第八章 第4节 机械能守恒定律(教学设计)2023-2024学年高中物理必修第二册同步核心辅导与测评（人教版）.docx

第八章第4节机械能守恒定律(教学设计)2023-2024学年高中物理必修第二册同步核心辅导与测评（人教版）

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教材分析

“第八章第4节机械能守恒定律”是2023-2024学年高中物理必修第二册同步核心辅导与测评（人教版）的重要内容。本节主要讲述了机械能守恒定律的定义、适用条件及其在解决物理问题中的应用。通过分析物体在重力、弹力作用下的能量转化和守恒，帮助学生理解能量守恒的概念，提高分析问题和解决问题的能力。本节课内容与日常生活密切相关，有助于激发学生的学习兴趣，培养科学思维能力。

核心素养目标

培养学生在物理观念上的能量守恒观，提高运用物理知识分析实际问题、解决实际问题的能力，发展学生的科学思维，尤其是批判性思维和创新思维，同时激发学生探究物理现象的兴趣，增强其科学探究意识和实践能力。

学习者分析

1.学生已经掌握了哪些相关知识：

学生在之前的学习中已经了解了动能、势能的概念，以及能量的转化和守恒原理。他们还掌握了基本的物理计算方法和运动学公式，能够分析简单的动力学问题。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

学生对机械能守恒定律有一定的兴趣，尤其是当它与日常生活或实际应用相结合时。他们具备一定的逻辑思维能力和数学运算能力，但可能在理论抽象方面存在差异。学生的学习风格多样，有的偏好直观演示，有的喜欢通过公式推导来理解概念。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

学生可能对机械能守恒定律的适用条件理解不深，容易忽略非保守力对能量转化的影响。在解决具体问题时，可能难以建立正确的物理模型，或者在应用公式时出现计算错误。此外，对复杂问题的分析可能会感到困惑，需要引导他们如何逐步分解问题，找到解决问题的关键点。

教学资源准备

1.教材：提前发放《2023-2024学年高中物理必修第二册同步核心辅导与测评（人教版）》教材，确保每位学生都有。

2.辅助材料：收集与机械能守恒定律相关的图片、图表和教学视频，以便于课堂演示和辅助讲解。

3.实验器材：准备实验所需的斜面、小车、光电门等，确保所有器材经过检查，安全可用。

4.教室布置：根据教学需要，布置教室，设置实验操作台和分组讨论区，以便学生进行实验和小组讨论。

教学过程

1.导入新课

同学们，上一节课我们学习了能量的转化和守恒，大家已经了解到能量既不会凭空产生，也不会凭空消失。那么，在物体运动过程中，能量的总量是否始终保持不变呢？今天我们将学习一个新的物理定律——机械能守恒定律，来解答这个问题。

2.机械能守恒定律的概念

请同学们翻到课本第96页，阅读“机械能守恒定律”的定义。机械能守恒定律指出，在没有外力做功的情况下，一个系统的机械能（动能和势能之和）始终保持不变。现在，我想请大家用一个具体的例子来说明这个定律。

假设有一个物体从高处自由落下，不考虑空气阻力，请同学们思考：在这个过程中，物体的动能和势能是如何变化的？请一位同学回答。

（学生回答后，教师总结）很好，物体在下落过程中，重力做正功，动能逐渐增加，而势能逐渐减少，但动能和势能之和保持不变，这就体现了机械能守恒定律。

3.机械能守恒定律的适用条件

（学生回答后，教师总结）机械能守恒定律适用于以下条件：系统内只有重力或弹力做功，没有其他外力做功。在这种情况下，系统的机械能才能保持不变。

4.机械能守恒定律的应用

现在，我们来讨论机械能守恒定律在实际问题中的应用。请同学们看课本第98页的例题，这是一个关于抛物线运动的问题。请一位同学来解答这个问题。

（学生解答后，教师总结）这位同学解答得很好。在解决这类问题时，我们首先要建立正确的物理模型，分析物体在运动过程中的能量转化，然后运用机械能守恒定律列出方程，最后求解未知量。

5.练习与讨论

（学生练习，教师巡回指导）

6.总结与拓展

同学们，通过今天的学习，我们了解了机械能守恒定律的定义、适用条件和应用。请大家回顾一下，机械能守恒定律的核心内容是什么？

（学生回答后，教师总结）机械能守恒定律的核心内容是：在没有外力做功的情况下，一个系统的机械能始终保持不变。这个定律在解决物理问题中具有重要作用。

最后，我想给大家布置一个拓展作业：请同学们思考，机械能守恒定律在现实生活中有哪些应用？举例说明。下节课我们一起来分享。

同学们，今天的课程就到这里，希望大家能够消化吸收今天所学的内容，下节课我们继续学习。下课！

教学资源拓展

1.拓展资源：

-机械能守恒定律在工程和科技领域的应用，如：弹性势能和动能的转换在弹簧振子中的应用，重力势能和动能的转换在钟摆运动中的应用，以及机械能守恒在发射火箭、设计机械设备等领域的实际应用。

-机械能守恒定律与热力学第一定律的关系，探讨在非理想条件下（如存在摩擦力、空气阻力等）机械能如何