物理71追寻守恒量教案3新人教版必修2.docx

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1、71追寻守恒量（教学设计）【教学设计理念】通过课堂教学，让学生体验科学探究过程，理解科学探讨方法；增加创新意识和试验实力，开展探究自然、理解自然的爱好与热忱；促使学生进一步形成守恒的思想，使学生理解守恒思想的重要性。相识能量守恒思想对社会开展的影响，为形成科学世界观和科学价值观打下根底。【章节内容分析】在老教材中，本章的教学流程主线是：先学习功的概念，再理解功和能的关系，然后学习能量的概念以及能量转化过程中的规律。但事实上，在物理学的开展过程中，能量的概念几乎是与人类对能量守恒的相识同步开展起来的，能量的概念之所以重要，就是因为它是个守恒量。守恒关系是自然界中特别重要的一类关系，我们强调方法的

2、教化、观念的教化，就要从中学时代开场加强学生对守恒关系的相识。根据这样的思想，新教材把守恒思想的提出放到了详细的能量概念之前，并把它浸透在能量学习的全过程。这事实上是复原了能量概念在科学史上原来的位置。【本节内容处理】“追寻守恒量”这节课是新课程的新增内容，内容很少，这须要老师进展扩展，也为老师发挥自身特长供应了很大的空间，因此关于这节课的教学，各位同仁都会有自己的构思，这里只是介绍一下本人的个人想法与实际课堂的教学状况，欢送沟通与指责指正。【三维教学目的】（一）学问与技能1、知道自然界中存在着多种守恒的因素，守恒是自然界的重要规律。2、知道自然界中存在着一种被命名为能量的守恒量。3、知道互相

3、作用的物体凭借其位置而具有的能量叫势能。4、知道物体由于运动而具有的能量叫动能。5、能分析生活中涉及机械能转化的问题。（二）过程与方法1、体会找寻守恒量是科学探讨的重要思路，有时也是解决问题的捷径。2、从物理学开展史来看，试验视察分析与数学推理分析都是特别重要的方法，并且往往是须要两种方法相结合才能获得本质性进展。从本节的探究过程来看，学生可以充分地体会到这一点。3、体验遇到一些困难的实际问题时，产生灵感，形成新思维的过程，从而也增加科学意识，进步科学探究的实力。（三）情感、看法与价值观1、理解人类追寻“能”这一守恒量的思维过程，体验守恒思想的重要意义。2、通过体验产生新思维的过程，使学生感受

4、到，即使是牛顿那样宏大的科学巨人，即使是他具有超群的数学天赋，也会缺乏某些灵感。而通过后人的探讨，却创建理解决问题的捷径。同时也使学生感觉到这一新思维的产生离他们的思维程度很近，将来完全有可能做出一些力所能及的创新工作。3、通过本节教学，可以使学生体会到自然界深藏奇妙，更深层次地体会到物理学的好玩。4、通过机械能的转化问题来探讨生活中物体的运动，培育学生酷爱生活的情趣。【教学重点难点】重点：对守恒思想的领悟，对科学探讨过程的体验，对能量、动能、势能等概念的理解。难点：类似于科学家的探讨过程，怎样从实际情景中抽象出某些关键的因素，并利用已有的学问和方法，产生灵感，从而进展新的联络及产生得出新的概

5、念。【教法学法设计】教的形式：创设情景，导入目的自主探究，理论体验表达沟通，总结归纳。学的形式：根据课堂所给情景，自主探究，在适当的老师的引导或示意下，可以自己提出一些猜测，利用小组或全班的集体力气，通过分析、论证，解除不科学的成分，必要时利用肯定的数学手段将物理问题数学化，从而产生新的灵感，最终得出新的发觉。【教学用具器材】多媒体，铁架台，小球与细线，滚摆。【教学过程设计】(一)课前练习1、寒假期间，邻居的两个小孩被你领进一个小房间里下棋。你关上房门外出办事回来后，发觉棋子散了一地。你带着两个孩子一起整理棋子，把棋子在盒子里排放整齐后，发觉还缺少6颗。你们一起找啊找，门后有1颗，墙角有1颗，

6、杯子里面也有1颗，还有3颗就是找不到。但是你们还是接着找，地毯下又找到了2颗。最终一颗在哪里呢？你发觉窗户翻开着，探出头一看，草地上还有一颗！支撑你们接着找寻的信念是什么？2、如右图所示，小球从斜面A上距地面高度为H处滚下来，又滚上斜面B，若地面和斜面都是光滑的，两个斜面的倾角都未知，试用我们学过的学问证明：小球滚上斜面B的最大高度也肯定等于H! 设计说明第1个问题选自浙江省编的作业本，本人认为是个特别经典的守恒问题，所以拿来让学生在新课之前先预热一下，既好玩，又可以强化学生对新课的期盼。第2个问题也可以在新课中干脆给出，不要求在课堂上进展证明，只是关注一下：用牛顿定律与运动学学问，是可以进展

7、证明的，然后立刻提出假如斜面是曲面的问题。但在课堂上，学生可能会有一种想要证明的冲动，这会使下面的课堂过程难以顺当的进展下去。而作为课前练习，由于是针对闻名的“伽利略斜面志向试验”的问题，又是利用已学的牛顿定律与运动学学问，学生运用已驾驭的学问和方法解决闻名的问题应当是有爱好的。再说，让学惹事先证明过之后，课堂上提出“小球滚上斜面B的最大高度也肯定等于H”时，学生心里也更踏实了。(二)课的引入提出课前练习中的第1个问题，学生说出自己的答案：“支撑我接着找寻下去的信念是：棋子的个数是不变的，是守恒的。”给出以下问题：1、一个选购员，带着1000元现金到一些商店选购了几样物品，但未即时把购置每件物

8、品所用的钱记在笔记本上，回单位报帐时，从口袋时搯出了6张发票，合计金额为650元，而剩下的现金只有280元。你认为他将会去做什么？促使他去这样做的根据是什么？设计说明这里不要在学生提出选购员“可能要做哪些事情”上消耗时间，要很快地转入后一个话题，得出选购员的思想根据是“现金与花出去的钱的总量应当不变”。设计本问题的意图是浸透“守恒”思想，同时对后面将要发觉的“伽利略斜面志向试验”中的小球运动过程中“存在某种不变的因素”起到示意作用。最终还要让学生意识到自然界中可能存在着很多种守恒的因素。2、在探讨运动和力的关系时，伽利略曾用“斜面志向试验”说明小球在不受摩擦等阻力的志向条件下，小球将在程度面上

9、恒久运动下去，他的根据是什么？ 设计说明复习已学过的伽利略的“志向试验”探讨方法，通过学生回忆或老师提示，回想起伽利略的根据是小球总要上升到原来的高度，老师还可以用幽默的语言来描绘这个“伽利略小球”是有某种 “灵性”的小球，是“有记忆”、“有愿望”的小球，当它从斜面滚到程度面上时，总是“想着”回到原来的高度，当前方存在上倾的斜面时，小球的“愿望”得以实现，假如始终都是程度面，那么小球就始终带着这个“想要”回到原来高度的“愿望”始终运动下去但是这些说法都不是物理学的语言，在物理学中，这一事实被说成是“有某一量是守恒的”。3、如右图所示，小球从斜面A上距地面高度为H处滚下来，又滚上斜面B，若地面和

10、斜面都是光滑的，两个斜面的倾角都未知，（1）能不能用我们学过的什么学问求出小球到达在各个位置的运动状况？你能证明小球滚上斜面B的最大高度也肯定等于H吗？ （2）假如两个斜面是曲面呢？设计说明可课前让学生先探讨第一个问题的后一问。第二问有难度，教科书中并没有提出这个问题，但作为一个难题，让学生难住了，或者是让他们觉得要用微元法求解太繁琐，从而引出是否存在其他解决问题的捷径的问题，可以激发学生更强的求知欲。可以想象，宏大的牛顿正是在探讨这类问题时独创了微积分的，或许正因为牛顿有特别好的数学天赋，反而使他没有发觉更简洁的解决问题的方法一个奇妙的规律能量守恒！本问题的关注点是：小球在整个运动过程中处于

11、各个位置时“是否始终存在某种不变因素？” (三)新的探究一、提出问题牛顿定律很奇妙，因它说明了自然界的前因后果关系，人们还可用它预见一些简洁事物的将来！但是牛顿定律在解决实际问题时是否遇到困难？物理学产生于对自然现象的探讨，也要能运用于对自然现象的探讨，可是自然界的运动千变万化，假如都用牛顿定律来探讨，有时存在很大的困难，我们如今就开场找寻新的解决问题的捷径吧。二、初步猜测与试验“验证”你对刚刚的问题有什么猜测？你能证明这一猜测吗？学生很自然地还会猜测：小球上升的最大高度仍是H有局部学生提出：可用微元法证明，但很费事。课件展示：伽利略的斜面（曲面）志向试验的动画设计说明用微元法证明的过程在本节

12、课中没必要进展，学生有这个思路就可以了，本节课的主要任务在于产生创新思维追寻守恒量。演示：由于实际的斜面（曲面）存在摩擦阻力，试验结果难以到达比拟志向的程度，我们可以用类似的试验来说明问题：如右图装置中，小球所受的阻力很小，大家看到什么规律？学生可能答复：高度不变，或说高度守恒。三、设置疑点老师引导：这一说法只是关注小球在整个运动过程中的初、末两个状态，事实上小球在整个运动过程中高度是在改变的，怎么能说“高度守恒”？四、重要探究点1小球运动过程中的什么因素是守恒的？设计说明这个探究点是教材中没有提及的，是教材内容的一个拓展点或者说是一个加探点，经教学理论，很多学生由衷地感慨说：物理学怎么这样好

13、玩！分析来分析去的尽然发觉了很多自然界的奇妙，原来能量的概念与力的概念是可以这样联络起来的！学生小组活动：设计说明老师可以示意：在“课的引入”问题1中，选购员不但是最终余下的现金与所花的钱之和应当等于起初所带的钱，其实在他不断花钱过程中的每一个状态下，这个和总是不变的，也就是守恒的！在后面的一系列探究过程中，老师还应抓住一些恰当的时机进展引导，否则很可能得不到比拟志向的探究结果。不过在学生探究过程中，老师不要动不动就“横加干预”，要把握好引导的度。学生经探究发觉：小球高度减小时，速度就增大；反之，高度增大时，速度就减小。好像“高度”和“速度”可以互相转化？好像存在一个什么不变的因素？在较短时间

14、内，若没有学生提出，则由老师提出：是不是高度与速度加起来是守恒的？（多数学生表现：？）设计说明学生已经有了单位制的概念，即使有了这个灵感，也不太可能会提出这个想法，灵感在瞬间被抹杀！所以，必要时老师可以替学生再次提出这一想法，目的是让学生提出疑义，同时激发他们产生更深化层次的灵感“高度”与“速度”以某种方式加起来应当是守恒的这事实上已经为本章第八节“机械能守恒定律”的教学做好了铺垫。关键问题：高度与速度以什么样的方式加起来是守恒的？或者说以什么样的方式进展转化？设计说明从“加起来守恒”的思想，变成“互相转化”的思想，从而在稍后的探究中想到速度平方公式，这是一个思维转换的过程，须要在设计问题时做

15、一些铺垫。后一问就是为此而设计的。学生接着探究：老师视学生的进展状况，必要时可进展如下思路的引导，这些引导遵循肯定的思维逻辑关系，使思维一步一步地靠近目的：参考引导1：人们在探讨某些困难问题时，可能很难找出其中的规律，很自然就想到在这些问题中是否存在某种守恒的量，假如存在，则可能给问题的解决带来极大的便利。刚刚我们考虑小球高度与速度大小之和守恒，是个有创意的想法，只是两者不属于同一类物理量，其大小之和是没有意义的。能否想方法联络到同一类物理量上去？参考引导2：若在已知的量中找不出适宜的，就可以考虑再定义一个新物理量，这是科学探讨的常用方法。参考引导3：根据我们已学的物理学问，高度可以联络到位移

16、量上去，而位移与速度是否存在某种联络？参考引导4：我们找寻的是某种守恒量，而守恒（或说不变）就意味着存在某种等式，所以我们所要找寻的“某种联络”应当可以用等式（公式）来表达，假如存在这种等式，那这个等式的两边所对应的“量”必定是单位一样的，是同一类的“物理量”。请问：在我们已知的物理公式中是否有涉及位移与速度关系的？ 学生探究结果的演进：v22v122ax小球从静止开场运动，有v22ax在斜面上有v22gh进一步猜测： 2gh与v2之和是守恒的老师赞扬：特别好！这个猜测是否合理，我们以后有时机再探讨，但至少我们已经有了一个创新的想法。五、理解科学家的探讨结果科学开展到今日，人们发觉，一切改变无

17、论属于什么运动形式，反映什么样的物质特性，都要满意肯定的守恒规律。例如刚刚探讨的问题，科学家们是怎样探讨这个守恒规律的？如今请大家阅读教材P2的第四六自然段（约2分钟），并答复以下问题：刚刚所探讨的问题中的“守恒量”叫做什么？（能量或机械能）当把小球从桌面进步到肯定高度时，我们给予小球什么能？（势能）小球沿斜面A往下滚时高度在减小，它的势能守恒吗？怎样说明？沿斜面B往上滚时又怎样？（不守恒，势能在减小，但动能在增加。沿斜面B往上滚时，动能在减小，而势能在增加。在这些改变过程中，能量只是在转化来转化去，但并未丧失。）六、联络生活实际与解题应用举诞生活中的一个例子，说明不同形式的机械能之间可以互相

18、转化。你的例子是否向我们提示，转化过程中能的总量保持不变？学生举例：参考例子：游乐园中的海盗船，假如没有摩擦和空气阻力，船在摇摆时都能到达肯定的高度。演示：滚摆试验老师：通过本章节的学习，同学们将会发觉，有了能量观念，在解决某些力学问题时，经常会给我们带来惊喜！七、重要探究点2造成能量转化的缘由是什么？设计说明这个内容也是教材中没有提及的。但是，关于“功是能量转化的量度”的问题，学生通过初中学习是知其而不知其所以然，当学了动能定理后，有些学生会为功、能这些概念的抽象而感到头痛，所以在本节课内容不多的状况下，让学生探讨一下造成势能和动能互相转化的缘由，从而对“功是能量转化的缘由”，直到后来得出“

19、功是能量转化的量度”打下根底。再说，在接下来的一节课就要学习功的计算了，所以在本节课中，在时间允许的条件下，有必要探究一下，“为什么要建立功的概念？”，至于负功问题可以留到下一节再考虑。思索与探讨：伽利略的斜面试验使人们相识到引入能量概念的重要性，同时也产生了新的问题：势能和动能可以定量地量度吗？这个问题有难度，我们可以先搁置一下。但是我们首先可以考虑一下，造成势能和动能发出转化的缘由是什么呢？请针对前面的例子或你自己刚刚举出的例子分析一下。学生：初中学过，是因为有力（重力）做功。老师：为什么有力做功能使势能和动能发出转化？仅凭对初中学问的记忆来探讨高中问题是不够的，如今还是根据刚学的高中学问

20、来一步一步地推理分析吧！小组探讨：学生A：是因为有重力的作用，假如没有重力的作用，小球不会滚下来，势能就不会变。学生B：有重力作用不肯定就能使小球的高度下降，例如小球放在程度面上。只有放在斜面上的小球在重力作用下势能才会减小，同时动能增加。老师：有不同意见吗？学生C：小球不肯定要放在斜面上，刚刚试验中的摆球，其势能和动能也能互相转化。学生D：小球从空中自由下落时，势能也转化为动能。学生归纳：当物体受到重力，而且造成物体的高度下降时（也就是有重力方向上的位移时），物体的势能减小，动能增加。也就是说，当重力有做功时，势能和动能互相转化。老师：很好！大家发觉了势能和动能之间的互相转化，须要通过重力做

21、功来实现。我们再来看一个例子：程度面上一个物体受到一个程度推力的作用，速度越来越快，它的动能怎样改变？势能是否减小？怎样说明？学生E：动能增加，而势能不减小，是因为推力对物体做功，能量来源于施加推力的物体。老师：看来，能量的转化或转移可能是通过重力做功实现的，也可能是通过其他力做功实现的，总之，为了定量地表示各种能量以及这些能量的转化状况，必需首先探讨力以及力的做功状况，因此，我们下节就先来探讨力做功的问题。八、课堂小结通过这节课的学习：1、我们理解了自然界的一个重要规律守恒规律。这种守恒思想也是一种信念，它是科学探讨的重要思路。2、大家还要知道，能量是物理学的重要概念，能量守恒定律不仅在力学

22、中适用，而且在物理学的其他局部，甚至在物理学之外的各个领域都是普遍适用的，所以本章是高中物理中特别重要的内容。3、在总量守恒的前提下，能量是可以互相转化的，造成能量转化的缘由是有力做功，因此下节课我们先来探讨功的问题。观看视频：猫与老鼠动画片之能量九、课后作业略 【板书设计】51追寻守恒量一、能量1、互相作用的物体凭借其位置而具有的能量叫势能。Hh=2、物体由于运动而具有的能量叫动能。二、造成能量转化的缘由有力做功【教学设计说明与反思】本节教学设计基于一个前提，学生（至少是多数学生）在上新课之前是没有预习过教材的，否则，学生早就知道教材中的思路，课堂上就会形成一种看“喧闹”的心理，而结果是大家都缺乏因未知而做一些猜测的冲动，反而“喧闹”不起来，课堂无气氛。关于这一点，在新课程教学中是要留意到的。这节课对上个学期学习的以牛顿定律为主的“必修1”的内容与本章将要学习的有关机械能的学问起到一个承上启下的作用，通过本节的教学，学生对后面相关内容的学习比起以往的学生来说，是轻松了一些，尤其是遇到须要用动能定理求解的问题时，学生一方面很难写出标准的动能定理解题的步骤，而另一方面却很喜爱按能量转化的思想写出式子。说明能量转化的观念已深化人心，这便是这第一节课的重要作用！有些内容已写进各处的设计说明中，这里不再赘述。