第八章 第5节 实验：验证机械能守恒定律2023-2024学年新教材高中物理必修第二册同步教学设计（人教版2019 江苏专用）.docx

第八章第5节实验：验证机械能守恒定律2023-2024学年新教材高中物理必修第二册同步教学设计（人教版2019江苏专用）

授课内容

授课时数

授课班级

授课人数

授课地点

授课时间

教学内容分析

本节课的主要教学内容是实验：验证机械能守恒定律，该内容出自2023-2024学年新教材高中物理必修第二册第八章第5节。本节课将引导学生通过实验探究机械能守恒定律，培养学生的实验操作能力和科学思维。在实验过程中，学生需要设计实验方案，测量物体的动能和势能，并分析数据，验证机械能守恒定律。

教学内容与学生已有知识的联系：学生在学习本节课之前，已经学习了机械能的概念、动能和势能的计算方法以及实验操作的基本技能。在此基础上，本节课将通过实验让学生深入理解机械能守恒定律，并运用所学知识解决实际问题。

核心素养目标

本节课的核心素养目标主要包括科学思维、实验操作和科学探究三个方面。首先，通过实验验证机械能守恒定律，培养学生的科学思维能力，使其能够运用科学方法分析问题、解决问题。其次，学生在实验过程中需要动手操作，提高实验技能，增强实践能力。最后，引导学生进行科学探究，培养其创新精神和团队合作意识，使其能够独立思考、主动探索，提高解决问题的能力。通过本节课的学习，学生将能够更好地理解物理概念，提高物理学科素养。

学习者分析

1.学生已经掌握了相关知识：在学习本节课之前，学生应该已经掌握了物理学科中机械能、动能、势能等基本概念，并了解基本的物理实验操作方法。他们能够运用已有的知识进行简单的物理计算和分析。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：学生的学习兴趣主要集中在实验和实践方面，对于能够动手操作的实验课程通常更感兴趣。在学习能力方面，学生已经具备一定的逻辑思维和分析问题的能力，能够理解和运用物理原理。在学习风格上，部分学生可能更偏好视觉学习，而另一部分学生可能更倾向于通过实践和实验来学习。

3.学生可能遇到的困难和挑战：在实验验证机械能守恒定律的过程中，学生可能遇到测量误差、数据处理和分析等困难。他们可能对实验操作的细节和注意事项不够熟悉，需要教师的指导和引导。此外，部分学生可能对物理概念的理解不够深入，难以将理论知识与实验结果相结合。因此，教师需要帮助学生建立起理论知识与实验实践之间的联系，提高他们的实验技能和物理思维能力。

教学方法与手段

1.教学方法：

（1）讲授法：教师在课堂上对机械能守恒定律的理论原理进行讲解，为学生提供清晰的知识框架。

（2）讨论法：教师引导学生就实验结果进行小组讨论，鼓励学生提出问题、分享见解，促进互动交流。

（3）实验法：学生通过实际操作实验设备，验证机械能守恒定律，培养实验技能和科学探究能力。

2.教学手段：

（1）多媒体设备：利用PPT、视频等资料，生动展示实验过程和理论原理，增强学生的学习兴趣。

（2）教学软件：运用模拟实验软件，帮助学生更好地理解机械能守恒定律，提高学习效果。

（3）互动平台：利用线上教学平台，发布预习资料、交流讨论区等，方便学生提前预习和课后复习，提高学习效率。

教学过程

1.导入新课

同学们，大家好！今天我们要学习的是验证机械能守恒定律的实验。在这个实验中，我们将亲自动手操作，观察和记录实验数据，从而深入理解机械能守恒的原理。希望大家积极参与，共同探索物理世界的奥秘。

2.实验原理讲解

首先，让我们回顾一下机械能守恒定律。它是指，在没有外力做功的情况下，一个系统的机械能（动能和势能的总和）保持不变。接下来，我会详细讲解实验的步骤和注意事项，确保大家能够安全、准确地进行实验。

3.实验操作

同学们，现在让我们开始实验吧！请按照以下步骤进行操作：

（1）将小球从一定高度释放，使其自由下落；

（2）使用尺子测量小球落地前的高度和落地后的距离；

（3）重复实验多次，记录不同高度下的落地距离；

（4）根据实验数据，计算小球的动能和势能；

（5）分析数据，验证机械能守恒定律。

4.数据处理与分析

同学们，你们已经完成了实验操作，接下来我们来处理和分析数据。请根据你们记录的实验数据，计算每次实验中小球的动能和势能，并观察它们之间的关系。通过分析数据，我们要验证机械能守恒定律是否成立。

5.实验结果讨论

现在，让我们来讨论一下实验结果。同学们，你们发现了吗？无论小球从多高的地方释放，它落地时的动能总是等于释放时的势能。这就是机械能守恒定律的实验验证。通过这个实验，我们不仅巩固了已学的物理知识，还提高了实验操作和数据分析能力。

6.总结与反思

同学们，我们在本节课中进行了验证机械能守恒定律的实验。通过亲自动手操作和数据分析，我们成功验证了这个重要的物理定律。这个实验不仅让我们更深入地理解了机械能守恒的原理，还培养了我们的实验技能和科学思维。希望大家能够将这个实验的经验运用到今后