總和,即物體和彈簧組成的系統(tǒng)的機(jī)械能應(yīng)該保持不變.同樣可以理論證明: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,物體與彈簧組成的系統(tǒng)的機(jī)械能也保持不變。綜上(一)(二)所述,我們得到機(jī)械能守恒定律:(3分鐘)2、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,總的機(jī)械能保持不變.這就是機(jī)械能守恒定律.(2)、機(jī)械能守恒的條件:1從系統(tǒng)做功的角度:只有重力或系統(tǒng)內(nèi)的彈力做功,常表現(xiàn)為以下幾種情況①只受重力(或系統(tǒng)內(nèi)彈力),如所有做拋體運(yùn)動的物體(不計空氣阻力)。②除受重力、彈力外,物體還受其他力,但其他力不做功,如物體沿光滑的曲面下滑,盡管受支持力,但支持力不做功。③對一個系統(tǒng)來講,其他力做功,但做功的代數(shù)和為零2從能量轉(zhuǎn)化的角度:只有系統(tǒng)內(nèi)的動能和勢能相互轉(zhuǎn)化,無其他形式能量(如內(nèi)能)參與轉(zhuǎn)化。(3)、表達(dá)式:①用系統(tǒng)的狀態(tài)量表述:E末=E初,即Ek2+Ep2=Ek1+Ep1,即系統(tǒng)末狀態(tài)的機(jī)械能等于初狀態(tài)的機(jī)械能。②用系統(tǒng)動能增量和勢能增量間的關(guān)系表述:Ek增=Ep減,即即系統(tǒng)動能的增加等于勢能的減少。3對定律的理解:(3分鐘)(1)“守恒”是一個動態(tài)概念,指在動能和勢能相互轉(zhuǎn)化的整個過程中的任何時刻、任何位置的機(jī)械能的總量總保持恒定不變(2)機(jī)械能守恒的條件必須是“只有重力和彈力做功.沒有其他外力做功”。不能把定律的成立條件說成是“只有重力和彈性力的作用”,“作用”與“做功”是不同的兩個物理概念,不能相混.這里的彈力,在中學(xué)物理中狹義地指彈簧中的彈力。(3)機(jī)械能守恒是針對一個系統(tǒng)而言的,不能對單個物體運(yùn)用。例1(3分鐘)、下列實(shí)例中的運(yùn)動物體(均不計空氣阻力),機(jī)械能守恒的是(B)A、被起重機(jī)吊起的貨物正在加速上升B、斜拋出去的小球C、木塊沿粗糙斜面勻速下滑D、光滑水平面上,一個輕質(zhì)彈簧左端固定,右端連接一小球,沿水平方向做振動的小球4、學(xué)習(xí)思考:縱觀機(jī)械能守恒定律的發(fā)現(xiàn)歷程,你覺得科學(xué)發(fā)現(xiàn)的一般過程是什么?(2分鐘)科學(xué)研究過程的基本要素包含以下幾點(diǎn):①提出假設(shè);②對現(xiàn)象的一般觀察;③通過試驗(yàn)對推論進(jìn)行檢驗(yàn)對假說進(jìn)行修正和推廣;④運(yùn)用邏輯(包括數(shù)學(xué))得出推論;。請按科學(xué)研究過程的順序?qū)⒒疽靥钊胂聢D(只填序號)答案:②①④③5、對機(jī)械能守恒定律的簡單應(yīng)用(5分鐘)例2、一個小球用細(xì)線懸掛起來,就成為一個擺,忽略一切阻力,如圖.?dāng)[長為L,最大偏角為θ.小球運(yùn)動到最低位置時的速度是多大?(選O點(diǎn)所在水平面為零勢能平面)θLBAθLBAO小球在最高點(diǎn)時的機(jī)械能為E1=Ep1+Ek1=mgL(1-cosθ),小球在最低位置時的機(jī)械能為E2=Ep2+Ek2=mv2/2根據(jù)機(jī)械能守恒定律有:mv2/2=mgL(1-cosθ)所以(2)若選擇B點(diǎn)所在的水平面作為參考平面時,小球在最高點(diǎn)時的機(jī)械能為E1=Ep1+Ek1=0,小球擺球到達(dá)最低點(diǎn)時的重力勢能Ep2=-mgh=-mgL(1-cosθ),動能Ek2=mv2/2,機(jī)械能E2=Ep2+Ek2=mv2/2-mgL(1-cosθ)根據(jù)機(jī)械能守恒定律有0=mv2/2-mgL(1-cosθ)所以點(diǎn)評:由本題的求解過程可以看出,在應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題時,參考平面的選擇是任意的,與解題結(jié)果無關(guān).在具體解題時應(yīng)視解題方便來選擇參考平面(教給學(xué)生提供規(guī)范的解答過程,為今后學(xué)生的規(guī)范解答做出示范。也可以讓學(xué)生體會到學(xué)習(xí)的成功感,從而提高學(xué)習(xí)的興趣和積極性。)(三)課堂總結(jié)(3分鐘)1、總結(jié):應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題步驟(3分鐘)(1)確定研究對象和研究過程,對象可以是單個物體(不考慮地球自身機(jī)械能變化)也可以是系統(tǒng),并明確系統(tǒng)組成。(2)對研究對象進(jìn)行受力分析和做功情況分析,判斷是否滿足機(jī)械能守恒條件。(3)恰當(dāng)選取零勢能參考平面,明確初末狀態(tài)的機(jī)械能;(初末狀態(tài)的零勢能面一定要統(tǒng)一。)(4)根據(jù)機(jī)械能守恒定律列出方程,進(jìn)行求解。2、
本課學(xué)習(xí),我們通過演示實(shí)驗(yàn)歸納總結(jié)了動能和勢能之間可以發(fā)生相互轉(zhuǎn)化,了解了只有重力做功或只有彈簧彈力做功的情況下,物體的機(jī)械能總量不變,通過簡單的實(shí)例分析、加深對機(jī)械能守恒定律的理解。機(jī)械能守恒定律是本章教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容,本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)是使學(xué)生掌握物體系統(tǒng)機(jī)械能守恒的條件;能夠正確分析物體系統(tǒng)所具有的機(jī)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(diǎn)之一。在教學(xué)中應(yīng)讓學(xué)生認(rèn)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(jī)械能時,應(yīng)先確定參考平面。板書設(shè)計1.機(jī)械能:公式:E=EK+EP.2.機(jī)械能守恒定律:內(nèi)容:守恒條件:只有重力或系統(tǒng)內(nèi)彈簧彈力做功,其它力不做功(或其它力合力所做功為零)表達(dá)式:(1)E初=E末,即Ek1+Ep1=Ek2+Ep2(2)Ek增=Ep減,即當(dāng)堂檢測(8分鐘)1.下列實(shí)例中的運(yùn)動物體,哪些機(jī)械能不守恒()A.跳傘運(yùn)動員在空中勻速下降B.滑雪運(yùn)動員自高坡頂上自由下滑(不計空氣阻力和摩擦)C.汽車在水平路面上勻速行駛D.集裝箱被吊車勻速地吊起(空氣阻力不計)2.如圖所示,木塊在固定的斜面上運(yùn)動,其中圖C中的斜面是光滑的,圖A、B、D中的斜面是粗糙的,圖A、B中的F為木塊所受的外力,方向如圖中箭頭所示,大小與摩擦阻力相等,圖A、B、D中的木塊向下運(yùn)動,圖C中的木塊向上運(yùn)動.在這四個圖所示的運(yùn)動過程中機(jī)械能守恒的是()3.如圖所示,輕彈簧下端掛一質(zhì)量為m的物體,另一端懸掛于O點(diǎn),現(xiàn)將物體拉到與懸點(diǎn)等高的位置并保持彈簧處于原長狀態(tài),放手后物體向下運(yùn)動.在運(yùn)動到懸點(diǎn)O正下方的過程中,下列說法正確的是()A.物體和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒B.物體和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能在減少C.物體、地球和彈簧三者組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒D.全過程的初、末狀態(tài)相比,重力勢能和彈性勢能之和增加了課后作業(yè)課本25頁“問題與練習(xí)”中1~5題.v01、如圖所示,輕質(zhì)彈簧的一端與墻相連,質(zhì)量為2kg的滑塊以5m/s的初速度沿光滑平面運(yùn)動并壓縮彈簧,求:(1)彈簧在被壓縮過程中最大彈性勢能v0(2)當(dāng)木塊的速度減為2m/s時,彈簧具有的彈性勢能.PROQ2、如右圖所示,一物體沿豎直平面內(nèi)的圓弧形光滑軌道從P處由靜止開始下滑.當(dāng)圓弧半徑為R時,它滑至下端Q處時的速度為v,若將圓弧半徑增至3R,那么,它滑至Q處時的速度為多少(PROQ機(jī)械能守恒定律學(xué)情分析學(xué)生已經(jīng)在初中學(xué)習(xí)過有關(guān)機(jī)械能的基本概念,對“機(jī)械能”并不算陌生,接受起來相對輕松。通過前幾節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí),同學(xué)們對“機(jī)械能”這一概念較初中有了更深認(rèn)識,在此基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)機(jī)械能守恒定律學(xué)生比較容易理解。本章是第一次從牛頓力學(xué)的的思路轉(zhuǎn)移到守恒的思路上來,學(xué)生的思維上有一個突變,同時守恒的思想又更抽象一些,所以學(xué)生接受起來更困難一些,因此在教學(xué)時一要慢,二要多舉實(shí)例(變抽象為形象)三要學(xué)生多動手體驗(yàn),以降低學(xué)生學(xué)習(xí)的困難。授課時采用視頻引入的方式,易于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。其后以自由落體運(yùn)動為例,通過學(xué)生的觀察,分兩步得出機(jī)械能守恒定律,第一步是要學(xué)生理解動能與勢能間可以相互轉(zhuǎn)化;第二步是說明在轉(zhuǎn)化過程中機(jī)械能的總量守恒。接著采用列舉實(shí)例,具體情況具體分析的方法,得出機(jī)械能守恒的條件。使學(xué)生能應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解決一些簡單問題,并在應(yīng)用過程中能鞏固、加深對定律的理解。從感性上認(rèn)識機(jī)械能守恒定律。對于本節(jié)課的難點(diǎn)內(nèi)容,即機(jī)械能守恒條件的判定,通過由易到難、由簡到繁,由只受重力到還受其它力,引導(dǎo)學(xué)生歸納在只有重力做功的情況下,機(jī)械能守恒。由特殊到一般的認(rèn)識過程,符合人類對新事物的認(rèn)知規(guī)律,比較容易讓人接受。從而引導(dǎo)學(xué)生突破了本節(jié)課的重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容。對于本節(jié)難點(diǎn)的突破,采用了層層深入的研究機(jī)械能守恒的條件,將難點(diǎn)分解為一個個小臺階,很輕松的走到很高的高度,破解本節(jié)的難點(diǎn)內(nèi)容。根據(jù)我設(shè)計的教法及科學(xué)的構(gòu)建主義學(xué)法觀點(diǎn):“學(xué)習(xí)不是接受現(xiàn)成的知識信息,而是基于原有經(jīng)驗(yàn)的轉(zhuǎn)變;學(xué)習(xí)不是個體構(gòu)建的過程,也是社會構(gòu)建的過程。”學(xué)生應(yīng)當(dāng)采取這樣學(xué)習(xí)方法:在具體的物理情景及老師的引導(dǎo)下進(jìn)行探究式學(xué)習(xí),體現(xiàn)由物講理的基本方法。學(xué)生應(yīng)當(dāng)在具體的物理情景中學(xué)會思考與分析,演繹推理、歸納與總結(jié)。在物理情景中去思考我們的問題,分析它的特點(diǎn),用我們已掌握的知識進(jìn)行探究式的演繹推理,最后去歸納總結(jié)新的物理規(guī)律。總之,學(xué)生要學(xué)會學(xué)習(xí)知識的來龍去脈,這是最重要的學(xué)習(xí)方法。為適應(yīng)高一學(xué)生的認(rèn)識和思維發(fā)展水平,根據(jù)新課內(nèi)容要求,創(chuàng)設(shè)“自由落體、平拋、沿斜面下滑”三個物理情境作為鋪墊,由易到難,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐-認(rèn)識-再實(shí)踐-再認(rèn)識,完成認(rèn)識上的飛躍。通過設(shè)疑,啟發(fā)學(xué)生思考,在歸納機(jī)械能守恒定律的使用條件時,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論,鼓勵學(xué)生提出自己的觀點(diǎn),并能加以評價,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以及對物理學(xué)習(xí)的自信心。教學(xué)效果評估及分析機(jī)械能守恒定律是本章教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容,本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)是使學(xué)生掌握物體系統(tǒng)機(jī)械能守恒的條件;能夠正確分析物體系統(tǒng)所具有的機(jī)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(diǎn)之一。1、目標(biāo)定位準(zhǔn)確,本解課是新授課,由于剛學(xué),學(xué)生的基礎(chǔ)還相對較弱,我把目標(biāo)定位在對機(jī)械能的理解與機(jī)械能守恒定律的推導(dǎo)、理解與在單物體運(yùn)動過程的應(yīng)用。教學(xué)過程的設(shè)計與實(shí)施也是僅僅圍繞目標(biāo)而進(jìn)行的。通過實(shí)例的分析,使學(xué)生了解勢能和動能相互轉(zhuǎn)化的定性關(guān)系,知道一種能量減少,必然導(dǎo)致另一種能量的增加;然后提出動能和勢能轉(zhuǎn)化有什么定量關(guān)系,讓學(xué)生進(jìn)行討論與交流并提出猜想,調(diào)動學(xué)生的積極性,培養(yǎng)學(xué)生的合作意識與交流能力,加強(qiáng)師生的互動性。不足之處在于,由于擔(dān)心時間進(jìn)度,處理不是很細(xì)致,提出的問題層次性不強(qiáng)。2、教學(xué)過程設(shè)計合理,實(shí)施到位,體現(xiàn)學(xué)生的主體性地位。首先是回顧上一節(jié)內(nèi)容,接著是引入機(jī)械能與推導(dǎo)機(jī)械能守恒定律,創(chuàng)設(shè)的情景是物體在曲斜面的運(yùn)動,推導(dǎo)光滑與不光滑兩種情況下物體的機(jī)械能是否守恒。接著是在接著是在守恒的判斷與定律的應(yīng)用方面設(shè)置了練習(xí)進(jìn)行鞏固。實(shí)際的課堂教學(xué)中,學(xué)生的理論推導(dǎo)過程用時應(yīng)該較長,教師應(yīng)該細(xì)致觀察學(xué)生的推導(dǎo)進(jìn)度,掌握好時間。這過程的處理還是稍顯倉促,學(xué)生的演算推導(dǎo)略顯粗糙,有部分同學(xué)沒有事先選取零勢能參考面,所以應(yīng)當(dāng)提前強(qiáng)調(diào)這一點(diǎn)。我覺得必須要給課堂適當(dāng)?shù)牧舭祝o學(xué)生自己思考和理清思路的時間,給學(xué)生充分分析和推理的機(jī)會。3、教師的講授點(diǎn)撥與學(xué)生活動的時間適中。對練習(xí)的處理花時較多,有10分鐘之多,對機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用與總結(jié)時間上顯得匆忙。4、課堂效果從后面讓學(xué)生對幾道判斷機(jī)械能是否守恒的基本性題目中可以看出,這節(jié)課的教學(xué)效果是比較好的。這部分內(nèi)容的處理基本達(dá)到了教學(xué)設(shè)計的要求,學(xué)生能夠判斷一些簡單情景中機(jī)械能是否守恒。不足之處在于,所舉的實(shí)例難以涵蓋所有的情景;“守恒”這一關(guān)鍵的名詞作為高中物理中第一次出現(xiàn),解釋得不夠透徹;在例題的講解中,對系統(tǒng)還是單個物體未作說明。這實(shí)際上也反映出,對一些很平常但又是很關(guān)鍵的問題學(xué)生經(jīng)常要疏忽。師生間在學(xué)習(xí)過程中存在著一些“通病”。這再一次提醒我,教學(xué)要研究“教”,但也要研究“學(xué)”,甚至于應(yīng)該更偏重于研究“學(xué)”。機(jī)械能守恒定律教材分析(一)教材所處的地位和作用
本節(jié)課是本章的重點(diǎn)內(nèi)容,要求學(xué)生能初步掌握機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容并能用來解決一些簡單問題。機(jī)械能守恒條件的判定、機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用,是教學(xué)的重點(diǎn)。運(yùn)用機(jī)械能守恒定律解答相關(guān)的問題,這一內(nèi)容在整個高中力學(xué)中又起著承前啟后的作用,在物理學(xué)理論和應(yīng)用方面十分重要,不同運(yùn)動形式的轉(zhuǎn)化和守恒的思想能指引我們揭露自然規(guī)律、取得豐碩成果。但這種思想和有關(guān)的概念、規(guī)律,由于其抽象性強(qiáng),學(xué)生不易理解、掌握。學(xué)生要真正的掌握和靈活運(yùn)用還是很困難。機(jī)械能守恒定律的探究建立在前面所學(xué)知識的基礎(chǔ)上,教材上通過多個具體實(shí)例,先猜測動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系,引出對機(jī)械能守恒定律及守恒條件的探究,聯(lián)系重力勢能和重力做功及彈性勢能與彈力做功的關(guān)系的學(xué)習(xí),由定性分析到定量計算,逐步深入,最后得出結(jié)論,并通過應(yīng)用使學(xué)生領(lǐng)會定律在解決實(shí)際問題時的優(yōu)越性。在教學(xué)設(shè)計時,力圖通過生活實(shí)例和物理實(shí)驗(yàn),展示相關(guān)情景,激發(fā)學(xué)生的求知欲,引出對機(jī)械能守恒定律的探究,體現(xiàn)從“生活走向物理”的理念,通過建立物理模型,由淺入深進(jìn)行探究,讓學(xué)生領(lǐng)會科學(xué)的研究方法,并通過規(guī)律應(yīng)用鞏固知識,體會物理規(guī)律對生活實(shí)踐的作用。(二)教學(xué)目標(biāo)的確定依據(jù)
根據(jù)教材特點(diǎn)(注重思想性、探究性、邏輯性、方法性和哲理性)和學(xué)生的特點(diǎn)以及高中新課程的總目標(biāo)(進(jìn)一步提高科學(xué)素養(yǎng),滿足全體學(xué)生終身發(fā)展需求)和理念(探究性、主體性、發(fā)展性、和諧性)和三維教學(xué)目標(biāo)(知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀)的要求特制定教學(xué)目標(biāo)。(三)教學(xué)目標(biāo)1.知識與技能(1)知道什么是機(jī)械能。(2)知道物體的動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化。
(3)理解機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容。
(4)掌握機(jī)械能守恒的條件。
(5)學(xué)會在具體問題中,能判定機(jī)械能是否守恒,并能列出機(jī)械能守恒的方程式。
(6)初步學(xué)會從能量轉(zhuǎn)化和守恒的觀點(diǎn)來解釋物理現(xiàn)象,分析問題的方法,提高運(yùn)用所學(xué)知識綜合分析、解決問題的能力。
2.過程與方法
(1)學(xué)會在具體的問題中判定物體的機(jī)械能是否守恒;
(2)初步學(xué)會從能量轉(zhuǎn)化和守恒的觀點(diǎn)來解釋物理現(xiàn)象,分析問題。
3.情感、態(tài)度與價值觀
(1)培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和提出問題,并利用已有知識探索學(xué)習(xí)新知識的能力。(2)通過教學(xué)過程中各個教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計,如:觀察、實(shí)驗(yàn)等,充分調(diào)動學(xué)生的積極性,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。(3)通過能量守恒的教學(xué),使學(xué)生樹立科學(xué)觀點(diǎn),理解和運(yùn)用自然規(guī)律,并用來解決實(shí)際問題。
(四)教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)分析1.機(jī)械能守恒定律是本章教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容,本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)是使學(xué)生掌握物體系統(tǒng)機(jī)械能守恒的條件;能夠正確分析物體系統(tǒng)所具有的機(jī)械能;能夠應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解決有關(guān)問題。2.分析物體系統(tǒng)所具有的機(jī)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(diǎn)之一。在教學(xué)中應(yīng)讓學(xué)生認(rèn)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(jī)械能時,應(yīng)先確定參考平面。3.能否正確選用機(jī)械能守恒定律解決問題是本節(jié)學(xué)習(xí)的另一難點(diǎn)。通過本節(jié)學(xué)習(xí)應(yīng)讓學(xué)生認(rèn)識到,從功和能的角度分析、解決問題是物理學(xué)的重要方法之一;同時進(jìn)一步明確,在對問題作具體分析的條件下,要能夠正確選用適當(dāng)?shù)奈锢硪?guī)律分析、處理問題。
4、突破重難點(diǎn)的方法采用情景→問題→分析與活動→總結(jié)的教學(xué)設(shè)計模式,以老師指導(dǎo)下的學(xué)生活動為主。通過這樣一個設(shè)計過程,學(xué)生理解機(jī)械能守恒定律的條件容易多了,整個難點(diǎn)的克服過程通過這樣四個環(huán)節(jié)的設(shè)計,讓學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主體。這種運(yùn)用歸納法的思想,從一個個典型的物理情景中總結(jié)出科學(xué)的結(jié)論,可以大大調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。在隨后的課堂練習(xí)和課外作業(yè)中,學(xué)生對守恒條件的認(rèn)識和理解很準(zhǔn)確到位,提高課堂教學(xué)的效果。學(xué)生當(dāng)堂學(xué)習(xí)效果測評:1.下列實(shí)例中的運(yùn)動物體,哪些機(jī)械能不守恒()A.跳傘運(yùn)動員在空中勻速下降B.滑雪運(yùn)動員自高坡頂上自由下滑(不計空氣阻力和摩擦)C.汽車在水平路面上勻速行駛D.集裝箱被吊車勻速地吊起(空氣阻力不計)2如圖,木塊在固定的斜面上運(yùn)動,其中圖C中的斜面是光滑的,圖A、B、D中的斜面是粗糙的,圖A、B中的F為木塊所受的外力,方向如圖中箭頭所示,大小與摩擦阻力相等,圖A、B、D中的木塊向下運(yùn)動,圖C中的木塊向上運(yùn)動.在這四個圖所示的運(yùn)動過程中機(jī)械能守恒的是()3.如圖所示,輕彈簧下端掛一質(zhì)量為m的物體,另一端懸掛于O點(diǎn),現(xiàn)將物體拉到與懸點(diǎn)等高的位置并保持彈簧處于原長狀態(tài),放手后物體向下運(yùn)動.在運(yùn)動到懸點(diǎn)O正下方的過程中,下列說法正確的是()A.物體和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒B.物體和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能在減少C.物體、地球和彈簧三者組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒D.全過程的初、末狀態(tài)相比,重力勢能和彈性勢能之和增加了課后自我反思機(jī)械能守恒定律是本章的重點(diǎn),學(xué)生對定律的得出、含義、適用條件應(yīng)該有明確的認(rèn)識。這是能夠用這個定律解決實(shí)際問題的基礎(chǔ),教學(xué)中首先要重視這些內(nèi)容,因此,我分三步完成機(jī)械能守恒定律第一課時的教學(xué):第一步要使學(xué)生理解動能和勢能之間可以通過力做功實(shí)現(xiàn)相互轉(zhuǎn)化,第二步從理論上推導(dǎo)機(jī)械能守恒定律,第三步要使學(xué)生理解機(jī)械能守恒定律成立的條件。1、動能與勢能之間的相互轉(zhuǎn)化這部分內(nèi)容教材的編寫特點(diǎn)是很注意從生活中的典型實(shí)例入手導(dǎo)入課題。為此,我選擇設(shè)計了幾個的演示實(shí)驗(yàn):引導(dǎo)學(xué)生觀察并思考,了解到動能和重力勢能之間可以通過重力做功實(shí)現(xiàn)相互轉(zhuǎn)化,并作了適當(dāng)?shù)耐卣梗河梢陨涎菔緦?shí)驗(yàn)聯(lián)想到東漢時期我國勞動人民就發(fā)明的水車磨坊和現(xiàn)代大型的水力發(fā)電站;另外,還利用水平彈簧擺的實(shí)驗(yàn),引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)并細(xì)致分析,得出動能和彈性勢能之間也可以通過彈力做功來實(shí)現(xiàn)相互轉(zhuǎn)化的結(jié)論。這樣的教學(xué)設(shè)計既體現(xiàn)了物理教學(xué)提倡實(shí)驗(yàn)、觀察、思考的特點(diǎn),又重視學(xué)生獨(dú)立思考能力的培養(yǎng)。教學(xué)設(shè)計發(fā)掘了教材資源,又不拘泥于教材,演示實(shí)驗(yàn)新穎,操作順利流暢,完成了預(yù)定的教學(xué)目標(biāo)。通過實(shí)例的分析,使學(xué)生了解勢能和動能相互轉(zhuǎn)化的定性關(guān)系,知道一種能量減少,必然導(dǎo)致另一種能量的增加;然后提出動能和勢能轉(zhuǎn)化有什么定量關(guān)系,讓學(xué)生進(jìn)行討論與交流并提出猜想,調(diào)動學(xué)生的積極性,培養(yǎng)學(xué)生的合作意識與交流能力,加強(qiáng)師生的互動性。不足之處在于,由于擔(dān)心時間進(jìn)度,處理不是很細(xì)致,提出的問題層次性不強(qiáng)。2、機(jī)械能守恒定律的理論推導(dǎo)不同于教材以小球的自由落體為例的教學(xué)設(shè)計,我選擇的是伽利略擺作為課堂分析和理論推導(dǎo)的模型,利用動能定理和重力做功與重力勢能的關(guān)系,要求學(xué)生自行獨(dú)立分析并推導(dǎo)出在只有重力做功情況下的機(jī)械能守恒定律。備課時,我參考了人教版物理必修2的相關(guān)章節(jié)的內(nèi)容,從而決定在課堂教學(xué)中,換用當(dāng)年伽利略擺的實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生認(rèn)識到能量的觀點(diǎn)其實(shí)早在牛頓之前就已經(jīng)體現(xiàn)出來了,從而將物理學(xué)史的教學(xué)融入到課堂教學(xué)過程中來,并培養(yǎng)學(xué)生細(xì)致的觀察能力,表面上看來沒有關(guān)聯(lián)的概念之間其實(shí)存在著很多聯(lián)系。這樣讓整個推導(dǎo)過程上升到一個追尋守恒量的探究高度,而不僅僅是一個單純的數(shù)學(xué)演算推導(dǎo)。實(shí)際的課堂教學(xué)中,學(xué)生的理論推導(dǎo)過程用時應(yīng)該較長,教師應(yīng)該細(xì)致觀察學(xué)生的推導(dǎo)進(jìn)度,掌握好時間。這過程的處理還是稍顯倉促,學(xué)生的演算推導(dǎo)略顯粗糙,有部分同學(xué)沒有事先選取零勢能參考面,所以應(yīng)當(dāng)提前強(qiáng)調(diào)這一點(diǎn)。我覺得必須要給課堂適當(dāng)?shù)牧舭?,給學(xué)生自己思考和理清思路的時間,給學(xué)生充分分析和推理的機(jī)會。這就要求我們要精心設(shè)計課堂教學(xué)過程,以學(xué)生通過自學(xué)和引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)知識和規(guī)律為主。課堂不是長篇累牘的講解知識。教師在課堂上起的是引導(dǎo)的角色,所以必須要做到內(nèi)容上有所取舍并千方百計地精益求精,教學(xué)設(shè)計重質(zhì)而輕量,這樣才能夠高效率的完成既定的課堂教學(xué)安排。學(xué)生通過自行推導(dǎo)得出機(jī)械能守恒定律,要引導(dǎo)學(xué)生做好討論和交流,展示自己的推導(dǎo)結(jié)果。這一階段是前面理論推導(dǎo)的點(diǎn)睛之筆,對于學(xué)生理解機(jī)械能守恒定律的內(nèi)涵有著極其重要的意義,千萬不能夠粗略帶過,必須加以詳細(xì)的分析和解讀,這部分我選擇以講授為主,重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)機(jī)械能守恒定律的兩種表達(dá)方式的物理意義:即:增量式-△Ep=△Ek或△Ep+△Ek=0;總量式EK1+EP1=EK2+EP2增量式所體現(xiàn)的正是我們在第一部分教學(xué)中讓學(xué)生思考的,“一種能量減少,必然導(dǎo)致另一種能量的增加”??偭渴絼t體現(xiàn)了前后兩個狀態(tài)量——初末狀態(tài)機(jī)械能之間的守恒關(guān)系。3、機(jī)械能守恒定律的適用條件學(xué)生對機(jī)械能守恒定律的適用條件應(yīng)該有明確的認(rèn)識,并且會根據(jù)適用條件判斷具體過程中機(jī)械能是否守恒,這是應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解決問題的前提。因此,這部分內(nèi)容是整個第一課時教學(xué)的重中之重。我的教學(xué)安排是在順利推導(dǎo)出機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式后,仍借用伽利略擺的模型和彈簧振子模型,啟發(fā)并引導(dǎo)學(xué)生思考擺球的受力情況和各力的做功情況,得出:只有重力做功和彈力做功,系統(tǒng)的動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化,但總的機(jī)械能保持不變。在鞏固訓(xùn)練環(huán)節(jié)中,我選取了常見的實(shí)例,第一組習(xí)題是重力勢能和動能間的轉(zhuǎn)化,第二組習(xí)題是彈性勢能和動能間的轉(zhuǎn)化,讓學(xué)生判斷各個情景中機(jī)械能是否守恒。每安排一組判斷性習(xí)題之后,我會適當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生總結(jié),讓學(xué)生思考:只受重力與只有重力做功有何區(qū)別?通過討論與交流使學(xué)生更深刻地認(rèn)識和掌握機(jī)械能守恒定律成立的條件,正確理解“只有重力做功和彈力做功”的真正含義是:1、物體只受重力(或彈力)作用;2、物體除受重力(或彈力)外,還受其他力作用,但其他力不做功或代數(shù)和為零。4、注重了過程和方法的教學(xué)首先,讓學(xué)生從實(shí)驗(yàn)和理論兩方面充分體驗(yàn)了一個科學(xué)結(jié)論得出的過程。這正是課堂的兩個大環(huán)節(jié),教學(xué)設(shè)計在這里也占用了較長的時間。其次,讓學(xué)生經(jīng)歷了科學(xué)探究的一般過程和思路,即:“創(chuàng)設(shè)情景——提出問題——猜測結(jié)論——實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證——理論推導(dǎo)——得出結(jié)論——遷移應(yīng)用”。從學(xué)生的學(xué)習(xí)情況來看,這部分內(nèi)容的處理基本達(dá)到了教學(xué)設(shè)計的要求,學(xué)生能夠判斷一些簡單情景中機(jī)械能是否守恒。不足之處在于,所舉的實(shí)例難以涵蓋所有的情景,課堂時間有限,難以展開講解?!笆睾恪边@一關(guān)鍵的名詞作為高中物理中第一次出現(xiàn),\o"解釋"解釋得不夠透徹;在例題的講解中,對系統(tǒng)還是單個物體未作說明。這實(shí)際上也反映出,對一些很平常但又是很關(guān)鍵的問題學(xué)生經(jīng)常要疏忽。師生間在學(xué)習(xí)過程中存在著一些“通病”。這再一次提醒我,教學(xué)要研究“教”,但也要研究“學(xué)”,甚至于應(yīng)該更偏重于研究“學(xué)”。所以,在今后教學(xué)中,我應(yīng)該注重基本方法和基本思路的形成,培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析的能力。只有讓學(xué)生掌握了最基本和最樸實(shí)的物理\o"思想"思想方法,才能以不變應(yīng)萬變,真正做到讓學(xué)生舉一反三。機(jī)械能守恒定律課標(biāo)解讀中華人民共和國教育部制訂的《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)》人民教育出版社出版,以下簡稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》對《物理共同必修》中機(jī)械能和能源部分的要求是“通過實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。理解機(jī)械能守恒定律。用機(jī)械能守恒定律分析生活和生產(chǎn)中的有關(guān)問題”。按照該《課程標(biāo)準(zhǔn)》編寫的、現(xiàn)國內(nèi)正在使用的5種教科書對這部分的內(nèi)容都給予了重視,但各版本教科書對機(jī)械能守恒定律的表述不盡相同。注:本文分析所用教科書除另外注明外皆指“普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書《物理共同必修》”,均經(jīng)全國中小學(xué)教材審定委員會年初審?fù)ㄟ^,分別由上海科技教育出版社、人民教育出版社、科學(xué)技術(shù)出版社、廣東教育出版社、教育科學(xué)出版社出版,在文中分別簡稱為“滬教版”、“人教版”、“魯科版”、“粵教版”、“教科版”,版別為第1版第1次印刷。一、定律的導(dǎo)出及表述“魯科版”的導(dǎo)出采用了比較傳統(tǒng)的紙帶、重物、打點(diǎn)計時器來驗(yàn)證動能與重力勢能的轉(zhuǎn)化和守恒及公式推導(dǎo)的方式。表述在只有重力做功的情況下,物體的動能和重力勢能可以發(fā)生互相轉(zhuǎn)化,但機(jī)械能的總量保持不變。“教科版”的導(dǎo)出采用類似單擺的裝置觀察螺母的擺動高度以研究動能和勢能的轉(zhuǎn)化。教科書沒有給出彈力做功的實(shí)驗(yàn)情況,直接給出了表述在只有重力和彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi),動能和勢能會發(fā)生相互轉(zhuǎn)化,但機(jī)械能的總量保持不變?!盎浗贪妗钡膶?dǎo)出教科書通過小球做自由落體運(yùn)動,計算小球在不同位置時的動能和勢能值之和相等導(dǎo)出了表述在只有重力做功的情形下,物體的動能和重力勢能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化,而總的機(jī)械能保持不變?!皽贪妗钡膶?dǎo)出借助現(xiàn)實(shí)生活中打樁機(jī)這一實(shí)例,通過計算得出重錘下落中三個位置的重力勢能和動能之和相等導(dǎo)出表述在只有重力做功的情形下,物體的動能和勢能可以互相轉(zhuǎn)化,但其總的機(jī)械能保持不變。“人教版”的導(dǎo)出教科書通過物體沿光滑曲面滑下,計算物體在不同位置時的動能和勢能值,由“重力對物體所做的功等于物體重力勢能的減少”的關(guān)系作出推論在只有重力做功的物體系統(tǒng)內(nèi),動能與重力勢能可以互相轉(zhuǎn)化,而總的機(jī)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),動能與彈性勢能可以互相轉(zhuǎn)化,總的機(jī)械能也保持不變。最終得出結(jié)論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,而總的機(jī)械能保持不變。二、定律導(dǎo)出的方法比較通過上面的呈示,我們不難看出,“魯科版”的導(dǎo)出比較傳統(tǒng),而且其機(jī)械能守恒定律的描述沒有交代彈力做功的情況,定義比較狹義?!敖炭瓢妗苯炭茣捎玫念愃茊螖[的裝置,通過觀察螺母的擺動高度,定性地研究了動能和重力勢能的轉(zhuǎn)化,教科書也沒有定性地給出彈力做功時彈性勢能和動能發(fā)生轉(zhuǎn)化的實(shí)驗(yàn)或者敘述,直接給出了含有彈性勢能的機(jī)械能守恒定律的表述,總讓人覺得有點(diǎn)牽強(qiáng)。在教學(xué)中,學(xué)生可能不會很好地接受這個知識?!盎浗贪妗苯炭茣诙蓪?dǎo)出后,安排了一個“討論與交流”,隨后進(jìn)行了概括“可以證明,在只有彈力做功的情形下,彈性勢能和動能可以相互轉(zhuǎn)化,但總的機(jī)械能保持不變?!睆浹a(bǔ)了在機(jī)械能守恒定律中缺少的對彈力做功情況描述的不足。相比較而言,“滬教版”的導(dǎo)出取材來源于生產(chǎn)實(shí)際,即學(xué)生在日常生活中經(jīng)??梢钥吹降慕ㄖさ卮驑稒C(jī)重錘的起落。在給出了只有重力做功的機(jī)械能守恒定律后,教科書設(shè)置了一個“請討論在只有重力和彈力做功的情況下,機(jī)械能守恒定律應(yīng)該如何表述”希望借助課堂師生探討來理論探究彈力做功的情況下機(jī)械能守恒定律的表述?!皽贪妗苯炭茣职才帕送ㄟ^實(shí)驗(yàn)來探究機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容。滬教版教科書的編寫者很好地貫徹執(zhí)行了《課程標(biāo)準(zhǔn)》中“通過實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的精神,在這里花了較大的篇幅,以期過學(xué)生親自動手操作來感受和體驗(yàn)機(jī)械能守恒。滬教版教科書既安排了傳統(tǒng)的紙帶、重物、打點(diǎn)計時器的實(shí)驗(yàn)操作,又安排了先進(jìn)的設(shè)備中光電門裝置來記錄單擺擺球在不同位置的高度和速度,并通過列表法計算動能、勢能和機(jī)械能的值。接著教科書又列出了一組極具探討意義的思考題,其中一題是研究“彈簧和鉤碼系統(tǒng)的機(jī)械能守恒”情況的,從而加強(qiáng)學(xué)生對含有彈力的機(jī)械能守恒定律的理解。編者可謂匠心獨(dú)運(yùn)?!叭私贪妗钡膶?dǎo)出比較簡潔,通過公式推導(dǎo)出在重力做功情況下機(jī)械能守恒的表述,接著直接引出在彈力做功的情況下機(jī)械能守恒的表述,最后將兩者結(jié)合起來,給出機(jī)械能守恒定律的一般表述,可謂層層推進(jìn),滴水不漏。三、定律表述的科學(xué)性比較為了方便,筆者把各種表述用表進(jìn)行比較如下表教材版本版本表述魯科版在只有重力做功的情況下,物體的動能和重力勢能可以發(fā)生互相轉(zhuǎn)化,但機(jī)械能的總量保持不變。滬科版在只有重力做功的情形下,物體的動能和重力勢能發(fā)生互相轉(zhuǎn)化,而總的機(jī)械能保持不變?;浗贪嬖谥挥兄亓ψ龉Φ那樾蜗拢矬w的動能和重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化,但其總的機(jī)械能保持不變。教科版在只有重力和彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi),動能和勢能會發(fā)生相互轉(zhuǎn)化,但機(jī)械能的總量保持不變?nèi)私贪嬖谥挥兄亓驈椓ψ龉Φ奈矬w系統(tǒng)內(nèi),動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化,而總的機(jī)械能保持不變通過表我們可以發(fā)現(xiàn)沒有一種表述是完全相同的。我們再把各種表述分成兩組,第1組為“魯科版”、“粵教版”與“滬科版”的表述,這三種表述基本相同。第2組為“教科版”與“人教版”的表述,這兩種表述也基本相同。第1組只講重力做功,第2組包含重力做功和彈力做功這兩種情況。顯然,第
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