高中物理人教版 (2019)必修 第二册第八章 机械能守恒定律4 机械能守恒定律教案设计

大单元教学设计说课稿《8.4机械能守恒定律》

一、教材分析

① 本节课是《2019人教版高中物理必修二》第8章“功、能、动量”中的第4节，主要内容是机械能守恒定律。

② 通过学习本节课，学生需要理解机械能守恒定律的概念、条件和应用。

③ 本节课内容是对前三节的拓展和综合，是理解能量转换和守恒的关键。

④ 本节课旨在培养学生运用机械能守恒定律分析和解决实际问题的能力。

二、学情分析

① 学生已经学习了重力势能、动能和动能定理的基本概念和计算方法。

② 学生在能量转换、守恒和应用方面还需要进一步加深理解。

③ 学生对实验操作和数据处理有一定的基础，但需要进一步提高。

④ 学生对于物理概念的理解和应用能力有待提高，需要多做实际问题的训练。

三、核心素养

1.物理观念

① 理解机械能守恒定律的概念、条件和应用。

② 了解机械能守恒定律与前面学习的能量和动量知识的联系和区别。

③ 掌握在不同条件下运用机械能守恒定律解决实际问题的方法。

2.科学思维

① 学会分析问题，确定问题中涉及的能量形式和转换关系。

② 运用机械能守恒定律分析实际问题，提高问题解决能力。

③ 培养学生辨析问题的关键因素，进行逻辑推理和判断的能力。

3.科学探究

① 通过实验验证机械能守恒定律，提高学生的实验操作和数据处理能力。

② 学会从实际问题出发，设计简单的实验或模拟方案。

③ 学会通过实验数据分析问题，得出结论并验证理论知识。

4.科学态度与责任

① 培养学生对科学知识的探究兴趣，敢于质疑和挑战的精神。

② 学会对实验结果进行严谨的分析，培养科学严谨的态度。

③ 了解科学知识的价值和责任，认识到科学的发展对人类社会的影响和责任。

四、教学重难点

1.重点

① 掌握机械能守恒定律的概念、条件和应用。

② 理解机械能守恒定律在不同条件下的应用方法。

③ 通过实际问题和实验加深对机械能守恒定律的理解和应用。

2.难点

① 如何在复杂问题中运用机械能守恒定律进行分析和解决。

② 如何设计实验验证机械能守恒定律。

③ 提高学生在实际问题中运用机械能守恒定律的能力。

五、教学环节

1.导入新课

① 滑轮和斜面问题。

② 质点在重力场中的自由落体运动。

③ 弹簧弹射器发射物体的过程。

④ 滑冰运动员在跳跃过程中的能量转换。

⑤ 汽车在山路行驶过程中的能量变化。

2.主干知识导引

① 引导学生回顾重力势能、动能和动能定理的概念和计算方法。

② 提示学生思考在实际问题中，能量如何在不同形式间转换。

③ 介绍机械能守恒定律的概念和条件。

④ 引导学生通过实例理解机械能守恒定律的应用。

3.主要知识详解

① 讲解机械能守恒定律的概念、条件及数学表达式：ΔE_k+ΔE_p=W，其中E_k表示动能，E_p表示势能，W_表示非保守力做的功。

② 通过实例分析机械能守恒定律在不同条件下的应用方法。

③ 分析在实际问题中，如何根据条件判断是否适用机械能守恒定律。

④ 讲解如何通过实验验证机械能守恒定律。

⑤ 强调在实际问题中应注意区分保守力和非保守力的作用。

⑥ 讲解如何在复杂问题中运用机械能守恒定律进行分析和解决。

⑦ 通过课堂练习和讨论加深学生对机械能守恒定律的理解和应用。

4.知识总结

① 机械能守恒定律是在保守力作用下的封闭系统中，系统的机械能在任意时刻都保持恒定。

② 机械能守恒定律是对动能定理、重力势能和动能概念的拓展和综合。

③ 掌握在不同条件下运用机械能守恒定律解决实际问题的方法。

六、总结反思

①通过学习和探讨8.4机械能守恒定律，我们可以得出以下几点总结和反思：

机械能守恒定律的理解：机械能守恒定律是指在一个封闭系统中，若系统中的所有力都是保守力，那么系统的总机械能（即动能和势能之和）将保持不变。这一定律帮助我们更好地理解和分析物体在受力作用下的运动过程。

①保守力与非保守力的区别：保守力是指做功与路径无关、仅与始末状态有关的力，例如重力、弹力等；而非保守力则是指做功与路径有关的力，例如摩擦力、粘滞性力等。在分析机械能守恒定律时，我们需注意区分保守力与非保守力。

①应用机械能守恒定律解决实际问题：通过运用机械能守恒定律，我们可以更便捷地解决许多实际问题，例如计算弹簧的势能、分析滑坡问题等。这一定律在物理学、工程技术等领域具有广泛应用价值。