以《机械能守恒定律》为例谈高中物理的教与学_参考网
以《机械能守恒定律》为例谈高中物理的教与学
蒋志华++++徐安美【摘 要】 在物理教学过程中，我们的核心是物理思想、物理方法、物理技能、探索的精神，知识只是解决这些能力问题的载体，我们在教的过程和学生学的过程中，我们都应着眼知识背后的能力培养，让学生在学的过程中增长自己的智慧从而成就自己的智慧人生。【关 键 词】 物理教学；机械能守恒；高中物理是一门思维性极强的学科，其最大的魅力和价值也体现在一些物理思想上。这也从本质上决定了师生之间的教与学的核心内容。在教学中我也希望我们教师以物理思想、物理方法的传达、构建、应用为第一位，具体的知识、教材、试题、课堂都仅仅是载体而已。而作为物理这一极富思想性学科的授导者，我们本身也要有一定的思想高度，从深层次本质上去解读要授什么、怎么导的问题。下面仅以《机械能守恒定律》的教与学为例探讨高中物理的教与学问题。一、教师的备要有智慧（一）充分挖掘教材信息呈现在我们面前的基本信息是《机械能守恒定律》内容，这当然是核心内容，但还有大量信息容易被我们忽略，特别是青年教师。如第一段话“我们在初中学过……”体现了概念建立的最好途径是在旧有的认知基础上去架构。整个论证过程体现了物理规律建立的一般模式，“发现现象─猜想结论─个案论证─般性论证─得出结论─形成理论”的历程。最后对条件、范围的阐释本身也体现了辩证的思想，也有意识地引导学生去思考知识的内涵和外延，而不是停留在知识的简单记忆上。（二）正确确立教学重点在思考教学的重点这一问题时不能绝对的、孤立地去看待它，而应该放在整个章节中、整个力学中、整个高中物理中、甚至是整个物理学科中思考，同时还要兼顾所面对的学生的基础情况、能力情况和发展需求上，还要思考所处的时间阶段是高一新课、一轮复习、二轮复习等。在新课教授中，通常更强化结论的理解上。如花较多的时间去补充和理解弹力做功对机械能的影响问题，并且如果肤浅的理解教科书上的内容有可能导致误解和形成错误认知。而放眼在整个高中物理教学过程中，守恒思想的确立和根深蒂固比结论本身更为重要，在规律的认识之初不是怎样规范用的问题而是怎样在第一时间想到这一规律，并慢慢让学生建立任何情形下都可以考虑是否可以从这一角度去思考的问题。从教学的阶段上看，新课中注重规律的形成和建立并从内心深处去认同它更为重要，至于一些注意事项，可以在进一步的教学中逐渐去渗透，从而达到知识内化的目的。若在后期的复习和巩固中重点可以转移到准确性、内涵外延、怎样应用上去。（三）知识的把握要精准以“机械能守恒定律”为例，具体内容为“在只有重力做功的情形下，物体的动能和重力势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变”。为了让学生从思想深处去理解并认识它，可以将内容分层次或从多侧面剖析给学生。如这句话反映了三个层次，首先是机械能总量不变即机械能守恒，这也是机械能守恒的本质；其次是从能的转移、转化角度看，只存在动能和重力势能之间的转化；最后是思考在什么情况下才是只有动能和势能相互转化，那就是只有重力做功。由于学生第一次接触机械能守恒，不能因追求严密而太过复杂，但毕竟不甚完整，可以引导学生思考。如机械能应该包括弹性势能，那如果有弹性势能的参与又该如何呢？培养学生善于思考发现问题的习惯。教师对这一结论的思考则要求是全方位的、深层次的，如是否是唯一表述、准确表述，有哪些内涵和外延等。笔者认为可以从以下一些角度加以深化：（1）描述中涉及势能，必然是对系统而言，至少是物体和地球，但一般忽略了地球，原因是地球可以看成“静止不动”的物体，所以地球不涉及动能，或者说动能不发生变化，势能一般理解为物体的势能，当然忽视这一点不影响计算结果，但在逻辑上是不严密的，不一定给学生阐释，但作为教师应该清楚。（2）在上述情况中（除地球外单个物体），即可以考虑机械能守恒也可以考虑动能定理。而机械能守恒定律的妙用更多地体现在除地球外两个或两个以上的物体系构成的系统情况下。（3）对于由多个物体构成的系统涉及到的力有不确定形式的外力F、重力、电磁力、相互间的弹力和摩擦力，不涉及分子层面力的问题。而功是能量转化的量度，这就决定了不得不考虑这些力对研究系统机械能的影响问题。所以才有条件“只有重力做功”。（4）那么重力做功为什么独立出来，而其他力做功又是怎样影响的呢？这里要引入一个结论：一对内力做功的代数和即W内=FS相代表了一定量能量的转化。而重力对物体做的功可以理解为这对重力做功的代数和（在第（1）点中有说明），只是实现了系统动能和重力势能之间的转化量度，是机械能内部不同形式能量间的转化，不改变系统的机械能总量。而如果有摩擦力则会存在与内能之间的转化问题，如果有电场力则会存在与电势能之间的转化问题。（5）如果相互接触的物体是刚体（高中阶段指非弹簧、橡皮绳），则之间的弹力做功代数和为零，不该系统的机械能，如果是弹簧且存在形变，则W弹≠0，却表示系统其他形式能与弹性势能的转化量度，故也不改变系统的机械能总量。（6）如果存在静摩擦力，同理不影响系统的机械能总量。但如果存在滑动摩擦力，则Wf=fS相，表征了转化为内能的部分（注意单向性），故系统机械能减少。（7）如果是电磁力，则存在与电势能或磁场能之间的转化（注意具备双向性）。（8）存在未知外力，则存在与外界未知形式的能量之间的转化问题。二、教师的导要能启慧如果教学只停留在教师讲，学生听，教师演练，学生模仿，这样的教学要想达到较好的效果是有很大困难的。我们要尽量做到学生先学后教，这里的先学还不能仅仅是停留在简单记忆，而应该有较充分和较深层次的思考。怎样解决学生的思维障碍，做到循序渐进层层推进？我们要讲智慧。如在《机械能守恒定律》中我们可以这样设计导学：1. 让学生做一个满足机械能守恒的小实验，如滚摆，初步体会动能势能的转化。2. 举几个例子让学生思考运动过程中动能和势能的增减，引导有增有减时思考总量是否有可能不变。（建立守恒的意识）3. 选一个便于操作的实例思考怎样去论证我们的结论。（培养科学意识）4. 举几个满足机械能守恒的例子，思考他们的共性。（培养归纳总结能力）5. 从只受重力过渡到只有重力做功。（培养思维的缜密性）6. 如果有其他力做功会怎么样？（建立批判的思想）三、学生的学要能生慧学生在学习过程中要能感受到物理思维的精妙和乐趣，整个学习的过程就是他们明辨概念，熟悉原理，精通方法灵活应用的过程。如果在知识方法的建立过程效果还不太明显，则应增加应用帮助其提高认识。总之，在物理教学过程中我们的核心是物理思想、物理方法、物理技能、探索的精神，知识只是解决这些能力问题的载体，我们在教的过程和学生在学的过程中，我们都应着眼知识背后的能力培养，让学生在学的过程中增长自己的智慧从而成就自己的智慧人生。【参考文献】[1] 陶昌宏. 高中物理教学理论与实践[M]. 北京：北京师范大学出版社，2008.[2] 高正球. 高中物理教学的有效性[J]. 理科考试研究，2016（7）.[3] 魏佳兵. 高中物理教学策略探讨[J]. 高中数理化，2016（6）.
课堂内外·教师版
2016年12期
课堂内外·教师版的其它文章高一物理机械能守恒定律教案41
您现在的位置：&&>>&&>>&&>>&&>>&正文
高一物理机械能守恒定律教案41
作者：佚名 教案来源：网络 点击数： &&&
高一物理机械能守恒定律教案41
本资料为WORD文档，请点击下载地址下载
文 章来源莲山课件 w ww.5 y kj.Co m 7.6 机械能守恒定律 一、目标1．在已经学习有关机械能概念的基础上，学习机械能守恒定律，掌握机械能守恒的条件，掌握应用机械能守恒定律分析、解决问题的基本方法。2．学习从功和能的角度分析、处理问题的方法，提高运用所学知识综合分析、解决问题的能力。二、重点、难点分析1．机械能守恒定律是本章的重点内容，本节教学的重点是使学生掌握物体系统机械能守恒的条件；能够正确分析物体系统所具有的机械能；能够应用机械能守恒定律解决有关问题。2．分析物体系统所具有的机械能，尤其是分析、判断物体所具有的重力势能，是本节学习的难点之一。在教学中应让学生认识到，物体重力势能大小与所选取的参考平面(零势面)有关；而重力势能的变化量是与所选取的参考平面无关的。在讨论物体系统的机械能时，应先确定参考平面。3．能否正确选用机械能守恒定律解决问题是本节学习的另一难点。通过本节学习应让学生认识到，从功和能的角度分析、解决问题是物理学的重要方法之一；同时进一步明确，在对问题作具体分析的条件下，要能够正确选用适当的物理规律分析、处理问题。三、教具演示物体在运动中动能与势能相互转化。器材包括：麦克斯韦滚摆；单摆；弹簧振子。四、主要教学过程(一)引入新课结合复习引入新课。前面我们学习了动能、势能和机械能的知识。在初中学习时我们就了解到，在一定条件下，物体的动能与势能(包括重力势能和弹性势能)可以相互转化，下面我们观察演示实验中物体动能与势能转化的情况。[演示实验] 依次演示麦克斯韦滚摆、单摆和弹簧振子，提醒学生注意观察物体运动中动能、势能的变化情况。通过观察演示实验，学生回答物体运动中动能、势能变化情况，教师小结：物体运动过程中，随动能增大，物体的势能减小；反之，随动能减小，物体的势能增大。提出问题：上述运动过程中，物体的机械能是否变化呢？这是我们本节要学习的主要内容。(二)教学过程设计在观察演示实验的基础上，我们从理论上分析物理动能与势能相互转化的情况。先考虑只有重力对物体做功的理想情况。1．只有重力对物体做功时物体的机械能问题：质量为m的物体自由下落过程中，经过高度h1处速度为v1，下落至高度h2处速度为v2，不计空气阻力，分析由h1下落到h2过程中机械能的变化(引导学生思考分析)。分析：根据动能定理，有&&下落过程中重力对物体做功，重力做功在数值上等于物体重力势能的变化量。取地面为参考平面，有WG＝mgh1-mgh2由以上两式可以得到&引导学生分析上面式子所反映的物理意义，并小结：下落过程中，物体重力势能转化为动能，此过程中物体的机械能总量不变。指出问题：上述结论是否具有普遍意义呢？作为课后作业，请同学们课后进一步分析物体做平抛和竖直上抛运动时的情况。明确：可以证明，在只有重力做功的情况下，物体动能和势能可以相互转化，而机械能总量保持不变。提出问题：在只有弹簧弹力做功时，物体的机械能是否变化呢？2．弹簧和物体组成的系统的机械能以弹簧振子为例(未讲振动，不必给出弹簧振子名称，只需讲清系统特点即可)，简要分析系统势能与动能的转化。明确：进一步定量研究可以证明，在只有弹簧弹力做功条件下，物体的动能与势能可以相互转化，物体的机械能总量不变。综上所述，可以得到如下结论：3．机械能守恒定律在只有重力和弹簧弹力对物体做功的情况下，物体的动能和势能可以相互转化，物体机械能总量保持不变。这个结论叫做机械能守恒定律。提出问题：学习机械能守恒定律，要能应用它分析、解决问题。下面我们通过具体问题的分析来学习机械能守恒定律的应用。在具体问题分析过程中，一方面要学习应用机械能守恒定律解决问题的方法，另一方面通过问题分析加深对机械能守恒定律的理解与认识。4．机械能守恒定律的应用例1．在距离地面20m高处以15m/s的初速度水平抛出一小球，不计空气阻力，取g＝10m/s2，求小球落地速度大小。引导学生思考分析，提出问题：(1)前面学习过应用运动合成与分解的方法处理平抛运动，现在能否应用机械能守恒定律解决这类问题？(2)小球抛出后至落地之前的运动过程中，是否满足机械能守恒的条件？如何应用机械能守恒定律解决问题？归纳学生分析的结果，明确：(1)小球下落过程中，只有重力对小球做功，满足机械能守恒条件，可以用机械能守恒定律求解；(2)应用机械能守恒定律时，应明确所选取的运动过程，明确初、末状态小球所具有的机械能。例题求解过程：取地面为参考平面，抛出时小球具有的重力势能Ep1＝mgh，动能&&落地时小球的速度大小为&提出问题：请考虑用机械能守恒定律解决问题与用运动合成解决问题的差异是什么？例2．小球沿光滑的斜轨道由静止开始滑下，并进入在竖直平面内的离心轨道运动，如图所示，为保持小球能够通过离心轨道最高点而不落下来，求小球至少应从多高处开始滑下？已知离心圆轨道半径为R，不计各处摩擦。&提出问题，引导学生思考分析：(1)小球能够在离心轨道内完成完整的圆周运动，对小球通过圆轨道最高点的速度有何要求？(2)从小球沿斜轨道滑下，到小球在离心轨道内运动的过程中，小球的机械能是否守恒？(3)如何应用机械能守恒定律解决这一问题？如何选取物体运动的初、末状态？归纳学生分析的结果，明确：(1)小球能够通过圆轨道最高点，要求小球在最高点具有一定速度，即此时小球运动所需要的向心力，恰好等于小球所受重力；(2)运动中小球的机械能守恒；(3)选小球开始下滑为初状态，通过离心轨道最高点为末状态，研究小球这一运动过程。例题求解过程：取离心轨道最低点所在平面为参考平面，开始时小球具有的机械能E1＝mgh。通过离心轨道最高点时，小球速度为v，此时小球的机械能&&&成完整的圆周运动。进一步说明：在中学阶段，由于数学工具的限制，我们无法应用牛顿运动定律解决小球在离心圆轨道内的运动。但应用机械能守恒定律，可以很简单地解决这类问题。&例3．长l＝80cm的细绳上端固定，下端系一个质量 m＝100g的小球。将小球拉起至细绳与竖直方向成60°角的位置，然后无初速释放。不计各处阻力，求小球通过最低点时，细绳对小球拉力多大？取g＝10m/s2。提出问题，引导学生分析思考：(1)释放后小球做何运动？通过最低点时，绳对小球的拉力是否等于小球的重力？(2)能否应用机械能守恒定律求出小球通过最低点时的速度？归纳学生分析结果，明确：(1)小球做圆周运动，通过最低点时，绳的拉力大于小球的重力，此二力的合力等于小球在最低点时所需向心力；(2)绳对小球的拉力不对小球做功，运动中只有重力对球做功，小球机械能守恒。例题求解过程：小球运动过程中，重力势能的变化量ΔEp＝-mgh＝-mgl(1-cos60°)，&&&在最低点时绳对小球的拉力大小为&提出问题：通过以上各例题，总结应用机械能守恒定律解决问题的基本方法。归纳学生的分析，作课堂小结。五、小结1．在只有重力做功的过程中，物体的机械能总量不变。通过例题分析要加深对机械能守恒定律的理解。2．应用机械能守恒定律解决问题时，应首先分析物体运动过程中是否满足机械能守恒条件，其次要正确选择所研究的物理过程，正确写出初、末状态物体的机械能表达式。3．从功和能的角度分析、解决问题，是物理学研究的重要方法和途径。通过本节内容的学习，逐步培养用功和能的观点分析解决物理问题的能力。4．应用功和能的观点分析处理的问题往往具有一定的综合性，例如与圆周运动或动量知识相结合，要注意将所学知识融汇贯通，综合应用，提高综合运用知识解决问题的能力。六、说明势能是相互作用的物体系统所共有的，同样，机械能也应是物体系统所共有的。在中学物理教学中，不必过份强调这点，平时我们所说物体的机械能，可以理解为是对物体系统所具有的机械能的一种简便而通俗的说法。文 章来源莲山课件 w ww.5 y kj.Co m
上一篇教案： 下一篇教案：
? ? ? ? ? ? ? ? ? ?ACA、研究平抛物体的运动&&&&B、验证机械能守恒定律C、验证动量守恒定&&&&&&&&D、用单摆测定重力加速度（2）在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中：若打点计时器所接交流电的频率为50赫兹，甲、乙两条实验纸带，如图1所示，应选甲纸带好．若已测得点2到4间距离为s1，点0到3间距离为s2，打点周期为T，验证重物开始下落到打点计时器打下点3这段时间内机械能守恒，s1、s2和T应满足的关系为T=2gS2122gS2．（3）影响物质材料电阻率的因素很多．一般金属材料的电阻率随温度的升高增大，而半导体材料的电阻率则随温度的升高而减小．某校研究性学习小组为了研究某种导电材料的导电特性，他们用该种材料制作成电阻值较小的线状元件z做实验，所用电压表的量程为3V，电流表的量程为3A，测得元件Z中的电流与相应电压的9组数据标在I-U图上．①他们进行实验应选用的实物电路图是图2中的C．②在交流评价过程中某同学提出，有2组实验数据存在明显的错误，你认为是C、D（只需填上与该数据对应的点O、A、B…）③请在图3上画出元件Z的伏安特性曲线，判断元件Z是半导体材料（“金属”或“半导体”）．
科目：高中物理
（2010?成都二模）（1）在验证“机械能守恒定率”的试验中：①下面叙述正确的是AB（填序号字母）A．选用的重物的体积应当小一些B．操作时应先通电再释放纸带C．应该选用点迹清晰，且第一、二两点间的距离接近2mm的纸带进行分析D．电磁打点计时器都应接在电压为20V的交流电源上②实验室有下列器材可供选用：铁架台，电磁打点计时器（包括复写纸），纸带，停表，低压交流电源（带开关），导线，天平，刻度尺．其中不必要的器材有停表，天平；缺少的器材是重物．（2）某同学想测某个电阻的电阻值Rx（约为130Ω），为此他找来下列器材：A．电流E：电动势约为1.5V，内阻可忽略不计B．电流表A1：量程为0～10mA，内电阻r1=10ΩC．电流表A2：量程为0～20mA电阻r2约为5ΩD．定值电阻R0：阻值R0=90ΩE．滑动变阻器R1：最大阻值为20ΩF．滑动变阻器R2：最大阻值为1000ΩG．单刀单掷开关S，导线若干①该同学的设计思路是：先将其中一只电流表改装成电压表，然后利用伏安法测出Rx．为了尽量准确的测出Rx的阻值，请你根据找到的器材和该同学的设计思路，在虚线框内画出实验电路图，并标出器材符号．②你所选用的滑动变阻器是R1（填器材序号字母或器材符号）．③若某次测量中电流表A1的示数为I1，电流表A2的示数为I2，则Rx的表达式为：Rx=1(R0+r1)I2-I1．
科目：高中物理
某实验小组想利用图（甲）所示的单摆装置来验正机械能守恒定，但需要先测定当地的重力加速度．他们从实验室找来了如图（乙）所示的实验器材．（1）在测量当地的重力加速度时，除器材a、c外，还应选择的器材有（填器材下的字母）．若测量过程中悬点松动，则测出的重力加速度真实重力加速度（填“大于、等于或小于”）．（2）用游标卡尺测量摆球的直径时读数如图所示，则小球的直径为&cm．（3）重力加速度测出后，继续验证摆球的机械能是否守恒，需要的器材有（填器材下的字母）．取最低点D处为零势面，横坐标h为小球离最低点的高度，纵坐标E为小球的动能或势能（m为小球的质量）．推据记录的实验数据，处理后得到图（丙）所示的实验图象，经分析后可以得出的结论是：．
科目：高中物理
来源：2012年浙江省温州市高考物理适应性训练（二）（解析版）
题型：解答题
某实验小组想利用图（甲）所示的单摆装置来验正机械能守恒定，但需要先测定当地的重力加速度．他们从实验室找来了如图（乙）所示的实验器材．（1）在测量当地的重力加速度时，除器材a、c外，还应选择的器材有______（填器材下的字母）．若测量过程中悬点松动，则测出的重力加速度______真实重力加速度（填“大于、等于或小于”）．（2）用游标卡尺测量摆球的直径时读数如图所示，则小球的直径为______&cm．（3）重力加速度测出后，继续验证摆球的机械能是否守恒，需要的器材有______（填器材下的字母）．取最低点D处为零势面，横坐标h为小球离最低点的高度，纵坐标E为小球的动能或势能（m为小球的质量）．推据记录的实验数据，处理后得到图（丙）所示的实验图象，经分析后可以得出的结论是：______．
精英家教网新版app上线啦！用app只需扫描书本条形码就能找到作业，家长给孩子检查作业更省心，同学们作业对答案更方便，扫描上方二维码立刻安装！
请输入姓名
请输入手机号这道题的第一题，答案是用机械能守恒做的，为什么可以这样做？我写的错在哪里？_百度知道
色情、暴力
我们会通过消息、邮箱等方式尽快将举报结果通知您。
这道题的第一题，答案是用机械能守恒做的，为什么可以这样做？我写的错在哪里？
我有更好的答案
因为它在管下端与pq之间不受摩擦
不可以对整个过程一步用牛二
采纳率：43%
为您推荐：
其他类似问题
机械能守恒的相关知识
换一换
回答问题，赢新手礼包君，已阅读到文档的结尾了呢~~
机械能守恒定律高考题,机械能守恒定律,机械能守恒定律习题,验证机械能守恒定律,机械能守恒定律公式,机械能守恒定律实验,机械能守恒定律ppt,机械能及其守恒定律,动量守恒定律高考题,机械能守恒定律教案
扫扫二维码，随身浏览文档
手机或平板扫扫即可继续访问
机械能守恒定律高考题
举报该文档为侵权文档。
举报该文档含有违规或不良信息。
反馈该文档无法正常浏览。
举报该文档为重复文档。
推荐理由：
将文档分享至：
分享完整地址
文档地址：
粘贴到BBS或博客
flash地址：
支持嵌入FLASH地址的网站使用
html代码：
&embed src='/DocinViewer--144.swf' width='100%' height='600' type=application/x-shockwave-flash ALLOWFULLSCREEN='true' ALLOWSCRIPTACCESS='always'&&/embed&
450px*300px480px*400px650px*490px
支持嵌入HTML代码的网站使用
您的内容已经提交成功
您所提交的内容需要审核后才能发布，请您等待！
3秒自动关闭窗口}