时间:2022-04-02 14:21:41
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇机械能守恒定律,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
维
目
标知识与技能
1.会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度.
2.掌握验证机械能守恒定律的实验原理.
过程与方法
通过用纸带与打点计时器来验证机械能守恒定律,体验验证过程和物理学的研究方法.
情感、态度与价值观
通过实验验证,体会学习的快乐,激发学习的兴趣;通过亲身实践,树立“实践是检验真理的唯一标准”的科学观.培养学生的观察和实践能力,培养学生实事求是的科学态度.教学
重点掌握验证机械能守恒定律的实验原理。教学
难点验证机械能守恒定律的误差分析及如何减小实验误差的方法。教学
仪器打点计时器、重锤、纸带、铁架台、交流电源、铁架台和铁夹、刻度尺、导学案教学
方法启发式教学+问题式教学课时 1课时教学
设想预习导学案教师引导学生进行实验原理分析实验探究归纳与总结学生自评、互评、师评(课堂上通过小组合作、互动、展示和点评加深对本节知识的理解达成目标)教 学 过 程师 生 互 动备注【环节一】 展示学生预习成果(投影及表达)
1.本实验的目的是什么?什么是机械能守恒,其条件是什么?你认为要完成这个实验需要哪些实验器材?
2.要完成本实验,应该测量的量有哪些?如何测量这些量?
3.实验时,接通电源和释放纸带的顺序怎样?
4.你认为实验时应该注意哪些问题?
5.在预习实验的过程中你存在哪些困惑?
【环节二】进行新课
一、实验目的:验证机械能守恒定律
二、实验原理:1.推导出机械能守恒定律在本实验中的具体表达式。
在图1中,质量为m的物体从O点自由下落,以地作零重力势能面,下落过程中任意两点A和B的机械能分别为:图1
EA=12mv2A+mghA, EB=12mv2B+mghB
如果忽略空气阻力,物体下落过程中的机械能守恒,于是有
EA=EB,即12mv2A+mghA=12mv2B+mghB
上式亦可写成12mv2B-12mv2A=mghA-mghB
该式左边表示物体由A到B过程中动能的增加,右边表示物体由A到B过程中重力势能的减少。等式说明,物体重力势能的减少等于动能的增加。为了方便,可以直接从开始下落的O点至任意一点(如图1中A点)来进行研究,这时应有:12mv2A=mgh――本实验要验证的表达式,式中h是物体从O点下落至A点的高度,vA是物体在A点的瞬时速度。
2.如何求出A点的瞬时速度vA?
根据做匀加速运动的物体在某一段时间t内的平均速度等于该时间中间时刻的瞬时速度可求出A点的瞬时速度vA。学生自主完成实验预习,提高学生自我学习的能力。教师在课堂上找学生展示学案并回答相关问题,培养学生的阅读、总结表达能力.续上表
师 生 互 动备注 图2是竖直纸带由下而上实际打点后的情况。从O点开始依次取点1,2,3,……图中s1,s2,s3,……分别为0~2点,1~3点,2~4点…… 各段间的距离。
图2根据公式=st,t=2×0.02 s,可求出各段的平均速度。这些平均速度就等于是1,2,3,……各点相对应的瞬时速度v1,v2,v3,…….例如:
量出0~2点间距离s1,则在这段时间里的平均速度1=s1t,这就是点1处的瞬时速度v1。依次类推可求出点2,3,……处的瞬时速度v2,v3,……。
3.如何确定重物下落的高度?
(引导:图2中h1,h2,h3,……分别为纸带从O点下落的高度。)
根据以上数值可以计算出任意点的重力势能和动能,从而验证机械能守恒定律。
三、实验仪器:打点计时器、重锤、纸带、铁架台、交流电源、铁架台和铁夹、刻度尺
四、探讨实验步骤,进行实验,收集数据
在学生开始做实验之前,老师应强调如下几个问题:
1.该实验中选取被打点纸带应注意两点:一是第一点O为计时起点,O点的速度应为零。怎样判别呢?
2.是否需要测量重物的质量?
3.实验时,接通电源和释放纸带的顺序怎样?为什么?
4.测量下落高度时,某同学认为都必须从起始点算起,不能弄错。他的看法正确吗?为了减小测量 h值的相对误差,选取的各个计数点要离起始点适当远些好,还是近些好?
学生活动:思考老师的问题,讨论、交流。
1.因为打点计时器每隔0.02 s打点一次,在最初的0.02 s内物体下落距离应为0.002 m,所以应从几条纸带中选择第一、二两点间距离接近两年2 mm 的纸带进行测量;二是在纸带上所选的点就是连续相邻的点,每相邻两点时间间隔 t =0.02 s.
2.因为不需要知道物体在某点动能和势能的具体数值,所以不必测量物体的质量 m,而只需验证12v2n=ghn就行了。
3.必须先接通电源,让打点计时器正常工作后才能松开纸带让重物下落。
4.这个同学的看法是正确的。为了减小测量 h值的相对误差,选取的各个计数点要离起始点适当远些好。
学生进行分组实验。(学生讨论实验的步骤,教师巡回指导)
1.把打点计时器安装在铁架台上,用导线将学生电源和打点计时器接好.
2.把纸带的一端用夹子固定在重锤上,另一端穿过打点计时器的限位孔,用手竖直提起纸带,使重锤停靠在打点计时器附近.
3.接通电源,待计时器打点稳定后再松开纸带,让重锤自由下落,打点计时器应该在纸带上打出一系列的点.
4.重复上一步的过程,打三到五条纸带.
5.选择一条点迹清晰且第1、2点间距离接近2 mm的纸带,在起始点标上0,以后各点依次为1、2、3……用刻度尺测量对应下落的高度h1/h2/h3,……记人表格中.
6.用公式vn=hn+1+hn-1/2t,计算出各点的瞬时速度v1/v2/v3……并记录在表格中.
7.计算各点的重力势能的减少量mgh。和动能的增加量1/2mv2n,并进行比较.看是否相等,将数值填入表格内.
学生根据老师提出的问题,思考并回答
学生分组实验,并处理数据,教师利用实物投影仪展示几组数据,并进行点评.
续上表
师 生 互 动备注
各计数点123456下落高度速度势能动能五、 归纳总结
1.实验结论:在实验误差允许的范围内,重锤减少的重力势能等于增加的动能,所以,总的机械能守恒。
2.误差分析:由于阻力(空气阻力、纸带阻力)存在的,故mgh2
【环节三】 学生交流及评价(学生填写自评、互评表)
考查项目考查要素等级标准自评互评师评行
为
习
惯实验预习A:实验课前自主预习,独立完成实验报告预习部分。
B:对实验有预习,但未完成预习报告。
C:未预习;课前忙于应付检查而抄袭;不带书及必要的实验测量工具实验纪律A:按时进班,不迟到不早退,能自觉遵守实验室纪律
B:基本能保证实验课纪律
C:不做实验,做与实验课无关的事;睡觉,看课外书;说闲话实验技能实验内容(多选)A.能写出实验目的和原理并选出实验器材
B.能正确安装实验仪器(装置竖直、稳定)
C.能正确提起纸带,先开电源后释放纸带
D.所打纸带上点痕清晰无歪斜
E.挑选出纸带进行研究(记下第一个点的位置O,选取五个较方便的点,量出各点到O点的距离,计算出各点的速度,验证机械能守恒)
F.把实验数据填入自己设计的表格进行计算、比较
G.能正确得出结论
H.进行误差分析实验反思A:完成实验后,有体会,有感悟,有创新,有反思,能完成实验报告中的练习题
B:基本完成实验报告中的练习题
C:不能完成实验报告中的练习题实验素养主动与合作A:主动实验,主动发现问题,主动与同组实验者探究问题,解决问题;团队合作意识强烈
B:有合作精神,能团结同学。
C:被动接受,缺乏独立思考,团队合作意识薄弱。实事求是A:能完整记录实验数据,实事求是
B:实验不完整,拼凑实验数据。
C:无数据或编造数据教师指导学生观察表格中的数据,减少的重力势能并不是严格地等于增加的动能,而是稍大于增加的动能,让学生思考其中的原因,并总结归纳.
重视反映学生发展状况的过程性评价,实现评价目标多元化、评价手段多样化布置作业1.完成实验报告、自评互评表;
2.教材“问题与练习”第1、2题上作业本。续上表
板书设计 实验:验证机械能守恒定律
一、实验目的: 四、实验步骤:
二、实验原理: 五、数据处理及分析
三、实验所需仪器: 六、实验结论:教师课
后反思 本实验属验证性学生实验,实验目的是利用重物的自由下落验证机械能守恒定律,要掌握实验方法和技巧、实验数据的采集与处理,分析实验误差,从而不仅从理论上了解机械能守恒定律,而且通过实际观测从感性上增加认识,深化对机械能守恒定律的理解。
本节课打破实验课的常规方法,采用突出学生自评、互评、教师评价的方法取得了较好的效果。
1.学生对实验重要性和地位的认识提高,参与实验的自觉性和积极性都提高
摘 要:探讨机械能量守恒定律实验中的不足,提出切实改进实验的方法,减少实验误差,提高实验的可操作性,以便学生更好地探讨认识机械能守恒定律。
关键词:机械能;守恒定律;实验改进
验证机械能守恒定律是高中物理必修课内容之一,课本对该实验的设计思路、步骤和过程均有考察。表面上看,实验设计完善精确,但深入分析可以发现,该实验装置漏洞多,缺乏科学性和操作性,依据课本无法完成实验操作。为此,本文对验证机械能守恒定律实验改进谈谈我个人看法和学习心得,提高实验可操作性和精确性。
一、实验存在的问题
图1为教材所示实验配图,打点计时器使用烧瓶夹固定,即使使用专用夹子也无法将打点计时器固定于铁夹上。电磁打点计时器和电火花计时器所受重力分别为2.7 N和2 N,实验要求电磁打点计时器与烧瓶夹的基础面上,难以计算烧瓶夹住计时器产生的相对压力,也难以稳定地固定打点计时器。而由于两种计时器的结构及功能,计时器只能固定于左下角,该固定位置容易导致烧瓶夹并非夹在离计时器重心位置,使计时器存在转动力矩,试验中容易随振动而向下转动。改用电火花计时器也无法规避该问题。
二、改进措施
使用铁夹底座面和烧瓶夹共同固定打点计时器,如图2所示。将打点计时器竖直放于铁架台底座面,连接线柱一侧贴近铁架台底座面,将铁架台立柱垂直夹角降至合适位置,使用烧瓶夹夹住计时器右上角,带孔一端伸出台面,将打点计时器底座调节至竖直状态。此时打点计时器受铁架台及烧瓶夹共同作用,可将计时器稳定地固定于底座面。该设计方式不仅可以稳定地固定打点计时器,还确保底座与运动纸带始终处于同一水平位置,实验操作也更加灵活方便。另外,试验中保证纸带舒展。纸带通常被卷成圆形,纸带的摩擦力增大。而电磁打点计时器的工作阻力应低于2.49×10-2 N,纸带摩擦力远远高于打点计时器的工作阻力。而且卷曲的纸带也容易导致计时器打点,导致迹点不清晰。因此,实验前应将纸带捋直,减小摩擦力,使“迹点”更清晰。还应选择质地软薄、韧性高的纸带,提高“迹点”的清晰度。
在物理课程改革背景下,物理实验安排设计应贴近实际,使实验仪器结构、性能更加符合学校实际情况,才能更有利于物理实验教学。否则更容易造成实验教学混乱,使实验教学无法发挥作用。
参考文献:
[1]吴含章.验证机械能守恒定律实验的创新设计[J].实验教学与仪器,2014(06):31-33.
[2]刘玉震.“验证机械能守恒定律”实验的创新方案赏析[J].中学生数理化:高二高三版,2014(05):26-27.
笔者所教学的《机械能守恒定律》的教学设计正是努力朝着 这个方向做的。
一、变验证型实验为探究型实验
教材中本节课只是从理论上推导和应用机械能守恒定律,如 果按照传统的教学方法,只注重知识的传授和应用,而忽视学生 探究、体验的过程,难免“穿新鞋走老路”,也不符合一个科学 结论得出的一般规律。所以我觉得把验证机械能守恒的实验改为 探究性实验更符合一般的规律和新课程标准的要求。
二、恰当的设置了探究点
科学探究要求打破课堂时间的限制,充分发挥学生的创造 性。但怎样把课堂教学和科学探究有机的结合起来,是我们教师 面临的一个大课题。我们的课堂受时间、空间的限制,不可能各 方面都探究,为探究而探究只能死路一条,所以恰当的设置探究 点很重要,应该既要让学生完成知识的学习又要参与探究。
首先,本节课我自始至终都是以问题为中心,引入、过渡、 分析结论、课堂小结等都以问题的形式出现。我努力培养学生 的问题意识,因为问题是学生探究的起点。其次,探究的过程 中我主要抓住了实验方案的设计、实验信息的收集与处理、学 生实验的参与等几个环节。实验方案的设计能体现学生应用原 有知识并且创新的能力,本节课学生就设计出了多种方案,有 些已经打破了课堂、学校区域的限制,而这些正是新课标所要 求的。学生的生活中有好多现象和事例需要学生去总结,培养 学生这种关注生活、关爱大自然,搜集身边信息的意识也是我 们的责任和要求。我觉得本节课在课堂上让学生自己设计表格、 搜集整理实验信息是需要的和恰当的。学生在实验的过程中有 穿不好纸带的,但有同学们在互相帮助中学会了,使不会的同 学知道这是应用摩擦力的原理。我看在眼里喜在心里,这已经 超越了老师的语言所提及的范畴,它无形中拓展了课堂的外延, 这出乎意料的收获不正是我们所期望达到的效果吗?确实,组织好教学比单纯讲知识更重要。
三、注重了知识与技能循序渐进的教学
注重了机械能守恒定律得出的过程和基本的应用,一些变形的公式表达形式和应用方面的一些注意事项以及其深刻的内涵 放到了下一课时讲,这样面向了全体学生,降低了教学起点,我 觉得这也符合新课标的精神和要求。
四、注重了过程和方法的教学
首先,让学生从实验和理论两方面充分体验了一个科学结论 得出的过程。这正是课堂的两个大环节,教学设计在这里也占用 了较长的时间。
其次,让学生经历了科学探究的一般过程和思路,即:“创 设情景――提出问题――猜测结论――实验验证――理论推导――得出结论――迁移应用”。
五、充分展示了学生的主体地位
学生观察思考提出问题,自己设计实验,又分小组亲自实验, 自己搜集整理,自己总结出规律。整个课堂完全以学生为主体, 切实做到了“教师搭台学生唱戏”。看到学生几个人一小组,热 烈讨论整理的气氛,我充分体验到了一种满足感,适应于新课标 的物理课堂应该是轻松活泼的。正如一位教育专家所说的:“鸦 雀无声的课堂不是真正的课堂,真正的课堂是‘热热闹闹’的。”
六、学生的合作意识、态度情感和价值观得到了升华
学生在实验时,一只手拿纸带,一只手拿重锤,那就没有手 控制开关,结果不得不与小组的同学合作;还有的同学请求其他 组同学帮忙;还有一个同学主动帮助其他同学控制开关……合作 探究的气氛在这里得到了充分体现。听到学生说“谢谢”、“没关 系”时,看到他们笑嘻嘻、无拘无束的神态时,更加坚定了我继 续搞探究教学,充分发挥学生主体地位的信心和决心。
1. 条件不同 机械能守恒是有条件的,其条件是:只有重力、弹簧弹力做功.我们把重力、弹簧弹力以外的力称为其它力,其条件也可以理解为“其它力不做功”.如果机械能不守恒,其它力所做功就是物体机械能变化的量度.对守恒条件我们还可以进一步理解:看一个物体或系统的机械能是否守恒,不仅要分析过程“扣条件”,还要对过程进行实质性的分析,看这个过程中是否有机械能与其他形式的能的转化,若有机械能与其他形式的能的转化,或者有其他形式的能转化为机械能,则系统的机械能就不再守恒。
动能定理是无附加条件的,因此动能定理应用范围更广泛一些。
例1:一个物体从光滑的斜面顶端由静止开始下滑,斜面高1m,长2m,不计空气阻力,物体滑到斜面底端的速度是多大?(如图1)
12mv2-0=mgh …………………………………………………①
mgh=12mv2……………………………………………………②
点评:此题既可以用动能定理解答,也可以用机械能守恒解答,因为此题满足机械能守恒的条件。不过在用机械能守恒解答时,首先要判断是否满足机械能守恒的条件,若满足才能用机械能守恒解答。在用机械能守恒解答时,还要注意参考平面的选取。这两点是学生容易忽视的,因此我在授课的过程中反复强调,让学生自己有切身体会,在解题时才能更好的把握这两个定理的区别。
例2:质量为m的跳水运动员从高为H的跳台上以速率 v1 起跳,落水时的速率为 v2 ,运动中遇有空气阻力,那么运动员起跳后在空中运动克服空气阻力所做的功是多少?
解:对象——运动员。
过程——从起跳到落水。
受力分析——如图2示。
由动能定理 。
W=12mv22-12mv12
mgH+Wf=12mv22-12mv12
-Wf=mgH-12mv22+12mv12
点评:此题不满足机械能守恒的条件,因此只能用动能定理解答。在用动能定理解答时,受力分析,确定哪些力做功对于学生来说是难点,因此在授课的过程中,不能急于求成,要由易到难
机械能守恒有三种表达式:
EK1+EP1=EK2+EP2
12mv12+mgh1=12mv22+mgh2
EK=-EP
动能定理有一种表达式:
W=12mv22-12mv12
公式中W为合外力对物体做的功,它等于各力做功的代数和。
由表达式不同可以看出, 动能定理 只注重动能 的变化及其改 变动能的方式( 做功)情况 , 机械能守恒定律注重的是初,末状态能量形式, 与过程无关. 注意, 动能定理和机械能守恒定律 表达规律的方程都是标量方程。
搞清楚这两个规律的表达式和内容是分清楚这两个规律的首要条件,学生不仅要记住这两个规律的表达式,更重要的是理解和应用。尤其是机械能守恒定律各个字母表示的是什么物理含义,在不同的物理情境中个物理量所表示的物理意义又是什么,学生在做题练习要不是时机的加以强化理解。
3. 研究对象选取上要求不同
例3:如图所示,光滑的水平桌面离地面高度为2L,在桌边缘,一根长为L的软绳,一半搁在水平桌面,一半自然垂直于桌面下,放手后,绳子开始下落。试问,当绳子下端刚触地时,绳子的速度是多少?
解析:链条下滑时,每一节要受到相邻两节的拉力,且合力不为零,即除去重力以外还有其他力做功,故每一节机械能都不守恒,但因桌面光滑,没有摩擦力做功,整根链条总机械能守恒,故可用机械能守恒求解。设整根链条质量为m,则单位长度质量为m/L,设地面重力势能为零。由机械能守恒定律得:
12mv2=12mg3L2+12mg(3L2-L4)
解得, v=11gL2
点评:此种类型的题,用机械能守恒定律解起来比较方便,容易理解,若用动能定理解就显的不那么容易了,物体的运动是一个动态过程,物体两部分重力做功也不同,分析起来较麻烦,因此本题更适合用机械能守恒定律解。
例4:质量均为m的物体A和B分别系在一根不计质量的细绳两端,绳子跨过固定在倾角为30o的斜面顶端的定滑轮上,斜面固定在水平地面上,开始时把物体B拉到斜面低端,这时物体A离地面的高度为0.8m,如图所示,若摩擦力均不计,从静止开始放手让他们运动。
求:(1)物体A着地时的速度;
(2)物体A着地后物体B沿斜面上滑的最大距离。
解析:对于A,B组成的系统,当A下落时,系统机械能守恒,但对于A,B个体机械能不守恒,因此此题只能就A,B组成的系统应用机械能守恒定律,选B所在的初始位置为零势能参考平面,则
(1)mgh= 12(m+m)v2+mgh2 解得 v=2ms
(2)0-12mv2=-mgh0 解得 h0=0.2m
l=2h0=0.4m
上滑的最大距离为0.4m
点评:此题既可以用动能定理解答,也可以用机械能守恒解答。但用动能定理解答起来更复杂一些,学生理解起来麻烦一些,而用机械能守恒解答,更直观更简介。若用动能定理解答要分析A,B 各自的受力情况,还要对A,B各自用动能定理列式,学生没有耐心,容易搞混淆,因此本题采用机械能守恒解答更为合适。
4. 解题步骤不同
(1)利用机械能守恒解题的一般步骤:
①明确研究对象;
②对物体进行受力分析,研究运动过程中各力是否做功,判断物体的机械能是否守恒;
③选取参考平面,确定物体(系统)在初,末状态的机械能;
④根据机械能守恒定律列方程求解(选取不同的参考平面,方程的形式不同,但不影响解题结果,故参考平面的选取应以解题方便为原则)
(2)利用动能定理解题的一般步骤:
①确定研究对象和研究过程,
②分析受力情况和做功情况,
③ 找出初末状态的动能,
关键词:机械能守恒定律 教学
【中图分类号】G423【文献标识码】 【文章编号】
1.问题的提出
机械能守恒定律是高中物理力学中的一条重要规律,长期以来广大物理教师年复一年的讲授着这个定律,研究着这个定律。面对不同的教材、不同的学生、不同的环境与背景,从灌输式到启发式再到探究式,在如何提高学生学习有效性方面做着各种尝试。在长期的教学实践中我们发现,关于机械能守恒定律的教学困扰中学物理教师的原因主要有以下几方面:一是教材编写的问题,不同时期、不同的教材关于机械能守恒定律的表述不同,让中学老师难以把握;二是在大学物理里面关于机械能守恒定律的描述很清楚,但是不能直接照搬到中学课堂,如何通俗易懂又准确的让中学生理解并会使用这个定律是教学设计的难点;三是我们的高中课本,只讨论一个物体和地球组成的系统的机械能守恒的问题,而不讨论更复杂的情况,可是高考总是涉及到这类问题,这就出现了新课教学与高考复习的不协调问题。在实际教学中老师们普遍感觉教材的表述比较简单,但教师的教学设计和学生对定律的理解与应用并不容易。在教学中还存在照本宣科现象,让学生死记硬背守恒条件现象,遇到多体、多过程的情况,学生无从下手的现象…如何正确理解机械能守恒定律并有效组织教学呢?围绕这一问题我们开展了同课异构活动,并进行了课后反思,提出教学建议。
2.关于机械能守恒定律的不同表述形式
北京地区在课改前一直使用人教版教材,课改后增加了教材的可选择性,东部地区使用教科版教材,西部地区使用人教版教材。不论哪个版本哪个时期,教材对这部分教学内容都非常重视。但是教科书对机械能守恒定律的表述却是不尽相同的。下面将各种表述做一对比,从中可以看出人们对科学规律的认识在不断深入,对科学规律的表述也更加科学严谨。
对人教版的三种表述进行分析比较会发现,95版的表述中“介质阻力”与“摩擦”在内涵上有重复,没有说明弹力做功的情况,没有建立“系统”的概念。03版的表述强调了只有重力做功,没有说明弹力做功的情况,同样没有建立“系统”的概念。相对而言,人教版与教科版的新课标必修内容表述是一致的,是最全面、最科学的。教材不断变化,教师难以把握,这对教学的组织增加了难度。新课程要求教师用好教材而不是教教材。要想有效组织教学,就要深刻理解教材,只有理解了教材,才能结合学生的已有知识深入浅出的组织教学活动。
3.大学物理中对机械能守恒定律的表述
《大学物理导论》中这样表述机械能守恒定律:如果外力对系统做的功为零,系统内部又没有非保守力做功,则在运动过程中系统的机械能保持不变,即
当W外力=0,W非保守力=0时 ,EK+EP= EK0+EP0=常量
这就是说,在只有保守内力做功的情况下,质点系的机械能保持不变。这一结论叫机械能守恒定律。
机械能守恒条件包含的意义是:W外力=0,表示外界物体的能量与系统的机械能之间无能量的传递或转化;W非保守力=0,表示系统内没有发生机械能和其他形式能量的转化。
在满足机械能守恒的条件下,系统的动能和势能可以相互转化,移项后的表达式是:
EP0—EP= EK —EK0
即系统势能的减少等于系统动能的增加。由于保守内力做功,系统内各物体的动能还可以相互传递,系统的一种势能和另一种势能也可以相互转化。但是在运动的任一时刻或者说系统处于任一状态时,动能和势能的总和都应有同一个值。
4.教学中应弄清几个概念
从上面的表述中我们不难看出中学阶段的机械能守恒定律的条件不好讲,所以才演绎出各种力争与学生认知相符的表述形式,究其原因是有几个概念在中学阶段讲不清楚。“系统”概念含糊不清,还有内力做功与外力做功问题以及保守力与非保守力做功问题。
“系统”是在一定环境条件下由相互作用着的若干质点所构成的有特定功能的整体。简单地说就是由相互作用着的物体组成的一个整体。新课标教材在机械能守恒定律的表述中,加上了重要的两个字“系统”,这是我们中学教师要好好领会的。
一般来说,系统的划分是任意的,对于只取一个物体作为系统,它受到的所有作用力都是外力,对于取两个物体组成的系统,它们间的相互作用力是内力,其他物体对该系统的任一物体的作用力都是外力。显然所取的系统不同,某一个力是外力还是内力就会不同。其次,外力是否做功还与参考系的选取有关,这是因为某力做的功的正负与具体数值都是与参考系的选取有关的,可能在某个参考系中,该力不做功,系统的机械能是守恒的,但转换到另一个参考系中,这个外力就变成做功的了,系统的机械能就不守恒了。例如:如图所示,一个平板小车上固定一个斜面体Q,小车在水平地面上匀速运动,木块P沿着Q的光滑斜面下滑。这个过程中,如果选取P及地球作为系统,斜面对P的支持力是外力,但如果选取P、Q及地球作为系统,则斜面对P的支持力和P对斜面的压力就是内力,这时小车对Q的作用力是外力。我们选取P、Q及地球作为研究对象,且以小车为参考系,只有重力做功,内力中的支持力和压力做功的和为零,系统的机械能守恒;但如果改为以地面为参考系,这个系统的机械能就不守恒,这是因为小车对Q的作用力做功。
为什么在新课标版教材表述中有了“物体系统内”的说法?一是因为势能应属于以保守力相互作用着的整个质点系统,不能说势能只属于某一个质点。内力分保守力和非保守力,在中学阶段可以具体地说重力、弹力、万有引力以及摩擦力等。重力、弹性力、万有引力有一共同特点,他们的功都与运动物体所经历的路径无关,仅由运动物体的起点和终点的位置所决定。具有这种性质的力称为保守力,没有这种特性的力称为非保守力。在中学阶段常见的摩擦力、空气阻力做功就与路径有关,他们属于非保守力。只有对保守力才能引进势能概念,保守力的种类不同,就有不同种类的势能:重力势能、万有引力势能、弹性势能。
5.教学建议
5.1建立系统的概念
讨论单个物体机械能守恒的情况是比较容易的,学生基本能够掌握。但是到了高三进行一轮复习时就会发现,学生遇到多体的情况往往无从下手,特别是多个物体、多个运动过程的情况,学生要从中找出机械能守恒的过程并进行相应的复杂计算,难度就大大增加了。教学中建议首先要确定研究对象是哪个系统,或说是由哪几个物体组成的系统。建议分两步走,高一时只讲到三种简单的情况,等到了高三总复习时才进一步提高到多体、多过程的系统机械能守恒这个高度。
要讲好系统问题最好是在讲动能和势能时做好铺垫,从表达式入手讲清动能是物体的,而势能是系统的:,式中的m就是研究对象“物体”,v就是它的速度,Ek就是它的动能;Ep=mgh,式中的m是“物体”,g是重力加速度,它是由于地球的吸引而产生的加速度,没有地球就没有它;h是它距离地面上所选取的参考点的高度,因此重力势能是物体与地球组成的系统的。
5.2增加弹力做功的实验
教科版的导出过程是:观察荡秋千和撑杆跳高,定性的让学生认识到动能和势能可以相互转化。然后采用类似单摆的装置观察螺母的高度以研究动能和势能的相互转化。最后对抛体运动的物体进行两个位置的动能和势能的定量计算得到两个位置的动能与势能之和是相等的关系。由于学生对自由落体运动和抛体运动中动能与势能相互转化比较熟悉,而对弹力做功的情况尚不熟悉,故应在教师引导下增加弹力做功的实验,帮助学生从生活情景过渡到物理情景,定性、 定量分析弹性势能与动能的转化,加深对守恒条件的理解。
5.3要对物体进行受力情况、做功情况、能量转化情况的分析,然后加以总结归纳。
这是培养学生良好的物理思维习惯的过程,不能忽略。要注意的是,外力做功是指某一个力做功,内力则总是成对出现的,所谓内力是否做功,要看这一对内力分别对两个质点是否做功,这两个功的代数和是否为零,如果代数和为零,就叫这对内力没有做功。
5.4给学生提供两种判断机械能守恒的方法,一是通过做功判断,二是通过能量转化判断。要提醒学生,机械能守恒是时时刻刻都守恒,不能是积累的结果。
5.5遵循学生认知规律,由易到难,由简到繁,适度提高。对高一的学生来说,单个物体的定性判断与定量计算是比较容易掌握的,对多个物体组成的系统机械能是否守恒可以先从选择题开始进行定性判断,或进行简单的定量计算,让学生对多个物体组成的系统机械能问题有初步的理解,为高考复习时的大幅度提高做好铺垫。
关键词:教学情景;高中物理;探究性情景
中图分类号:G633.7 文献标识码:A
一、研究背景
美国实用主义教育家杜威认为:“如果想得到某些方面的知识,就必须亲自尝试一下,而不能道听途说。”此外,萨其曼的探究训练模式训练学生组织资料,进行了因果关系的推理以及建立验证理论。这种模式再现了科学家进行探索的过程,对于提高学生的创造性思维能力和推理能力等大有裨益。萨其曼坚信课堂上要开展探究教学必须满足三个条件:
第一,有一个集中学生注意的焦点,最好是一个能引起学生惊异的事件或现象;
第二,学生享有探索的自由;
第三,有一个丰富的容易引起反应的环境。
“探究”是一种研究性学习的教学方式,即学生以类似或模拟科学研究的方式开展学习活动的教学组织方式。探究是科学教育的核心部分,在教学中必须引入探究过程。
本文以“机械能守恒定律”这节课为例说明高中物理课堂中探究性教学情景的构建方法。
二、探究性教学情景的构建
教学情景1:
问题1:一个足球被运动员一脚踢飞后,在飞行过程中的这一瞬间,足球具有哪些能量?
问题2:足球在飞行过程中,能量是一成不变的还是时刻变化的?哪位同学帮我们分析足球从飞出到落地这个过程中动能和势能是如何变化的?
问题3:我们发现一种能量减少,另一种能量就增大,那么势能和动能在这个过程中的转化是否存在定量的关系呢?
教学情境2:
问题1:质量为1千克的小球自由下落,初始位置距地面10 m高。取地面为零势能面,我们可以知道小球初始状态的机械能是动能加势能等于100 J。接下来我们来计算小球在下落过程中每下降1 m,重力势能、动能和机械能分别是多少。仔细观察咱们算出的这几组数据,同学们能从中得出什么信息呢?
问题2:刚才我们的计算都是建立在忽略空气阻力的前提下进行的,若空气阻力不可忽略时又如何呢?假定阻力为0.2 mg,同学们再计算每下降1 m重力势能、动能和机械能分别是多少?
问题3:机械能守恒是需要条件的,请同学们根据这两种情况进行比较讨论:在重力势能和动能的转化过程中,什么情况下机械能守恒?
三、反思与总结
建构主义理论要求学习环境中的“情景”必须有利于学生对所学内容的“意义建构”。学生认识机械能时精心准备了一个被踢飞的足球这一生活情景,利用学生生活中的实例,让他们觉得物理知识就在身边的同时,对学习产生浓厚的兴趣。学生根据自己的计算结果,得到了机械能守恒这一物理规律“情景”,认识更深刻。并且通过忽略阻力和考虑阻力两种情况的对比结合、已经掌握的功能关系,自己总结机械能守恒的条件:只有重力做功。
在物理课堂上实行探究性情境教学的办法是创设能够促进教师与所有的学生共同的交互活动的学习情境,让所有学生参与物理规律的得出过程,尽管这些过程并不能再现科学家真实的探索过程,但是对于提高学生的创造性思维能力和推理能力等大有裨益。而且学生通过亲历亲为的实践、分析、验证、总结等研究过程获得的物理规律才是真正可以用来解决实际问题的物理知识。
“参与”是情境学习的核心要素。让我看,我记不住;让我听,我会忘记;让我参与,我就会理解、明白。
参考文献:
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[2]杰罗姆・布鲁纳.教育过程[M].上海人民出版社.1973.
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[4]何克抗.建构主义的教学模式、教学方法与教学设计[J].北京师范大学学报:社会科学版,1997(5).
[5]施良方.学习论――学习心理学的理论与原理[M].北京:人民教育出版社,2000.
《上海市中小学物理课程标准》提出了三维课程目标,即知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三维,并对每一维度的目标做出的具体说明。
(1)“知识与技能”要求的分类界定。对科学事实、概念、原理、规律的“认知”可以分为知道(A)、理解(B)、掌握(C)、应用(D)四个层次。“实验”要求分为初步学会(A)、学会(B)、设计(C)三个层次,主要针对学生实验和演示实验。
(2)“过程与方法”要求的分类界定。“过程与方法”维度的要求分为感受、认识、运用三个层次。
(3)“情感态度与价值观”要求的分类界定。“情感态度与价值观”维度的要求分为体验、感悟、形成三个层次。本研究根据现有的《上海市中学物理课程标准》和中学物理课堂教学实践,开展教学目标细化梳理和配套案例说明,目的使课程标准在转化为实施标准时有依据、有参考。其中,教学目标细化梳理将以布鲁姆教育目标分类学和《上海市中学物理课程标准》为依据,而案例说明将使每一课时的教学内容和要求有可参考的表现标准。
2基于教学目标梳理的研究框架形成
目标细化分解案例说明下面是《机械能守恒定律》案例的教学目标设计,强调教学目标的设定和目标的细化分解,分为三维目标综述、目标分解、案例说明三部分。目的使学生明了教学目标,以便独立地进行学习。案例:《机械能守恒定律》教学目标分解与案例分析
(1)知道机械能的概念;会用DIS实验探究机械能守恒定律;理解机械能守恒定律及其条件;能够应用机械能守恒定律解决简单的问题并归纳出解题步骤。①知道机械能的概念。从教材中找出基本概念以及动能和势能相互转化的例子,并填写在表格中。②会用DIS实验探究机械能守恒定律。DIS实验研究动能和势能转化过程中存在怎样的数量关系并分析机械能守恒的条件,写出机械能守恒定律的表达式,能指出实验中存在的问题。③理解机械能守恒定律及其条件。判断各个实例是否符合机械能守恒定律。运用牛顿第二定律和初速为零的匀加速运动公式证明机械能守恒定律。通过不同实例的推导,进一步掌握机械能守恒的条件是只有重力做功。④能够应用机械能守恒定律解决简单的问题并归纳出解题步骤。判断各个实例是否符合机械能守恒定律。课堂例题练习,讨论,归纳总结解题步骤。
(2)通过实验探在动能和重力势能转化过程中,动能和势能的总和保持不变;通过对机械能守恒条件的归纳,经历在不同的现象中寻找共性的研究方法。①探究在单摆摆动时,在动能和重力势能转化过程中,动能和势能的总和保持不变。结合教材能够描述实验的设计思想及其实验步骤、数据处理,并能够分析机械能守恒的条件,写出机械能守恒定律的表达式,能指出实验中存在的问题。②通过对机械能守恒条件的归纳,经历在不同的现象中寻找共性的研究方法。通过对各种实例的研究,归纳出他们中存在的共性,进而获得解决同类问题的共性的研究方法,便于以后将要进行的研究。
(3)在运用机械能守恒定律解决实际问题的过程中,体验学有所得的快乐,并感悟物理与社会生活的紧密联系。①课堂练习与巩固练习相结合,感悟机械能守恒定律在实际生活中的应用。②学生工作单制作:针对教学目标的分解目标教师可精选8道左右的习题,供学生在课堂或课前课后练习。这样可以及时检测教学目标的达成度,精选习题也使学生的学习减负(这里不例举具体案例)。
3总结
首先,机械能守恒是对系统而言的,而不是对单个物体。如:地球和物体、物体和弹簧等。对于系统机械能守恒,要适当选取参照系,因为一个力学系统的机械能是否守恒与参照系的选取是有关的。
其次,适当选取零势能面(参考平面),尽管零势能面的选取是任意的,但研究同一问题,必须相对同一零势能面。零势能面的选取必须以方便解题为前提。如研究单摆振动中的机构能守恒问题,一般选取竖直面上轨迹的最低点作为零势能面较为恰当。
再次,适当选取所研究过程的初末状态,且注意动能、势能的统—性。
用机械能守恒定律解题有两种表达式,可根据具体题目灵活应用:
①位置1的机械能E1=位置2的E2,
即:Ek1+Ep1=Ek2+Ep2
②位置1的Ep1(Ek1)转化为位置2的Ek2(Ep2)
即;Ep1-Ep2=Ek1-Ek2
下面提供二个例子:
[例1]如图1所示,一光滑斜面置于光滑水平地面上,斜面顶端有一物体由静止开始沿斜面下滑;在物体下滑过程中,下列说法正确的有:
(A)物体的重力势能减少,动能增加。(B)斜面的机械能不变。
(C)物体的机械能减少。(D)物体及斜面组成的系统机械能守恒。
[分析]物体在下滑过程中对斜面有垂直于该斜面的压力。由于斜面不固定,地面又光滑斜面必将向右产生加速度;其动能及其机械能增加。所以(B)项错误。物件一方面克服斜面对它的压力做功:机械能减少;另一方面由于它的重力做功,重力势能减少,动能增加,因此选项(A)(C)正确。对于物体与斜面组成的物体系;只有物体重力做功,没有与系统外物体发生能量的转化或转移,机械能守恒,故(D)项正确。
答案为:(A、C、D)
[例2]如图2,长为l的细绳系于0点,另一端系一质量为m的小球,0点正下方距0点1/2处有一小钉,将细绳拉至与竖宣方向成q=30o角位置由静止释放,由于钉子作用;细绳所能张开的最大角度为a;则角a为多大?(不计空气阻力和绳与钉碰撞引起的机械能损失,a用三角函数表示)
[解法]小球在运动过程中只有重力做功
【关键词】动量守恒;机械能守恒;内容比较;应用研究
物理,是以通过实验的方式,以及具象化的思维模式来研究世界上物质间的基本相互作用、一般的物质运动轨迹等项目的自然科学,是人类对于自然现在的规律性、寻迹性总结与归纳。随着物理学学科在我国的开展与普及,物理作为高中的必修课程进入到我们的学习生活中。至今,我国开展高中物理课程已经有数十个年头,并逐渐总结出一套具有我国高中自身物理特色的物理课程模式,但是在实际的学习过程中,高中物理知识“动量守恒”以及“机械能守恒”一直是我们学生学习的重点及难点,如何通过其两者间的不同进行比较性学习,从而达到预期的课程学习目标,以期能够准确的将其应用在解题过程中去不仅是教师们需要考虑的重点问题,我们学生自身也应该探寻其中存在的相似与不同之处,通过自己的力量进一步掌握物理知识。
一、“动量守恒”及“机械能守恒”的概述
1.动量守恒
动量守恒定理即指物体的线性动量(P)等于该物体质量(m)与速度(v)的积,大量研究表明这是一个向量,也是一个守恒的量(即在无外力作用下,物质一直按原有趋势向原有方向运动)。
2.机械能守恒
就目前来说,高中物理知识将常见的重力势能、弹性势能、动能这三项y称为机械能,它是指当物质只受重力或弹力影响的状况下,该物体的重力势能、弹性势能以及动能间三种能量相互转化,从而保持该物质的总机械能守恒的状态。
二、“动量守恒”及“机械能守恒”的相似点及不同点
1.“动量守恒”及“机械能守恒”相似点对比
根据定理概念总结可知,其相似之处主要由以下几点(如表一):
2.“动量守恒”及“机械能守恒”不同点对比
根据日常物理课程的学习我们可以总结出:“动量守恒”及“机械能守恒”的不同点如下(表二):
三、两项守恒定律的应用研究
以在高中物理中常见的“斜方能量守恒问题”为例来说,假设当质量为1的斜方a被放置在水平的界面上,将1的斜面上放置一个质量为2的b,如图一,在忽略一切摩擦的情况下,b从a顶端滑下的过程中能量时候守恒?
从题目中可以看出,该题目研究的对象是a、b两个物质,当b顺着a的斜面下滑时,其受到a、b自身重力以及地面对a的支持力的影响,很多同学会认为在上述过程中a、b自身重力等于地面对a的支持力,进而得出能量守恒的结论,但是,在实际过程中,我们可以发现b在沿着a斜面下滑的时候处于加速状态,除却上述影响因素还受到“失重”现象的影响,使得其地面对a的支持力远远小于a+b的重力,进而使得该物体外力不为0,从而导出该物体能量不守恒的结论。
三、结语
综上所述,根据动量守恒定律以及机械能守恒定律的相似点进行有关知识点的辅助记忆、推导学习的同时利用其自身存在的不同点更好的区分其应用的环境及模式,从而帮助解题环节的顺利进行。
参考文献:
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[2]王宁,李铖,祝凤金,李庚伟.机械能守恒定律及动量守恒定律演示仪器的制作[J].大学物理实验,2014(03).
自然界的各种现象错综复杂,一旦条件成立,就会发生特定的物理过程.因此,用以描述自然界规律的诸多物理定理、定律,往往总是要在特定的条件下才能成立,也就是说都存在特定的适用条件.也正是这些条件的复杂性,才导致物理学习存在着不小的难度,一旦对条件理解或处理不当,即便是老师,也会出错.在平时的教学及交流过程中,笔者就遇到一些物理定理、定律的适用条件的理解误区,现列举一二以说明.
1物理规律的数学表达式在应用上的局限性而造成的误区
最典型的万有引力定律.“自然界任何两个物体之间都相互吸引,引力的方向在它们的连线上,引力的大小与物体的两质量的乘积成正比,与它们之间距离的二次方成反比,即F=Gm1m2r2.”这就是万有引力定律的内容.从字面上就能看出,该定律根本不存在所谓的成立条件!它在任何情况下都成立.但在平时的交流过程中,很多学生和老师都错误地认为万有引力定律只能适用于“两个相互作用的质点、均匀球体或球壳间”,因为只有在上述“条件”下,计算万有引力定律大小的公式才能直接运用.造成这一误区的原因是将相关数学规律的运用条件误认为是万有引力定律的成立条件了.在中学阶段,一般不要求学生利用微积分的知识来解决物理问题,这样一来,一般性的任意两物体间的等效引力作用距离r就无法确定,所以在平时运用时只针对能确定距离r的情况了,这是由于数学准备知识不足而造成的假象,绝不能因此认为是万有引力定律存在适用条件!
2平时研究物理问题所涉及的范围的局限性而造成的误区
在处理万有引力定律的问题时还有一个误区,就是将任意两物体间的引力距离r简单处理成它们的质心间的距离.对于在实验室范围内的物体而言,由于它们的线度跟地球相比完全可以忽略不计,物体上各部分到地心的距离r可认为都等于地球半径R,并且各部分所受到的地球的引力方向也可认为完全相同,从而即使是一般物体,我们也可认为此时的引力距离就是R,也就是物体的质心或重心到地心间的距离(此时的质心与重心重合).但对于任意两个物体间的引力,或者是线度大小跟地球相比不能忽略的物体所受地球的引力,就不能再这样简单处理了,因为这时的等效引力作用点往往都不在物体的质心上了.如图1所示,长杆AB的质心在C点处,而其所受到的地球引力的等效作用点G,却会因地球对杆AC部分的平均引力大于对BC部分的平均引力而偏向C点的左侧.此时G点的位置就只能通过微积分来处理了.正是由于平时我们一般只在实验室范围内研究物理问题这一局限性,导致了对质心与重心重合的条件的认识误区.
3对概念的理解不到位而造成的误区
这里最典型的莫过于对机械能守恒定律的适用条件的理解了.在中学阶段,机械能守恒定律的内容一般表述为:“在只有重力或弹力做功的情况下,系统的动能和势能可以相互转化,但其总和保持不变.”这里的弹力指的是系统内各部分间的弹性力,不仅仅是弹簧的弹力,也可是刚体的支持力或绳子的拉力等.从机械能守恒定律的内容表述中可以看出,机械能守恒定律是有适用条件的,即“只有重力或弹力做功”.但在平时的学习中,却有很多同学曲解了这一条件,错误地“推广”为“只要系统的机械能保持不变,系统的机械能就守恒”!也就是说,即使存在除了重力和弹力以外的其它力做功,但只要动力所做的正功跟阻力所做的负功数值相等,系统的机械能仍是“守恒”的.其实这是混淆了“守恒”与“不变”的概念.因为机械能“守恒”的过程实质上要求“只有保守力做功”,即只能是各种机械能形式间的相互转化,不能有任何其它形式的能量参与其中,哪怕是输出与输入的其它能量相等(即机械能保持不变)也不行.在机械能仅仅是不变的情况下,相关表达式“E1=E2”也只能是一种等量关系,而不能理解成“机械能守恒定律”的表达式!
4规律的历史局限性而造成的误区
纵观各条物理定理、定律,只要是存在适用条件的,在其内容的表述中一般都会突出地加以说明,比如机械能守恒定律、库仑定律等等.而不存在任何条件约束的规律,其表述也会说得相当明显,例如能量守恒定律、电荷守恒定律等.但也有一些物理定理、定律是在特定的历史时期和特定条件下发现的,现在的表述仍然沿用了其最初的表述方式,从而会造成适用条件的假象.例如著名的牛顿运动定律,在总体上的适用条件是“宏观、低速、惯性系、弱引力场”,但是牛顿运动定律因历史原因而不可能认识到这一点并将它们罗列出来.对于牛顿第一定律和第二定律,通过图2所示的惯性小球系统至少可清晰地反映出“只成立于惯性系”这一条件.而对于牛顿第三定律是否也受以上条件限制,别说是学生了,就连部分老师可能都不会注意到,存在明显的认知误区!牛顿关于作用力与反作用力的论断是:“作用力与反作用力总是大小相等、方向相反,作用在同一条直线上.”这一论断是对给定时刻相互作用的两物体所受的力的分别陈述.电磁力是通过交换光子产生的,而两物体之间总是有一定距离的,并且相对论否认存在所谓超距作用,并认为同时又是相对的,所以牛顿的这一论断在相对论范围内并不成立,要能说明的话,则必须同时考虑两物体之间的相互作用的场才行!例如洛伦兹力,只能认为是带电粒子与磁场之间的相互作用,而不会直接说成是磁铁对粒子的作用力.
关键词:导悟研评;教学模式;导学
采用“导悟研评”教学模式能创新课堂教学,极大地调动了学生学习的积极性,培养了学生的创新意识、创新思维和创新精神。我认为一节课的重中之重是“导学”过程,也是备课过程中应该重点研究的。
导学是引导学生尽快进入到教学环境中,我在教学《机械能守恒定律》公开课时,在导学案方面花了大量工夫,首先,我精心设计了导学案。学生通过导学案可以做好预习工作,做好前后衔接。之前讲过了动能、重力势能、弹性势能,很容易过渡到机械能的概念。提出问题:什么情况下机械能守恒,以我们熟悉的自由落体运动为例,很快能进入到物理情景,在导学案的设计中,按照学生接受知识的过程,设计很多小问题,循序渐进地把物理问题衔接好,一节课在学生填写导学案的过程就已经开始了。
导课是一节课的开端,一节课的精彩与否从导课就可以看出来。为了学生能把所学的内容与实际相联系,我以游乐园的过山车为例。我的引课是这样的:“每次我们一进入游乐园就会被惊险刺激的过山车所吸引,很多人坐上过山车之后一路尖叫,尖叫之余是否想过这样一个问题:滑车通过最高点时,即使没有动力是否也能完成一系列的惊险动作?带着这样一个问题,我们来学习一下《机械能守恒定律》。”带学生走入物理的教学的情境中,有了这样一个物理模型,教学很容易开展。在这节课的最后,借助之前的导课,我让学生自己设计一个过山车,学以致用。整节课课堂气氛活跃,学生思路被打开,物理知识不再枯燥,在日常生活中有了用武之地。物理来源生活又可以应用于生活,我希望自己每节课都会通过精彩的引课来引领学生进入物理世界。
在新教学模式下,不再是教师独立地教,学生独立地学,小组合作学习越来越受到重视,“导悟研评”教学模式也十分注重小组学习,因此,我们要提前做好引导小组讨论的工作,在教学过程中,我设计了一些问题引导学生进行讨论,比如,我设计一个问题:小球落在弹簧上,把弹簧压缩到最短的过程中,小球的机械能是否守恒?看似简单,但很容易错误,很有讨论价值。课堂气氛非常活跃,学生回答踊跃,但想法错误的比较多,我适时加一句“真理往往掌握在少数人手里”,通过分析他们错误的原因,进一步来分析系统机械能守恒定律的条件,通过引导学生参与讨论,学生对所讨论的问题的印象更深刻。
在“导悟研评”模式中,“导学”并不是在课的前半部分就结束了,而是贯穿教学始终,物理是注重思维和计算的学科,我在教学过程中,也引导学生归纳、总结机械能守恒定律的条件和计算公式,并将其应用到具体的问题中,例如,我给出了一道比较简单的动能定理的计算题,让学生用动能定理和机械能守恒定律两种方法来计算,并比较一下各自的优点。再给出一道两个小球用细线连接的问题,动能定理就应用不了了,这样可以看出机械能守恒定律的优点,之后,引导学生自己归纳机械能守恒定律的适用范围。在新的教学中,并不是所有问题老师都亲力亲为,而要不断引导学生参与到教学中来,充分发挥他们的潜力。事实上,这样做课堂效果非常好。
在新的教学模式下,要充分体现学生为主体,教师为主导,把课堂时间还给学生的新教育理念,激发学生的学习兴趣。教师在课堂上要改变以前以串讲串问为主的引导方式,课堂教学以导为主,引导学生自己预习,引导学生进入教学环境,引导学生积极参与到课堂讨论中,更要引导学生运用已有知识解决实际问题,要以学生的活动为主,学生能讲、能说的要让学生说、让学生讲,把课堂时间还给学生,让学生自主学习。教师要转换角色,变成课堂的引导者。我也希望在以后的教学过程多多探索发现学生的亮点,把引导工作做到位,使课堂变得更加精彩纷呈。
参考文献:
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本学期继续使用教科版《必修二》,共五章,分别为第一章《抛体运动》、第二章《匀速圆周运动》、第三章《万有引力定律》、第四章《机械能和能源》和第五章《经典力学的成就与局限性》
二、教学目标:
本学期完成以下教学目标。
1. 知识目标:以平抛运动和匀速圆周运动为例,研究物体做曲线运动的条件和规律;万有引力定律的发现及其在天体运动中的应用;功和能的概念,以及动能定理和机械能守恒定律。
2. 方法目标:学会运动合成和分解的基本方法;引导学生体会万有引力定律发现过程中的思路和方法。
3. 能力目标:培养学生分析问题的能力;培养学生从能量的观点和守恒的观点来处理的能力。
三、教材分析:
第一章《抛体运动》可分为两个单元:
第一单元第一节,讲述物体做曲线运动的条件和曲线运动的特点.
第二单元第二节、第三节,讲述研究曲线运动的基本方法──运动的合成和分解,并用这个方法具体研究平抛运动的特点和规律,这是本章的一个重点内容.
第二章匀速圆周运动可分为两个单元:
第一单元第一节、第二节,讲述匀速圆周运动的描述方法和基本规律.
分析匀速圆周运动的实例以及离心现象.
第二单元第三节、第四节,讲述圆周运动的实例分析
第三章《万有引力定律》章可分为三个单元:
第一单元第一节,学习开普勒关于行星运动描述的有关知识.
第二单元第二节和第三节,学习万有引力定律的知识.
第三单元第四节,学习万有引力定律在天体运动中的有关知识.
第四章《机械能》可分为四个单元:
第一单元第一节和第二节,讲述功和功率。
第二单元第三、四、五节,讲述动能和动能定理、重力势能。
第三单元第六、七节,讲述机械能守恒定律及其应用。
第五章《经典力学的成就与局限性》只有一个单元,即经典力学的成就与局限性。
四、教学进度表:
教学进度周计划安排表
周次日期
12.21—2.27曲线运动及习题课
22.28—3.06运动的合成及分解、平抛运动
33.07—3.13平抛运动及习题课
43.14—3.20第一章测试及讲解
53.21—3.27圆周运动、匀速圆周运动的向心力和向心加速度
63.28—4.03圆周运动的实例分析及习题课
74.04—4.10圆周运动部分练习及单元测试
84.11—4.17天体运动及万有引力定律
94.18—4.24万有引力定律的应用及习题课期中复习
104.25—5.01期中考试
115.02—5.08功、功率及习题课
125.09—5.15势能、动能、动能定理
135.16—5.22动能定理习题课
145.23—5.29机械能守恒定律、能源的开发与利用
155.30—6.05经典力学的成就与局限性
166.06—6.12电荷、电荷守恒定律、库仑定律
176.13—6.19电场、电场强度和电场线、电势差及习题课
186.20—6.26电势差与电场强度的关系、电容器和电容