資源簡(jiǎn)介

2010年石家莊市高中物理
“套餐式”系列教研活動(dòng)項(xiàng)目（之九）
---- 高中新課程教材解讀與分析 （人教版）
必修二模塊
第七章 機(jī)械能守恒定律
分節(jié)次教材分析與建議（一）
第一節(jié) 追尋守恒量
一、本節(jié)教材的整體分析：
本節(jié)教材為這一章教材的開篇之作，起一個(gè)正本清源，打基礎(chǔ)的作用。一改舊教材從“功”認(rèn)識(shí)“能”，好像先有功的概念才會(huì)有能的概念這樣一個(gè)錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，為新教材的從追尋守恒量引出能的概念，從能量的轉(zhuǎn)化中認(rèn)識(shí)功的概念。這樣就為對(duì)更個(gè)的功能關(guān)系的正確認(rèn)識(shí)打下一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí)本節(jié)還是一個(gè)過渡篇，它是從牛頓力學(xué)到守恒觀點(diǎn)的過渡。在對(duì)能量的認(rèn)識(shí)過程中初步建立起守恒的觀點(diǎn)。總之，本節(jié)教學(xué)主要是觀念性教育的內(nèi)容，目的是對(duì)學(xué)生進(jìn)行方法和觀念的教育，使學(xué)生了解守恒思想的重要性。
二、教學(xué)目標(biāo)分析
（一）知識(shí)與技能目標(biāo)：
1.了解勢(shì)能、動(dòng)能及能量的概念與意義
2.能獨(dú)立分析伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)的能量轉(zhuǎn)化和守恒關(guān)系。
3.會(huì)分析生活中有關(guān)機(jī)械能轉(zhuǎn)化的問題
（二）過程和方法目標(biāo)：
1.領(lǐng)會(huì)尋找守恒量是科學(xué)研究的重要思想方法
2.在列舉事例的過程中體會(huì)費(fèi)恩曼所說話的深刻含義體會(huì)轉(zhuǎn)化和守恒的普遍性
（三）情感目標(biāo)：
1.初步領(lǐng)會(huì)能量轉(zhuǎn)化、變中有恒的思想
2.通過動(dòng)能勢(shì)能間的相互轉(zhuǎn)化研究生活中的物體運(yùn)動(dòng)，培養(yǎng)生活情趣
三．重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
（一）重點(diǎn)分析：
1.了解勢(shì)能、動(dòng)能及能量的概念與意義
2.建立守恒的思想
（二）難點(diǎn)分析：
建立守恒的思想
四．教學(xué)建議：
本節(jié)教材所講授的內(nèi)容比較抽象，因此以實(shí)例引入新課。從對(duì)牛頓力學(xué)的總結(jié)（變及變化的原因）引出是否存在“不變量”。再分析伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)（可以以動(dòng)畫的方式），充分剖析這一試驗(yàn)中哪些現(xiàn)象可以用牛頓定律解釋，而哪些現(xiàn)象不能用牛頓定律解釋（沿斜面下滑，高度降低，而速度隨之增大；或沿斜面上滑，高度升高而速度隨之減小；可以用牛頓定律解釋；而總要達(dá)到原來的高度，雖然是一個(gè)事實(shí)（推理）但不能用牛頓定律解釋。即“記得”原來的高度不能解釋，從而引出守恒的觀點(diǎn)再舉蕩秋千的例子，簡(jiǎn)化為 “擺球?qū)嶒?yàn)”再展示“滾擺實(shí)驗(yàn)”。從而將守恒的觀點(diǎn)推廣到其它的物理過程。回扣課文開頭的費(fèi)恩曼的一段話：“有一個(gè)事實(shí)，如果你愿意，也可說一條定律，支配著至今所知的一切自然現(xiàn)象……這條定律稱作能量守恒定律。它指出有某一個(gè)量，我們把它稱為能量，在自然界經(jīng)歷的多種多樣的變化中它不變化。那是一個(gè)最抽象的概念……”。在分析斜面實(shí)驗(yàn)的過程中提出勢(shì)能和動(dòng)能的概念及它們之間的轉(zhuǎn)化情況。（“恒中有變”，“變中有恒”）。
第二節(jié) 功
一、本節(jié)教材的整體分析：
功為本章的核心內(nèi)容之一，是功能關(guān)系中的核心概念。是從能量角度解決問題的基礎(chǔ)。是知識(shí)技能目標(biāo)中的最高要求（應(yīng)用）。因此，功既是本章的重點(diǎn)又是本章的難點(diǎn)。本節(jié)關(guān)鍵是對(duì)功的概念的理解（功的概念、做功的兩個(gè)必要條件、位移的準(zhǔn)確理解：作用點(diǎn)在力方向上的位移、功的正負(fù)的含義等等）以及對(duì)不同力做功的基本解法（恒力、特殊的變力、合力）初步建立“能量轉(zhuǎn)化過程即力的做功過程”這樣一個(gè)觀點(diǎn)。這一觀點(diǎn)的建立，應(yīng)該是在整章教學(xué)過程中逐步建立和完善的。
二、教學(xué)目標(biāo)分析
（一）知識(shí)與技能目標(biāo)：
1.初步認(rèn)識(shí)做功與能量變化的關(guān)系
2.理解功的概念，知道做功的兩個(gè)要素
3.明確功是標(biāo)量，知道的適用范圍，會(huì)用功的公式進(jìn)行計(jì)算。
4.理解正負(fù)功的概念，會(huì)根據(jù)公式計(jì)算多個(gè)力的總功
5.初步理解化變力為恒力，處理變力做功的思想
（二）過程和方法目標(biāo)：
培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的習(xí)慣，從熟悉的事例分析中進(jìn)一步理解功的概念
（三）情感目標(biāo)：
培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)的興趣，堅(jiān)定學(xué)習(xí)、思考、探索的信念
三．重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
（一）重點(diǎn)分析
1、理解功的概念；
2、掌握功的計(jì)算。
（二）難點(diǎn)分析
1、對(duì)正、負(fù)功的理解；
2、總功的計(jì)算
四．教學(xué)建議：
從分析滾擺實(shí)驗(yàn)的能量轉(zhuǎn)化過程中存在力做功，再回憶初中功的概念（物體在力的作用下，在力的方向上移動(dòng)了一段距離，這個(gè)力的作用就顯示出成效，力學(xué)里就說力做了功）入手，結(jié)合實(shí)例（重物被舉高、列車被機(jī)車牽引、物體自由下落、彈簧的形變等過程的共同之處是既有力，在力的方向上又有位移）、情景展示（手托板擦上下、左右移動(dòng)重力是否做功）引出功的概念（如果一個(gè)物體受到力的作用, 并且在力的方向上發(fā)生了位移, 我們就說這個(gè)力對(duì)物體做了功）和對(duì)做功的兩個(gè)因素的進(jìn)一步完善（距離→位移）。通過例題強(qiáng)調(diào)位移為作用點(diǎn)的位移。通過情景展示（甲同學(xué)以一定速度運(yùn)動(dòng)，乙同學(xué)推或拉甲同學(xué)）結(jié)合模型分析使學(xué)生理解功的正負(fù)的含義（表性質(zhì)）。功是標(biāo)量（不滿足平行四邊形法則），合功即各力做功的代數(shù)和。利用微元法得到摩擦力的功；通過功的概念得到向心力的功。
第三節(jié) 功率
一、本節(jié)教材的整體分析：
功率的概念雖是一重要概念但學(xué)生理解起來并不困難，關(guān)鍵是對(duì)額定功率與實(shí)際功率區(qū)別、瞬時(shí)功率與平均功率的區(qū)別。因?yàn)楣β逝c實(shí)際生活聯(lián)系緊密，因此要求學(xué)生會(huì)分析機(jī)車的兩種典型的啟動(dòng)方式。結(jié)合教材中的“說一說”、“做一做”加深對(duì)兩個(gè)公式（；）的理解。對(duì)于力與速度不在同一直線上的情況，建議各學(xué)校可以根據(jù)實(shí)際情況處理。
二、教學(xué)目標(biāo)分析
（一）知識(shí)與技能目標(biāo)：
1.理解功率的物理意義，功率的定義及定義式；
2、理解功率與力、速度之間的關(guān)系，能運(yùn)用其解釋和計(jì)算汽車啟動(dòng)和行駛中的有關(guān)問題；
3、區(qū)分額定功率和實(shí)際功率，區(qū)分瞬時(shí)功率和平均功率；
（二）過程和方法目標(biāo)：
1.指平均功率，時(shí)為瞬時(shí)功率
2.分析汽車的啟動(dòng)，注意知識(shí)的遷移
3.比值法定義物理量
（三）情感目標(biāo)：
認(rèn)識(shí)功率概念在生活中的實(shí)際應(yīng)用，提高學(xué)習(xí)物理學(xué)的價(jià)值觀
三．重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
（一）重點(diǎn)分析
1、理解公式P=Fv的意義；
2、理解平均功率和瞬時(shí)功率。
（二）難點(diǎn)分析
發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率與汽車最大速度的關(guān)系。
四．教學(xué)建議：
從生活實(shí)例出發(fā)（上樓，電梯比步行快，打水，抽水機(jī)比人快；耕地，拖拉機(jī)比牛快等等）引出做功存在快慢問題，再回憶初中是如何描述做功快慢的從而得到功率的概念。再?gòu)馁愜嚺c一般轎車銘牌上的標(biāo)稱值的不同（圖片展示），與實(shí)際運(yùn)動(dòng)相結(jié)合，得到額定功率與實(shí)際功率的關(guān)系。以打水過程為例，從整個(gè)過程來看抽水機(jī)比人快，但過程中的某個(gè)時(shí)刻卻不一定。得到平均功率與瞬時(shí)功率的概念。引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)功率與速度的關(guān)系式。利用教材中的“說一說”、“做一做”來加深對(duì)兩個(gè)公式的理解。
第四節(jié) 重力勢(shì)能
一、本節(jié)教材的整體分析：
重力勢(shì)能是本章定量研究的第一種形式的機(jī)械能，難點(diǎn)多，難點(diǎn)集中（與重力做功的關(guān)系、相對(duì)性、系統(tǒng)性、正負(fù)的含義等）我們可以通過情景展示，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，分組合作討論等形式。來逐一突破各個(gè)難點(diǎn)。同時(shí)本節(jié)教學(xué)也為后續(xù)教學(xué)提供了研究方法（通過研究能量轉(zhuǎn)化過程中力做的功來得到能的表達(dá)式），這樣做也第一次將功和能的關(guān)系具體化。（重力勢(shì)能的變化對(duì)應(yīng)重力做的功）。為最終得到功能關(guān)系奠定基礎(chǔ)。
二、教學(xué)目標(biāo)分析
（一）知識(shí)目標(biāo)：
1、知道重力做功與路徑無關(guān)。
2、理解重力勢(shì)能及其定義式，知道重力勢(shì)能的變化和重力做功關(guān)系；
3、理解重力勢(shì)能的相對(duì)性、系統(tǒng)性。
（二）過程與方法目標(biāo)：
1.經(jīng)歷重力勢(shì)能概念的建立過程；
2.推導(dǎo)重力勢(shì)能的表達(dá)式
（三）情感目標(biāo)：
通過對(duì)實(shí)驗(yàn)的操作、觀察、討論，激發(fā)學(xué)生探索科學(xué)的興趣
三．重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
（一）重點(diǎn)分析：
1.重力勢(shì)能的概念和計(jì)算。 Ep=mgh
2.重力做功與重力勢(shì)能變化之間的關(guān)系
（二）難點(diǎn)分析：
1.重力做功和重力勢(shì)能變化的關(guān)系。
⑴重力做功與路徑無關(guān)，只與始末位位置有關(guān)。
⑵重力做正功，重力勢(shì)能增加。
重力做負(fù)功，重力勢(shì)能減小。
⑶ΔEp=－WG
2.重力勢(shì)能的相對(duì)性、系統(tǒng)性
四．教學(xué)建議：
通過滾擺實(shí)驗(yàn)分析得出重力勢(shì)能的存在，通過圖片（或視頻）展示（黃果樹瀑布、隕石坑等），在通過情景展示（教室中房頂上所吊的電視上的警示語“勿在下方久站”和能否在樹下久站？的問題）讓學(xué)生猜想重力勢(shì)能與那些物理量有關(guān)，再讓學(xué)生根據(jù)教師準(zhǔn)備好的實(shí)驗(yàn)器材（三個(gè)鋼球（m1=m2>m3）、一塊橡皮泥）通過分組討論設(shè)計(jì)驗(yàn)證方案,在選擇學(xué)生代表利用實(shí)物投影來展示實(shí)驗(yàn)成果。從而得出定性結(jié)論。通過對(duì)滾擺實(shí)驗(yàn)的分析可以看出勢(shì)能的變化過程中伴隨著重力做功。從而提出問題，能否從重力做功的分析得出重力勢(shì)能呢?轉(zhuǎn)入對(duì)重力做功的分析，通過歸納得出重力做功的特點(diǎn)（）通過引導(dǎo)學(xué)生對(duì)推導(dǎo)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)過程的分析得出重力勢(shì)能的表達(dá)式。再通過引導(dǎo)學(xué)生對(duì)mg的特點(diǎn)分析和h的特點(diǎn)分析得出相對(duì)性、系統(tǒng)性、正負(fù)的含義等結(jié)論。
第五節(jié) 探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式
一、本節(jié)教材的整體分析：
本節(jié)教材為新課標(biāo)教材新加內(nèi)容，目的是要著重體會(huì)探究的過程和所用的方法。本節(jié)教材是一種理論探究。在以前的教學(xué)過程中已經(jīng)多次涉及到實(shí)驗(yàn)探究，對(duì)于理論探究?jī)H僅做過一些滲透。而本節(jié)課完整展示了理論探究的過程。重在體會(huì)理論探究過程中猜想、分析和轉(zhuǎn)化的方法。同時(shí)進(jìn)一步強(qiáng)化圖像分析法。第二次得到具體的功能關(guān)系。（彈力做的功與彈性勢(shì)能的關(guān)系）因此，它既是功能關(guān)系的進(jìn)一步拓展，又為動(dòng)能定理的教學(xué)奠定基礎(chǔ)。充分體現(xiàn)新課標(biāo)對(duì)過程和方法的重視。（對(duì)探究的結(jié)果不作要求）。
二、教學(xué)目標(biāo)分析
（一）知識(shí)與技能目標(biāo)：
了解彈性勢(shì)能的概念，知道彈性勢(shì)能的大小與形變有關(guān)。
（二）過程與方法目標(biāo)：
1.知道探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式的思路
2.學(xué)習(xí)并掌握探究彈性勢(shì)能表達(dá)式的基本方法
3.領(lǐng)悟求彈力做功時(shí)通過細(xì)分過程化變力為恒力的思想方法。
（三）情感目標(biāo)：
1.通過討論、交流、探究培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作精神及獨(dú)立思考的習(xí)慣
2.體味彈性勢(shì)能在生活中的應(yīng)用，感悟生活、感悟物理
三．重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
（一）重點(diǎn)分析：
1.探究彈性勢(shì)能表達(dá)式的過程
2.變力做功的求法
（二）難點(diǎn)分析：
變力做功的求法
四．教學(xué)建議：
首先提醒同學(xué)們回憶初中講過的內(nèi)容，進(jìn)行設(shè)問：對(duì)于勢(shì)能，除了重力勢(shì)能外，還有什么勢(shì)能？什么樣的物體具有彈性勢(shì)能？提出猜想：彈性勢(shì)能與哪些因素有關(guān)？同時(shí)提出猜想的依據(jù)是什么？（生活經(jīng)驗(yàn)：硬弓與軟弓的不同、同樣的彎曲程度的不同。或是類比重力勢(shì)能與那些物理量有關(guān)？）在猜測(cè)與進(jìn)度系數(shù)和形變量的定量關(guān)系，由此，由定性轉(zhuǎn)入定量研究。提出問題：如何進(jìn)行定量研究？（類比）關(guān)注重力與彈力的區(qū)別，（如何研究變力的功？）從而提出轉(zhuǎn)化的方法。（“變”化“恒”）轉(zhuǎn)化的方法是微元法（微分的思想）。最后提出數(shù)據(jù)處理的問題（引導(dǎo)學(xué)生回憶位移的處理方法）得到圖像法（“面積”即彈力的功。）提醒同學(xué)們橫軸的意義。（是位移而不是時(shí)間）。

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