人教2003课标版《8.机械能守恒定律》精品优质课教案设计

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“机械能守恒定律”是一节规律教学课，一般来说物理规律的教学过程包括以下四个有序的步骤：一、创设便于发现问题、探索规律的物理环境。二是带领学生在物理环境中按照物理学的研究方法来探索物理规律。三、引导学生对规律进行讨论。四、引导和组织学生运用物理规律［1］。这一“步步为营”的教学思想，与学习进阶理论不谋而合。学习进阶理论认为学习是一种不断积累、不断发展的过程，学生对核心内容的理解不是一蹴而就的，而是需要经过许多个不同的中间水平。我们不妨称这些中间水平为“阶”，“阶”是学生认知过程中的各个“台阶”，“阶”的确定不只是基于知识的逻辑结构，是由学习者和知识主客体共同决定的。正是一个个连续的“阶”将学习的起点和终点连接起来。所以学习进阶不只是解决学习者认知发展路径的问题，它要帮助学习者找到认知发展过程中用以“踏脚”的具体“台阶”，为学习者的认知发展过程提供支撑［2］。在“机械能守恒定律”的课堂教学中，依据学习进阶理论，根据学生已有的知识结构和能力特点设置进阶起点，根据学生的认知能力和思维特点设置进阶的策略和途径，才能取得良好的课堂教学效果。

一、机械能概念的建立

这节课既有概念的理解又有规律的掌握，学生形成物理概念和掌握物理规律之间存在着不可分割的辩证联系。一方面，形成物理概念是掌握物理规律的基础，概念不清就谈不上掌握规律；另一方面，掌握物理规律可以使我们从运动变化中，从物理对象与物理现象的联系中去进一步更深入地理解概念［1］。

师： 通过本章以上几节课的学习，我们来回顾分析物理学发展史上一个著名的实验“伽利略理想斜面实验”：

请同学们分析小球运动过程中不同形式的能量间转化情况，其中的守恒量可能是什么？

生：下降过程中，重力势能转化为动能；上升过程中动能转化为重力势能。

动能与重力势能的总和守恒。

师：我们已经认识了重力势能、弹性势能和动能，其中重力势能和弹性势能都是由相对位置决定的能量，统称势能，势能和动能统称机械能。

EMBED Equation.3

通过上面的定义关系可知，实验中的守恒量是“机械能”。

二、重力势能、弹性势能和动能的相互转化实例

重力势能、弹性势能和动能这些能量是有密切联系的，可以相互转化。

师： 请同学们思考并举出实例。

师：引导。

生：思考、回答。

能量转化实例图示 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 重力势能、 EMBED Equation.3

三、对应的力做功实现不同形式的机械能的相互转化分析

师：引导学生对上述实例进行功能关系的分析。

生：1、重物自由下落，通过重力做功，实现重力势能和动能的相互转化；重物自由上抛，通过克服重力做功，实现重力势能和动能的相互转化。

2、轻弹簧推开光滑水平面上的物体，通过弹力做功，实现弹性势能和动能的相互转化；水平面上的物体压缩轻弹簧，通过克服弹力做功，实现动能和弹性势能的相互转化。

3、重物自由下落到轻弹簧上，通过重力做功和克服弹力做功实现重力势能和弹性势能及动能的相互转化；轻弹簧弹起重物，通过弹力做功和克服重力做功实现弹性势能和重力势能及动能的相互转化。

四、不同形式的机械能的转化过程中功能关系的研究

物理规律的获得主要有两种途径：一是直接从实验结果中分析、归纳、概括而总结出来，即实验归纳法；另一种途径是利用已有概念和规律，通过逻辑推理或数学推导，得出新的规律，即理论分析法［1］。机械能守恒定律可以通过如下的理论分析法建立。

师：引导学生在上述实例功能关系的分析基础上写出对应的功能关系式及相关结论。

（1） EMBED Equation.3 ；