高中物理人教版 (2019)必修 第二册第八章 机械能守恒定律5 实验：验证机械能守恒定律教案

大单元教学设计说课稿《8.5实验：验证机械能守恒定律》

一、教材分析

①本节课程位于2019人教版必修二第8章“机械能守恒定律”，是整个章节的第5节课，主要讲解实验验证机械能守恒定律的方法。

②本节课的主要目标是让学生通过实验探究，加深对机械能守恒定律的理解，培养学生的动手能力和实验技能。

③教材内容包括实验目的、实验原理、实验步骤及实验数据处理等部分，为学生提供了一套完整的实验流程。

④本节课与之前的理论知识紧密联系，将理论与实践相结合，有利于学生将抽象的理论知识转化为实际操作技能。

二、学情分析

①学生已经学习了机械能、动能、势能等基本概念，对保守力和非保守力的区别以及机械能守恒定律有初步了解。

②学生具备一定的实验基础，能够按照实验步骤进行操作，但对于实验中可能遇到的问题和注意事项需要进一步指导。

③学生对于实验的意义和目的有一定程度的认识，但需要引导他们在实际操作中加深理解。

④部分学生可能对实验操作存在一定的恐惧心理，需要在实验前进行耐心引导和鼓励。

三、核心素养

1.物理观念

①理解和掌握机械能守恒定律及其在实验中的应用。

②理解保守力和非保守力的区别，以及在实验中如何排除非保守力的影响。

③学会将实验中的现象与理论知识相联系，提高分析问题的能力。

2.科学思维

①培养学生利用已学知识分析问题、解决问题的能力。

②锻炼学生通过实验观察、记录数据、分析数据的思维能力。

③培养学生对实验现象的疑问和探索精神，提高思考问题的深度和广度。

3.科学探究

①通过实际操作，培养学生动手实验的能力和技巧。

②学会制定实验方案，合理安排实验步骤和实验时间。

③培养学生通过观察、记录、分析实验现象，得出结论的能力。

4.科学态度与责任

①培养学生在实验中认真、严谨的科学态度。

②让学生意识到实验安全的重要性，培养良好的实验操作习惯。

③培养学生团队合作精神，学会在团队中承担责任，共同解决问题。

四、教学重难点

1.重点

①让学生掌握实验验证机械能守恒定律的方法和步骤。

②培养学生通过实验加深对机械能守恒定律的理解。

③锻炼学生的实验操作技能和动手能力。

2.难点

①如何在实验过程中排除非保守力的影响，以保证实验结果的准确性。

②如何引导学生将实验现象与理论知识相结合，进行深入分析。

③如何激发学生的实验兴趣，提高实验参与度。

五、教学环节

1.导入新课

①摆动的钟摆，探讨摆动过程中机械能的变化。

②过山车，分析在不同位置上的动能和势能。

③汽车上坡和下坡过程中的能量转化。

④滑雪运动员在跳台滑雪过程中的动能和势能变化。

⑤弹簧弹射物体的能量转换过程。

2.主干知识导引

①明确实验的目的：验证机械能守恒定律。

②引导学生理解实验原理及其在实际问题中的应用。

③讲解实验步骤，指导学生进行实验操作。

④教授实验数据处理方法，引导学生得出实验结论。

3.主要知识详解

①实验目的：验证在保守力作用下，物体的机械能守恒。

②实验原理：通过测量物体在不同位置的动能和势能，验证机械能的守恒性。

③实验步骤：（1）准备实验器材；（2）测量物体在不同位置的速度和高度；（3）计算物体在不同位置的动能和势能；（4）分析实验数据，验证机械能守恒定律。

④实验操作注意事项：保持仪器稳定，确保测量准确；注意实验安全，遵循实验规程。

⑤实验数据处理：根据动能和势能公式，计算出物体在不同位置的动能和势能；分析动能和势能之和是否保持恒定，从而验证机械能守恒定律。

⑥实验误差分析：分析实验中可能出现的误差来源，例如摩擦力、测量误差等，并探讨如何减小误差的方法。

⑦通过实验加深对机械能守恒定律的理解：引导学生将实验现象与理论知识相结合，深入分析实验结果，加深对机械能守恒定律的理解。

⑧激发学生的实验兴趣：鼓励学生积极参与实验操作，提出疑问和建议，培养学生的实验兴趣。

4.知识总结

①通过实验验证了机械能守恒定律的正确性。

②实验过程中需要注意排除非保守力的影响，以保证实验结果的准确性。

③实验能帮助学生加深对机械能守恒定律的理解，提高实验操作技能和动手能力。

5.课后拓展

①运动员跳高过程中动能和势能的转化。

②在山地骑自行车时，上坡和下坡过程中能量的转换。

③水力发电站中水的势能转化为电能的过程。

④石子从高处落下，过程中势能与动能的转化。

⑤弓箭手射箭时，弓弦的势能如何转化为箭的动能。

六、总结与反思

①本节课通过实验，让学生更直观地理解机械能守恒定律，提高了学生的实验操作技能和动手能力。

②在实验过程中，注意引导学生将实验现象与理论知识相结合，进行深入分析，提高学生的分析问题和解决问题的能力。

③要关注学生在实验中可能遇到的问题和困难，及时给予帮助和指导，激发学生的实验兴趣。

④在今后的教学中，要继续关注学生的实验能力和兴趣培养，注重理论与实践相结合，提高教学质量。