人教版 (新课标)必修21.追寻守恒量——能量教学设计

这是一份人教版 (新课标)必修21.追寻守恒量——能量教学设计，共3页。

追寻守恒量
一：教学内容分析：
在旧教材中，我们总是先学习能量的概念，而后研究一两个具体问题，发现动能与势能之和在某些过程中不变，由此引出机械能守恒定律。实际上，在物理学的发展过程中，能量的概念几乎是与人类对能量守恒的认识同步发展起来的，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十分重要的一类关系，所以我们应强调方法的教育、观念的教育，就要从中学时代开始加强学生对守恒关系的认识。根据这样的思想，新教材将守恒思想的提出放到了具体的能量概念之前，并把它渗透在能量学习的全过程。
二：教学对象分析：
本节课的教学对象为高一新生，所有学生在初中阶段的学习中已经掌握了能量守恒的知识，但并没有掌握为什么会有能量守恒这个概念，他们并不理解守恒量的重要性。
三：教学目标分析：
根据学生的情况，故本节课的重点并不是对能量守恒知识的讲解，而是让学生从学习中去感受守恒思想的重要性。
四：设计思想：
先从日常生活出发让学生体会守恒量的意义然后再进行讲解
五：教学方法：
以学生探究为主，教师引导为附，充分发挥学生的自创新能力，发挥学生的想象，让学生在学习中掌握知识，学会学习。
六：教学过程：
一：引入课题
问题1：现在有一升橙汁，要装满50毫升的杯子，请问能装几杯？
问题2：现在有1千克的冰，当它融化成水时，水的质量为多少？
问题3：数学中的解方程：X＋3＝7
问题4：化学中的反应方程式配平的依据是什么？
学生门可以很快找出答案。
提问：大家为什么这么快就能得到答案？
问题1：橙汁的总量守恒
问题2：水的质量守恒
问题3：方程两边的总数守恒
问题4：电子转移的个数守恒
（这四个问题非常简单，但是从这四个简单的问题中确说明了一个不简单的问题。前两个问题是日常生活的应用，后两个是学习中的应用。从这四个问题中同学门已经能发现一些一些特点）
大家在生活和学习中其实已经在应用守恒这个概念了，只不过大家没有感觉而已。所以守恒的概念非常重要。
在此已经非常自然地引入守恒地概念，并且使学生开始关注、重视守恒量。
并且再引用诺贝尔物理学奖获得者劳厄曾经说过地一句话“物理学的任务是发现普遍的自然规律。因为这样的规律的最简单的形式之一表现为某种物理量的不变性，所以对于守恒量的寻求不仅是合理的，而且也是极为重要的研究方向”。再次强调守恒量地重要性。
二：追寻守恒量
先演示几个实验，分别为
①单摆
②双斜面
③弹簧振子
让学生观察并分析物体运动过程中的详细运动情况，并且总结观察现象得出结论。
在分析过程中加以引导学生很快就能得到结论
①单摆：小球高度先降低，速度不断增大，当到达最低点时速度最大，然后上升速度不断减小高度不断增大到达最高点时速度最小，高速最大，且小球能上升到原来的高度。
②双斜面：同上，且小球能上升到原来的高度
③弹簧振：物体从某一位置释放，向中间运动时速度越来越大，到达中点时速度最大，然后速度再减小最终速度为零，且小球所能达到的最大位移相同。
这时是特殊现象吗？为了更好地说明问题我们继续观察实验：在单摆悬点地正下方放一钉子阻挡小钉子观察小球的上升位置。
总结得出：物体总是“记得”自己的起始位置，这个位置总是不变的。而“记得”并不是物理语言，所以我们引入一个物理量“能量”来表示这种特性。
（到此，能量概念被顺利引出。而且由学生自己经过探索得出。）
三：动能和势能
分析以上几个实验现象，对物体运动的过程加以分析，归纳得出动能和
势能的概念
动能：物体由于运动而具有的能量
势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量。
并用具体实例加以说明。
在学生理解了动能、势能和能量守恒的概念后，让学生用能量的观点来分析前面的几个实验的过程。
当我们将小球提升至起始高度时，我们赋予了小球一定的势能。释放小球后，小球开始运动，高度不断降低，同时小球速度不断增大，此时小球的势能并没有丢失而是逐渐转化为了动能；运动到最低点时小球的动能最大；当小球向上运动时，小球的速度不断减小，同时高度不断增加，此时小球的动能逐渐转化为了势能。最终小球到达了和起始点相同的高度，说明小球的能量保持守恒。
在一定的条件下（阻力不计）动能和势能可相互转化，并且在整个转化过程中能量守恒。不仅在初末两位置守恒，在整个运动过程中能量都守恒。
四：一般情况下的机械能守恒
如果考虑摩擦力及各种阻力，能量还守恒吗？
实验：双斜面实验。此次实验让小球多滚动几次，（可以明显看出小球不能达到原来的高度）
提问：能量守恒吗？
回答：能量依然守恒。此时能量有一部分转化为热能（内能）。
五：具体应用
提问：请同学具体举例说明生活中的能量是守恒的。
实验：明升暗降（一偏心轮在斜面上上升）
请同学门擦想一下可能的原因？
让学生自由发挥，最后由同学或老师给出正确的答案，并用图像加以解释。
六：总结概括
总结这节课的主要内容。强调守恒观点的重要性。总结本课，并为下节课做好铺垫。