時(shí)間：2022-04-02 14:21:41
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇機(jī)械能守恒定律，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
維
目
標(biāo)知識(shí)與技能
1.會(huì)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶計(jì)算物體運(yùn)動(dòng)的速度.
2.掌握驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)原理.
過程與方法
通過用紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，體驗(yàn)驗(yàn)證過程和物理學(xué)的研究方法.
情感、態(tài)度與價(jià)值觀
通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，體會(huì)學(xué)習(xí)的快樂，激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣；通過親身實(shí)踐，樹立“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”的科學(xué)觀.培養(yǎng)學(xué)生的觀察和實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度.教學(xué)
重點(diǎn)掌握驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)原理。教學(xué)
難點(diǎn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的誤差分析及如何減小實(shí)驗(yàn)誤差的方法。教學(xué)
儀器打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、重錘、紙帶、鐵架臺(tái)、交流電源、鐵架臺(tái)和鐵夾、刻度尺、導(dǎo)學(xué)案教學(xué)
方法啟發(fā)式教學(xué)+問題式教學(xué)課時(shí) 1課時(shí)教學(xué)
設(shè)想預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)案教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)原理分析實(shí)驗(yàn)探究歸納與總結(jié)學(xué)生自評(píng)、互評(píng)、師評(píng)（課堂上通過小組合作、互動(dòng)、展示和點(diǎn)評(píng)加深對(duì)本節(jié)知識(shí)的理解達(dá)成目標(biāo)）教 學(xué) 過 程師 生 互 動(dòng)備注【環(huán)節(jié)一】 展示學(xué)生預(yù)習(xí)成果（投影及表達(dá)）
1.本實(shí)驗(yàn)的目的是什么？什么是機(jī)械能守恒，其條件是什么？你認(rèn)為要完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)需要哪些實(shí)驗(yàn)器材？
2.要完成本實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該測(cè)量的量有哪些？如何測(cè)量這些量？
3.實(shí)驗(yàn)時(shí)，接通電源和釋放紙帶的順序怎樣？
4.你認(rèn)為實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)該注意哪些問題？
5.在預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)的過程中你存在哪些困惑？
【環(huán)節(jié)二】進(jìn)行新課
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證機(jī)械能守恒定律
二、實(shí)驗(yàn)原理：1.推導(dǎo)出機(jī)械能守恒定律在本實(shí)驗(yàn)中的具體表達(dá)式。
在圖1中，質(zhì)量為m的物體從O點(diǎn)自由下落，以地作零重力勢(shì)能面，下落過程中任意兩點(diǎn)A和B的機(jī)械能分別為：圖1
EA=12mv2A+mghA， EB=12mv2B+mghB
如果忽略空氣阻力，物體下落過程中的機(jī)械能守恒，于是有
EA=EB，即12mv2A+mghA=12mv2B+mghB
上式亦可寫成12mv2B-12mv2A=mghA-mghB
該式左邊表示物體由A到B過程中動(dòng)能的增加，右邊表示物體由A到B過程中重力勢(shì)能的減少。等式說(shuō)明，物體重力勢(shì)能的減少等于動(dòng)能的增加。為了方便，可以直接從開始下落的O點(diǎn)至任意一點(diǎn)（如圖1中A點(diǎn)）來(lái)進(jìn)行研究，這時(shí)應(yīng)有：12mv2A=mgh――本實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證的表達(dá)式，式中h是物體從O點(diǎn)下落至A點(diǎn)的高度，vA是物體在A點(diǎn)的瞬時(shí)速度。
2.如何求出A點(diǎn)的瞬時(shí)速度vA？
根據(jù)做勻加速運(yùn)動(dòng)的物體在某一段時(shí)間t內(nèi)的平均速度等于該時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度可求出A點(diǎn)的瞬時(shí)速度vA。學(xué)生自主完成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，提高學(xué)生自我學(xué)習(xí)的能力。教師在課堂上找學(xué)生展示學(xué)案并回答相關(guān)問題，培養(yǎng)學(xué)生的閱讀、總結(jié)表達(dá)能力.續(xù)上表
師 生 互 動(dòng)備注 圖2是豎直紙帶由下而上實(shí)際打點(diǎn)后的情況。從O點(diǎn)開始依次取點(diǎn)1，2，3，……圖中s1，s2，s3，……分別為0～2點(diǎn)，1～3點(diǎn)，2～4點(diǎn)…… 各段間的距離。
圖2根據(jù)公式=st，t=2×0.02 s，可求出各段的平均速度。這些平均速度就等于是1，2，3，……各點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度v1，v2，v3，…….例如：
量出0～2點(diǎn)間距離s1，則在這段時(shí)間里的平均速度1=s1t，這就是點(diǎn)1處的瞬時(shí)速度v1。依次類推可求出點(diǎn)2，3，……處的瞬時(shí)速度v2，v3，……。
3.如何確定重物下落的高度？
（引導(dǎo)：圖2中h1，h2，h3，……分別為紙帶從O點(diǎn)下落的高度。）
根據(jù)以上數(shù)值可以計(jì)算出任意點(diǎn)的重力勢(shì)能和動(dòng)能，從而驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。
三、實(shí)驗(yàn)儀器：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、重錘、紙帶、鐵架臺(tái)、交流電源、鐵架臺(tái)和鐵夾、刻度尺
四、探討實(shí)驗(yàn)步驟，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，收集數(shù)據(jù)
在學(xué)生開始做實(shí)驗(yàn)之前，老師應(yīng)強(qiáng)調(diào)如下幾個(gè)問題：
1.該實(shí)驗(yàn)中選取被打點(diǎn)紙帶應(yīng)注意兩點(diǎn)：一是第一點(diǎn)O為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，O點(diǎn)的速度應(yīng)為零。怎樣判別呢？
2.是否需要測(cè)量重物的質(zhì)量？
3.實(shí)驗(yàn)時(shí)，接通電源和釋放紙帶的順序怎樣？為什么？
4.測(cè)量下落高度時(shí)，某同學(xué)認(rèn)為都必須從起始點(diǎn)算起，不能弄錯(cuò)。他的看法正確嗎？為了減小測(cè)量 h值的相對(duì)誤差，選取的各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)要離起始點(diǎn)適當(dāng)遠(yuǎn)些好，還是近些好？
學(xué)生活動(dòng)：思考老師的問題，討論、交流。
1.因?yàn)榇螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02 s打點(diǎn)一次，在最初的0.02 s內(nèi)物體下落距離應(yīng)為0.002 m，所以應(yīng)從幾條紙帶中選擇第一、二兩點(diǎn)間距離接近兩年2 mm 的紙帶進(jìn)行測(cè)量；二是在紙帶上所選的點(diǎn)就是連續(xù)相鄰的點(diǎn)，每相鄰兩點(diǎn)時(shí)間間隔 t =0.02 s.
2.因?yàn)椴恍枰牢矬w在某點(diǎn)動(dòng)能和勢(shì)能的具體數(shù)值，所以不必測(cè)量物體的質(zhì)量 m，而只需驗(yàn)證12v2n=ghn就行了。
3.必須先接通電源，讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作后才能松開紙帶讓重物下落。
4.這個(gè)同學(xué)的看法是正確的。為了減小測(cè)量 h值的相對(duì)誤差，選取的各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)要離起始點(diǎn)適當(dāng)遠(yuǎn)些好。
學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。（學(xué)生討論實(shí)驗(yàn)的步驟，教師巡回指導(dǎo)）
1.把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝在鐵架臺(tái)上，用導(dǎo)線將學(xué)生電源和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接好.
2.把紙帶的一端用夾子固定在重錘上，另一端穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，用手豎直提起紙帶，使重錘?？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器附近.
3.接通電源，待計(jì)時(shí)器打點(diǎn)穩(wěn)定后再松開紙帶，讓重錘自由下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)該在紙帶上打出一系列的點(diǎn).
4.重復(fù)上一步的過程，打三到五條紙帶.
5.選擇一條點(diǎn)跡清晰且第1、2點(diǎn)間距離接近2 mm的紙帶，在起始點(diǎn)標(biāo)上0，以后各點(diǎn)依次為1、2、3……用刻度尺測(cè)量對(duì)應(yīng)下落的高度h1/h2/h3，……記人表格中.
6.用公式vn=hn+1+hn-1/2t，計(jì)算出各點(diǎn)的瞬時(shí)速度v1/v2/v3……并記錄在表格中.
7.計(jì)算各點(diǎn)的重力勢(shì)能的減少量mgh。和動(dòng)能的增加量1/2mv2n，并進(jìn)行比較.看是否相等，將數(shù)值填入表格內(nèi).
學(xué)生根據(jù)老師提出的問題，思考并回答
學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，并處理數(shù)據(jù)，教師利用實(shí)物投影儀展示幾組數(shù)據(jù)，并進(jìn)行點(diǎn)評(píng).
續(xù)上表
師 生 互 動(dòng)備注
各計(jì)數(shù)點(diǎn)123456下落高度速度勢(shì)能動(dòng)能五、 歸納總結(jié)
1.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，重錘減少的重力勢(shì)能等于增加的動(dòng)能，所以，總的機(jī)械能守恒。
2.誤差分析：由于阻力（空氣阻力、紙帶阻力）存在的，故mgh2
【環(huán)節(jié)三】 學(xué)生交流及評(píng)價(jià)（學(xué)生填寫自評(píng)、互評(píng)表）
考查項(xiàng)目考查要素等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)自評(píng)互評(píng)師評(píng)行
為
習(xí)
慣實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)A：實(shí)驗(yàn)課前自主預(yù)習(xí)，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告預(yù)習(xí)部分。
B：對(duì)實(shí)驗(yàn)有預(yù)習(xí)，但未完成預(yù)習(xí)報(bào)告。
C：未預(yù)習(xí)；課前忙于應(yīng)付檢查而抄襲；不帶書及必要的實(shí)驗(yàn)測(cè)量工具實(shí)驗(yàn)紀(jì)律A：按時(shí)進(jìn)班，不遲到不早退，能自覺遵守實(shí)驗(yàn)室紀(jì)律
B：基本能保證實(shí)驗(yàn)課紀(jì)律
C：不做實(shí)驗(yàn)，做與實(shí)驗(yàn)課無(wú)關(guān)的事；睡覺，看課外書；說(shuō)閑話實(shí)驗(yàn)技能實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（多選）A.能寫出實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮聿⑦x出實(shí)驗(yàn)器材
B.能正確安裝實(shí)驗(yàn)儀器（裝置豎直、穩(wěn)定）
C.能正確提起紙帶，先開電源后釋放紙帶
D.所打紙帶上點(diǎn)痕清晰無(wú)歪斜
E.挑選出紙帶進(jìn)行研究（記下第一個(gè)點(diǎn)的位置O，選取五個(gè)較方便的點(diǎn)，量出各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離，計(jì)算出各點(diǎn)的速度，驗(yàn)證機(jī)械能守恒）
F.把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入自己設(shè)計(jì)的表格進(jìn)行計(jì)算、比較
G.能正確得出結(jié)論
H.進(jìn)行誤差分析實(shí)驗(yàn)反思A：完成實(shí)驗(yàn)后，有體會(huì)，有感悟，有創(chuàng)新，有反思，能完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告中的練習(xí)題
B：基本完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告中的練習(xí)題
C：不能完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告中的練習(xí)題實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)主動(dòng)與合作A：主動(dòng)實(shí)驗(yàn)，主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題，主動(dòng)與同組實(shí)驗(yàn)者探究問題，解決問題；團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)強(qiáng)烈
B：有合作精神，能團(tuán)結(jié)同學(xué)。
C：被動(dòng)接受，缺乏獨(dú)立思考，團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)薄弱。實(shí)事求是A：能完整記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)事求是
B：實(shí)驗(yàn)不完整，拼湊實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
C：無(wú)數(shù)據(jù)或編造數(shù)據(jù)教師指導(dǎo)學(xué)生觀察表格中的數(shù)據(jù)，減少的重力勢(shì)能并不是嚴(yán)格地等于增加的動(dòng)能，而是稍大于增加的動(dòng)能，讓學(xué)生思考其中的原因，并總結(jié)歸納.
重視反映學(xué)生發(fā)展?fàn)顩r的過程性評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)評(píng)價(jià)目標(biāo)多元化、評(píng)價(jià)手段多樣化布置作業(yè)1.完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告、自評(píng)互評(píng)表；
2.教材“問題與練習(xí)”第1、2題上作業(yè)本。續(xù)上表
板書設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?四、實(shí)驗(yàn)步驟：
二、實(shí)驗(yàn)原理： 五、數(shù)據(jù)處理及分析
三、實(shí)驗(yàn)所需儀器： 六、實(shí)驗(yàn)結(jié)論：教師課
后反思 本實(shí)驗(yàn)屬驗(yàn)證性學(xué)生實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖抢弥匚锏淖杂上侣潋?yàn)證機(jī)械能守恒定律，要掌握實(shí)驗(yàn)方法和技巧、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集與處理，分析實(shí)驗(yàn)誤差，從而不僅從理論上了解機(jī)械能守恒定律，而且通過實(shí)際觀測(cè)從感性上增加認(rèn)識(shí)，深化對(duì)機(jī)械能守恒定律的理解。
本節(jié)課打破實(shí)驗(yàn)課的常規(guī)方法，采用突出學(xué)生自評(píng)、互評(píng)、教師評(píng)價(jià)的方法取得了較好的效果。
1.學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)重要性和地位的認(rèn)識(shí)提高，參與實(shí)驗(yàn)的自覺性和積極性都提高
摘 要：探討機(jī)械能量守恒定律實(shí)驗(yàn)中的不足，提出切實(shí)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的方法，減少實(shí)驗(yàn)誤差，提高實(shí)驗(yàn)的可操作性，以便學(xué)生更好地探討認(rèn)識(shí)機(jī)械能守恒定律。
關(guān)鍵詞：機(jī)械能；守恒定律；實(shí)驗(yàn)改進(jìn)
驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律是高中物理必修課內(nèi)容之一，課本對(duì)該實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路、步驟和過程均有考察。表面上看，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)完善精確，但深入分析可以發(fā)現(xiàn)，該實(shí)驗(yàn)裝置漏洞多，缺乏科學(xué)性和操作性，依據(jù)課本無(wú)法完成實(shí)驗(yàn)操作。為此，本文對(duì)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)改進(jìn)談?wù)勎覀€(gè)人看法和學(xué)習(xí)心得，提高實(shí)驗(yàn)可操作性和精確性。
一、實(shí)驗(yàn)存在的問題
圖1為教材所示實(shí)驗(yàn)配圖，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用燒瓶夾固定，即使使用專用夾子也無(wú)法將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定于鐵夾上。電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器所受重力分別為2.7 N和2 N，實(shí)驗(yàn)要求電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與燒瓶夾的基礎(chǔ)面上，難以計(jì)算燒瓶夾住計(jì)時(shí)器產(chǎn)生的相對(duì)壓力，也難以穩(wěn)定地固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。而由于兩種計(jì)時(shí)器的結(jié)構(gòu)及功能，計(jì)時(shí)器只能固定于左下角，該固定位置容易導(dǎo)致燒瓶夾并非夾在離計(jì)時(shí)器重心位置，使計(jì)時(shí)器存在轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，試驗(yàn)中容易隨振動(dòng)而向下轉(zhuǎn)動(dòng)。改用電火花計(jì)時(shí)器也無(wú)法規(guī)避該問題。
二、改進(jìn)措施
使用鐵夾底座面和燒瓶夾共同固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，如圖2所示。將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器豎直放于鐵架臺(tái)底座面，連接線柱一側(cè)貼近鐵架臺(tái)底座面，將鐵架臺(tái)立柱垂直夾角降至合適位置，使用燒瓶夾夾住計(jì)時(shí)器右上角，帶孔一端伸出臺(tái)面，將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器底座調(diào)節(jié)至豎直狀態(tài)。此時(shí)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器受鐵架臺(tái)及燒瓶夾共同作用，可將計(jì)時(shí)器穩(wěn)定地固定于底座面。該設(shè)計(jì)方式不僅可以穩(wěn)定地固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，還確保底座與運(yùn)動(dòng)紙帶始終處于同一水平位置，實(shí)驗(yàn)操作也更加靈活方便。另外，試驗(yàn)中保證紙帶舒展。紙帶通常被卷成圓形，紙帶的摩擦力增大。而電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作阻力應(yīng)低于2.49×10-2 N，紙帶摩擦力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作阻力。而且卷曲的紙帶也容易導(dǎo)致計(jì)時(shí)器打點(diǎn)，導(dǎo)致跡點(diǎn)不清晰。因此，實(shí)驗(yàn)前應(yīng)將紙帶捋直，減小摩擦力，使“跡點(diǎn)”更清晰。還應(yīng)選擇質(zhì)地軟薄、韌性高的紙帶，提高“跡點(diǎn)”的清晰度。
在物理課程改革背景下，物理實(shí)驗(yàn)安排設(shè)計(jì)應(yīng)貼近實(shí)際，使實(shí)驗(yàn)儀器結(jié)構(gòu)、性能更加符合學(xué)校實(shí)際情況，才能更有利于物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)。否則更容易造成實(shí)驗(yàn)教學(xué)混亂，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)無(wú)法發(fā)揮作用。
參考文獻(xiàn)：
[1]吳含章.驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)[J].實(shí)驗(yàn)教學(xué)與儀器，2014（06）：31-33.
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筆者所教學(xué)的《機(jī)械能守恒定律》的教學(xué)設(shè)計(jì)正是努力朝著 這個(gè)方向做的。
一、變驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)為探究型實(shí)驗(yàn)
教材中本節(jié)課只是從理論上推導(dǎo)和應(yīng)用機(jī)械能守恒定律，如 果按照傳統(tǒng)的教學(xué)方法，只注重知識(shí)的傳授和應(yīng)用，而忽視學(xué)生 探究、體驗(yàn)的過程，難免“穿新鞋走老路”，也不符合一個(gè)科學(xué) 結(jié)論得出的一般規(guī)律。所以我覺得把驗(yàn)證機(jī)械能守恒的實(shí)驗(yàn)改為 探究性實(shí)驗(yàn)更符合一般的規(guī)律和新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求。
二、恰當(dāng)?shù)脑O(shè)置了探究點(diǎn)
科學(xué)探究要求打破課堂時(shí)間的限制，充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造 性。但怎樣把課堂教學(xué)和科學(xué)探究有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，是我們教師 面臨的一個(gè)大課題。我們的課堂受時(shí)間、空間的限制，不可能各 方面都探究，為探究而探究只能死路一條，所以恰當(dāng)?shù)脑O(shè)置探究 點(diǎn)很重要，應(yīng)該既要讓學(xué)生完成知識(shí)的學(xué)習(xí)又要參與探究。
首先，本節(jié)課我自始至終都是以問題為中心，引入、過渡、 分析結(jié)論、課堂小結(jié)等都以問題的形式出現(xiàn)。我努力培養(yǎng)學(xué)生 的問題意識(shí)，因?yàn)閱栴}是學(xué)生探究的起點(diǎn)。其次，探究的過程 中我主要抓住了實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)信息的收集與處理、學(xué) 生實(shí)驗(yàn)的參與等幾個(gè)環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)能體現(xiàn)學(xué)生應(yīng)用原 有知識(shí)并且創(chuàng)新的能力，本節(jié)課學(xué)生就設(shè)計(jì)出了多種方案，有 些已經(jīng)打破了課堂、學(xué)校區(qū)域的限制，而這些正是新課標(biāo)所要 求的。學(xué)生的生活中有好多現(xiàn)象和事例需要學(xué)生去總結(jié)，培養(yǎng) 學(xué)生這種關(guān)注生活、關(guān)愛大自然，搜集身邊信息的意識(shí)也是我 們的責(zé)任和要求。我覺得本節(jié)課在課堂上讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)表格、 搜集整理實(shí)驗(yàn)信息是需要的和恰當(dāng)?shù)摹W(xué)生在實(shí)驗(yàn)的過程中有 穿不好紙帶的，但有同學(xué)們?cè)诨ハ鄮椭袑W(xué)會(huì)了，使不會(huì)的同 學(xué)知道這是應(yīng)用摩擦力的原理。我看在眼里喜在心里，這已經(jīng) 超越了老師的語(yǔ)言所提及的范疇，它無(wú)形中拓展了課堂的外延， 這出乎意料的收獲不正是我們所期望達(dá)到的效果嗎？確實(shí)，組織好教學(xué)比單純講知識(shí)更重要。
三、注重了知識(shí)與技能循序漸進(jìn)的教學(xué)
注重了機(jī)械能守恒定律得出的過程和基本的應(yīng)用，一些變形的公式表達(dá)形式和應(yīng)用方面的一些注意事項(xiàng)以及其深刻的內(nèi)涵 放到了下一課時(shí)講，這樣面向了全體學(xué)生，降低了教學(xué)起點(diǎn)，我 覺得這也符合新課標(biāo)的精神和要求。
四、注重了過程和方法的教學(xué)
首先，讓學(xué)生從實(shí)驗(yàn)和理論兩方面充分體驗(yàn)了一個(gè)科學(xué)結(jié)論 得出的過程。這正是課堂的兩個(gè)大環(huán)節(jié)，教學(xué)設(shè)計(jì)在這里也占用 了較長(zhǎng)的時(shí)間。
其次，讓學(xué)生經(jīng)歷了科學(xué)探究的一般過程和思路，即：“創(chuàng) 設(shè)情景――提出問題――猜測(cè)結(jié)論――實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證――理論推導(dǎo)――得出結(jié)論――遷移應(yīng)用”。
五、充分展示了學(xué)生的主體地位
學(xué)生觀察思考提出問題，自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，又分小組親自實(shí)驗(yàn)， 自己搜集整理，自己總結(jié)出規(guī)律。整個(gè)課堂完全以學(xué)生為主體， 切實(shí)做到了“教師搭臺(tái)學(xué)生唱戲”?？吹綄W(xué)生幾個(gè)人一小組，熱 烈討論整理的氣氛，我充分體驗(yàn)到了一種滿足感，適應(yīng)于新課標(biāo) 的物理課堂應(yīng)該是輕松活潑的。正如一位教育專家所說(shuō)的：“鴉 雀無(wú)聲的課堂不是真正的課堂，真正的課堂是‘熱熱鬧鬧’的?！?/p>
六、學(xué)生的合作意識(shí)、態(tài)度情感和價(jià)值觀得到了升華
學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時(shí)，一只手拿紙帶，一只手拿重錘，那就沒有手 控制開關(guān)，結(jié)果不得不與小組的同學(xué)合作；還有的同學(xué)請(qǐng)求其他 組同學(xué)幫忙；還有一個(gè)同學(xué)主動(dòng)幫助其他同學(xué)控制開關(guān)……合作 探究的氣氛在這里得到了充分體現(xiàn)。聽到學(xué)生說(shuō)“謝謝”、“沒關(guān) 系”時(shí)，看到他們笑嘻嘻、無(wú)拘無(wú)束的神態(tài)時(shí)，更加堅(jiān)定了我繼 續(xù)搞探究教學(xué)，充分發(fā)揮學(xué)生主體地位的信心和決心。
1. 條件不同 機(jī)械能守恒是有條件的,其條件是：只有重力、彈簧彈力做功.我們把重力、彈簧彈力以外的力稱為其它力,其條件也可以理解為“其它力不做功”.如果機(jī)械能不守恒,其它力所做功就是物體機(jī)械能變化的量度.對(duì)守恒條件我們還可以進(jìn)一步理解：看一個(gè)物體或系統(tǒng)的機(jī)械能是否守恒，不僅要分析過程“扣條件”，還要對(duì)過程進(jìn)行實(shí)質(zhì)性的分析，看這個(gè)過程中是否有機(jī)械能與其他形式的能的轉(zhuǎn)化，若有機(jī)械能與其他形式的能的轉(zhuǎn)化，或者有其他形式的能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，則系統(tǒng)的機(jī)械能就不再守恒。
動(dòng)能定理是無(wú)附加條件的,因此動(dòng)能定理應(yīng)用范圍更廣泛一些。
例1：一個(gè)物體從光滑的斜面頂端由靜止開始下滑，斜面高1m，長(zhǎng)2m，不計(jì)空氣阻力，物體滑到斜面底端的速度是多大？（如圖1）
12mv2-0=mgh …………………………………………………①
mgh=12mv2……………………………………………………②
點(diǎn)評(píng)：此題既可以用動(dòng)能定理解答，也可以用機(jī)械能守恒解答，因?yàn)榇祟}滿足機(jī)械能守恒的條件。不過在用機(jī)械能守恒解答時(shí)，首先要判斷是否滿足機(jī)械能守恒的條件，若滿足才能用機(jī)械能守恒解答。在用機(jī)械能守恒解答時(shí)，還要注意參考平面的選取。這兩點(diǎn)是學(xué)生容易忽視的，因此我在授課的過程中反復(fù)強(qiáng)調(diào)，讓學(xué)生自己有切身體會(huì)，在解題時(shí)才能更好的把握這兩個(gè)定理的區(qū)別。
例2：質(zhì)量為m的跳水運(yùn)動(dòng)員從高為H的跳臺(tái)上以速率 v1 起跳，落水時(shí)的速率為 v2 ，運(yùn)動(dòng)中遇有空氣阻力，那么運(yùn)動(dòng)員起跳后在空中運(yùn)動(dòng)克服空氣阻力所做的功是多少？
解：對(duì)象——運(yùn)動(dòng)員。
過程——從起跳到落水。
受力分析——如圖2示。
由動(dòng)能定理 。
W=12mv22-12mv12
mgH+Wf=12mv22-12mv12
-Wf=mgH-12mv22+12mv12
點(diǎn)評(píng)：此題不滿足機(jī)械能守恒的條件，因此只能用動(dòng)能定理解答。在用動(dòng)能定理解答時(shí)，受力分析，確定哪些力做功對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)是難點(diǎn)，因此在授課的過程中，不能急于求成，要由易到難
機(jī)械能守恒有三種表達(dá)式：
EK1+EP1=EK2+EP2
12mv12+mgh1=12mv22+mgh2
EK=-EP
動(dòng)能定理有一種表達(dá)式：
W=12mv22-12mv12
公式中W為合外力對(duì)物體做的功，它等于各力做功的代數(shù)和。
由表達(dá)式不同可以看出, 動(dòng)能定理 只注重動(dòng)能 的變化及其改 變動(dòng)能的方式( 做功)情況 , 機(jī)械能守恒定律注重的是初，末狀態(tài)能量形式, 與過程無(wú)關(guān). 注意, 動(dòng)能定理和機(jī)械能守恒定律 表達(dá)規(guī)律的方程都是標(biāo)量方程。
搞清楚這兩個(gè)規(guī)律的表達(dá)式和內(nèi)容是分清楚這兩個(gè)規(guī)律的首要條件，學(xué)生不僅要記住這兩個(gè)規(guī)律的表達(dá)式，更重要的是理解和應(yīng)用。尤其是機(jī)械能守恒定律各個(gè)字母表示的是什么物理含義，在不同的物理情境中個(gè)物理量所表示的物理意義又是什么，學(xué)生在做題練習(xí)要不是時(shí)機(jī)的加以強(qiáng)化理解。
3. 研究對(duì)象選取上要求不同
例3：如圖所示，光滑的水平桌面離地面高度為2L，在桌邊緣，一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的軟繩，一半擱在水平桌面，一半自然垂直于桌面下，放手后，繩子開始下落。試問，當(dāng)繩子下端剛觸地時(shí)，繩子的速度是多少？
解析：鏈條下滑時(shí)，每一節(jié)要受到相鄰兩節(jié)的拉力，且合力不為零，即除去重力以外還有其他力做功，故每一節(jié)機(jī)械能都不守恒，但因桌面光滑，沒有摩擦力做功，整根鏈條總機(jī)械能守恒，故可用機(jī)械能守恒求解。設(shè)整根鏈條質(zhì)量為m，則單位長(zhǎng)度質(zhì)量為m/L，設(shè)地面重力勢(shì)能為零。由機(jī)械能守恒定律得：
12mv2=12mg3L2+12mg(3L2-L4)
解得， v=11gL2
點(diǎn)評(píng)：此種類型的題，用機(jī)械能守恒定律解起來(lái)比較方便，容易理解，若用動(dòng)能定理解就顯的不那么容易了，物體的運(yùn)動(dòng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程，物體兩部分重力做功也不同，分析起來(lái)較麻煩，因此本題更適合用機(jī)械能守恒定律解。
例4：質(zhì)量均為m的物體A和B分別系在一根不計(jì)質(zhì)量的細(xì)繩兩端，繩子跨過固定在傾角為30o的斜面頂端的定滑輪上，斜面固定在水平地面上，開始時(shí)把物體B拉到斜面低端，這時(shí)物體A離地面的高度為0.8m，如圖所示，若摩擦力均不計(jì)，從靜止開始放手讓他們運(yùn)動(dòng)。
求：(1)物體A著地時(shí)的速度；
（2）物體A著地后物體B沿斜面上滑的最大距離。
解析：對(duì)于A，B組成的系統(tǒng)，當(dāng)A下落時(shí)，系統(tǒng)機(jī)械能守恒，但對(duì)于A,B個(gè)體機(jī)械能不守恒，因此此題只能就A，B組成的系統(tǒng)應(yīng)用機(jī)械能守恒定律，選B所在的初始位置為零勢(shì)能參考平面，則
（1）mgh= 12(m+m)v2+mgh2 解得 v=2ms
（2）0-12mv2=-mgh0 解得 h0=0.2m
l=2h0=0.4m
上滑的最大距離為0.4m
點(diǎn)評(píng)：此題既可以用動(dòng)能定理解答，也可以用機(jī)械能守恒解答。但用動(dòng)能定理解答起來(lái)更復(fù)雜一些，學(xué)生理解起來(lái)麻煩一些，而用機(jī)械能守恒解答，更直觀更簡(jiǎn)介。若用動(dòng)能定理解答要分析A，B 各自的受力情況，還要對(duì)A,B各自用動(dòng)能定理列式，學(xué)生沒有耐心，容易搞混淆，因此本題采用機(jī)械能守恒解答更為合適。
4. 解題步驟不同
（1）利用機(jī)械能守恒解題的一般步驟：
①明確研究對(duì)象；
②對(duì)物體進(jìn)行受力分析，研究運(yùn)動(dòng)過程中各力是否做功，判斷物體的機(jī)械能是否守恒；
③選取參考平面，確定物體（系統(tǒng)）在初，末狀態(tài)的機(jī)械能；
④根據(jù)機(jī)械能守恒定律列方程求解（選取不同的參考平面，方程的形式不同，但不影響解題結(jié)果，故參考平面的選取應(yīng)以解題方便為原則）
（2）利用動(dòng)能定理解題的一般步驟：
①確定研究對(duì)象和研究過程，
②分析受力情況和做功情況，
③ 找出初末狀態(tài)的動(dòng)能，
關(guān)鍵詞：機(jī)械能守恒定律 教學(xué)
【中圖分類號(hào)】G423【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】 【文章編號(hào)】
1.問題的提出
機(jī)械能守恒定律是高中物理力學(xué)中的一條重要規(guī)律，長(zhǎng)期以來(lái)廣大物理教師年復(fù)一年的講授著這個(gè)定律，研究著這個(gè)定律。面對(duì)不同的教材、不同的學(xué)生、不同的環(huán)境與背景，從灌輸式到啟發(fā)式再到探究式，在如何提高學(xué)生學(xué)習(xí)有效性方面做著各種嘗試。在長(zhǎng)期的教學(xué)實(shí)踐中我們發(fā)現(xiàn)，關(guān)于機(jī)械能守恒定律的教學(xué)困擾中學(xué)物理教師的原因主要有以下幾方面：一是教材編寫的問題，不同時(shí)期、不同的教材關(guān)于機(jī)械能守恒定律的表述不同，讓中學(xué)老師難以把握；二是在大學(xué)物理里面關(guān)于機(jī)械能守恒定律的描述很清楚，但是不能直接照搬到中學(xué)課堂，如何通俗易懂又準(zhǔn)確的讓中學(xué)生理解并會(huì)使用這個(gè)定律是教學(xué)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)；三是我們的高中課本，只討論一個(gè)物體和地球組成的系統(tǒng)的機(jī)械能守恒的問題，而不討論更復(fù)雜的情況，可是高考總是涉及到這類問題，這就出現(xiàn)了新課教學(xué)與高考復(fù)習(xí)的不協(xié)調(diào)問題。在實(shí)際教學(xué)中老師們普遍感覺教材的表述比較簡(jiǎn)單，但教師的教學(xué)設(shè)計(jì)和學(xué)生對(duì)定律的理解與應(yīng)用并不容易。在教學(xué)中還存在照本宣科現(xiàn)象，讓學(xué)生死記硬背守恒條件現(xiàn)象，遇到多體、多過程的情況，學(xué)生無(wú)從下手的現(xiàn)象…如何正確理解機(jī)械能守恒定律并有效組織教學(xué)呢？圍繞這一問題我們開展了同課異構(gòu)活動(dòng)，并進(jìn)行了課后反思，提出教學(xué)建議。
2.關(guān)于機(jī)械能守恒定律的不同表述形式
北京地區(qū)在課改前一直使用人教版教材，課改后增加了教材的可選擇性，東部地區(qū)使用教科版教材，西部地區(qū)使用人教版教材。不論哪個(gè)版本哪個(gè)時(shí)期，教材對(duì)這部分教學(xué)內(nèi)容都非常重視。但是教科書對(duì)機(jī)械能守恒定律的表述卻是不盡相同的。下面將各種表述做一對(duì)比，從中可以看出人們對(duì)科學(xué)規(guī)律的認(rèn)識(shí)在不斷深入，對(duì)科學(xué)規(guī)律的表述也更加科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)。
對(duì)人教版的三種表述進(jìn)行分析比較會(huì)發(fā)現(xiàn)，95版的表述中“介質(zhì)阻力”與“摩擦”在內(nèi)涵上有重復(fù)，沒有說(shuō)明彈力做功的情況，沒有建立“系統(tǒng)”的概念。03版的表述強(qiáng)調(diào)了只有重力做功，沒有說(shuō)明彈力做功的情況，同樣沒有建立“系統(tǒng)”的概念。相對(duì)而言，人教版與教科版的新課標(biāo)必修內(nèi)容表述是一致的，是最全面、最科學(xué)的。教材不斷變化，教師難以把握，這對(duì)教學(xué)的組織增加了難度。新課程要求教師用好教材而不是教教材。要想有效組織教學(xué)，就要深刻理解教材，只有理解了教材，才能結(jié)合學(xué)生的已有知識(shí)深入淺出的組織教學(xué)活動(dòng)。
3.大學(xué)物理中對(duì)機(jī)械能守恒定律的表述
《大學(xué)物理導(dǎo)論》中這樣表述機(jī)械能守恒定律：如果外力對(duì)系統(tǒng)做的功為零，系統(tǒng)內(nèi)部又沒有非保守力做功，則在運(yùn)動(dòng)過程中系統(tǒng)的機(jī)械能保持不變，即
當(dāng)W外力=0，W非保守力=0時(shí) ，EK+EP= EK0+EP0=常量
這就是說(shuō)，在只有保守內(nèi)力做功的情況下，質(zhì)點(diǎn)系的機(jī)械能保持不變。這一結(jié)論叫機(jī)械能守恒定律。
機(jī)械能守恒條件包含的意義是：W外力=0，表示外界物體的能量與系統(tǒng)的機(jī)械能之間無(wú)能量的傳遞或轉(zhuǎn)化；W非保守力=0，表示系統(tǒng)內(nèi)沒有發(fā)生機(jī)械能和其他形式能量的轉(zhuǎn)化。
在滿足機(jī)械能守恒的條件下，系統(tǒng)的動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，移項(xiàng)后的表達(dá)式是：
EP0—EP= EK —EK0
即系統(tǒng)勢(shì)能的減少等于系統(tǒng)動(dòng)能的增加。由于保守內(nèi)力做功，系統(tǒng)內(nèi)各物體的動(dòng)能還可以相互傳遞，系統(tǒng)的一種勢(shì)能和另一種勢(shì)能也可以相互轉(zhuǎn)化。但是在運(yùn)動(dòng)的任一時(shí)刻或者說(shuō)系統(tǒng)處于任一狀態(tài)時(shí)，動(dòng)能和勢(shì)能的總和都應(yīng)有同一個(gè)值。
4.教學(xué)中應(yīng)弄清幾個(gè)概念
從上面的表述中我們不難看出中學(xué)階段的機(jī)械能守恒定律的條件不好講，所以才演繹出各種力爭(zhēng)與學(xué)生認(rèn)知相符的表述形式，究其原因是有幾個(gè)概念在中學(xué)階段講不清楚?！跋到y(tǒng)”概念含糊不清，還有內(nèi)力做功與外力做功問題以及保守力與非保守力做功問題。
“系統(tǒng)”是在一定環(huán)境條件下由相互作用著的若干質(zhì)點(diǎn)所構(gòu)成的有特定功能的整體。簡(jiǎn)單地說(shuō)就是由相互作用著的物體組成的一個(gè)整體。新課標(biāo)教材在機(jī)械能守恒定律的表述中，加上了重要的兩個(gè)字“系統(tǒng)”，這是我們中學(xué)教師要好好領(lǐng)會(huì)的。
一般來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)的劃分是任意的，對(duì)于只取一個(gè)物體作為系統(tǒng)，它受到的所有作用力都是外力，對(duì)于取兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)，它們間的相互作用力是內(nèi)力，其他物體對(duì)該系統(tǒng)的任一物體的作用力都是外力。顯然所取的系統(tǒng)不同，某一個(gè)力是外力還是內(nèi)力就會(huì)不同。其次，外力是否做功還與參考系的選取有關(guān)，這是因?yàn)槟沉ψ龅墓Φ恼?fù)與具體數(shù)值都是與參考系的選取有關(guān)的，可能在某個(gè)參考系中，該力不做功，系統(tǒng)的機(jī)械能是守恒的，但轉(zhuǎn)換到另一個(gè)參考系中，這個(gè)外力就變成做功的了，系統(tǒng)的機(jī)械能就不守恒了。例如：如圖所示，一個(gè)平板小車上固定一個(gè)斜面體Q，小車在水平地面上勻速運(yùn)動(dòng)，木塊P沿著Q的光滑斜面下滑。這個(gè)過程中，如果選取P及地球作為系統(tǒng)，斜面對(duì)P的支持力是外力，但如果選取P、Q及地球作為系統(tǒng)，則斜面對(duì)P的支持力和P對(duì)斜面的壓力就是內(nèi)力，這時(shí)小車對(duì)Q的作用力是外力。我們選取P、Q及地球作為研究對(duì)象，且以小車為參考系，只有重力做功，內(nèi)力中的支持力和壓力做功的和為零，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒；但如果改為以地面為參考系，這個(gè)系統(tǒng)的機(jī)械能就不守恒，這是因?yàn)樾≤噷?duì)Q的作用力做功。
為什么在新課標(biāo)版教材表述中有了“物體系統(tǒng)內(nèi)”的說(shuō)法？一是因?yàn)閯?shì)能應(yīng)屬于以保守力相互作用著的整個(gè)質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)，不能說(shuō)勢(shì)能只屬于某一個(gè)質(zhì)點(diǎn)。內(nèi)力分保守力和非保守力，在中學(xué)階段可以具體地說(shuō)重力、彈力、萬(wàn)有引力以及摩擦力等。重力、彈性力、萬(wàn)有引力有一共同特點(diǎn)，他們的功都與運(yùn)動(dòng)物體所經(jīng)歷的路徑無(wú)關(guān)，僅由運(yùn)動(dòng)物體的起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置所決定。具有這種性質(zhì)的力稱為保守力，沒有這種特性的力稱為非保守力。在中學(xué)階段常見的摩擦力、空氣阻力做功就與路徑有關(guān)，他們屬于非保守力。只有對(duì)保守力才能引進(jìn)勢(shì)能概念，保守力的種類不同，就有不同種類的勢(shì)能：重力勢(shì)能、萬(wàn)有引力勢(shì)能、彈性勢(shì)能。
5.教學(xué)建議
5.1建立系統(tǒng)的概念
討論單個(gè)物體機(jī)械能守恒的情況是比較容易的，學(xué)生基本能夠掌握。但是到了高三進(jìn)行一輪復(fù)習(xí)時(shí)就會(huì)發(fā)現(xiàn)，學(xué)生遇到多體的情況往往無(wú)從下手，特別是多個(gè)物體、多個(gè)運(yùn)動(dòng)過程的情況，學(xué)生要從中找出機(jī)械能守恒的過程并進(jìn)行相應(yīng)的復(fù)雜計(jì)算，難度就大大增加了。教學(xué)中建議首先要確定研究對(duì)象是哪個(gè)系統(tǒng)，或說(shuō)是由哪幾個(gè)物體組成的系統(tǒng)。建議分兩步走，高一時(shí)只講到三種簡(jiǎn)單的情況，等到了高三總復(fù)習(xí)時(shí)才進(jìn)一步提高到多體、多過程的系統(tǒng)機(jī)械能守恒這個(gè)高度。
要講好系統(tǒng)問題最好是在講動(dòng)能和勢(shì)能時(shí)做好鋪墊，從表達(dá)式入手講清動(dòng)能是物體的，而勢(shì)能是系統(tǒng)的：，式中的m就是研究對(duì)象“物體”，v就是它的速度，Ek就是它的動(dòng)能；Ep=mgh，式中的m是“物體”，g是重力加速度，它是由于地球的吸引而產(chǎn)生的加速度，沒有地球就沒有它；h是它距離地面上所選取的參考點(diǎn)的高度，因此重力勢(shì)能是物體與地球組成的系統(tǒng)的。
5.2增加彈力做功的實(shí)驗(yàn)
教科版的導(dǎo)出過程是：觀察蕩秋千和撐桿跳高，定性的讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化。然后采用類似單擺的裝置觀察螺母的高度以研究動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化。最后對(duì)拋體運(yùn)動(dòng)的物體進(jìn)行兩個(gè)位置的動(dòng)能和勢(shì)能的定量計(jì)算得到兩個(gè)位置的動(dòng)能與勢(shì)能之和是相等的關(guān)系。由于學(xué)生對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)和拋體運(yùn)動(dòng)中動(dòng)能與勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化比較熟悉，而對(duì)彈力做功的情況尚不熟悉，故應(yīng)在教師引導(dǎo)下增加彈力做功的實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生從生活情景過渡到物理情景，定性、 定量分析彈性勢(shì)能與動(dòng)能的轉(zhuǎn)化，加深對(duì)守恒條件的理解。
5.3要對(duì)物體進(jìn)行受力情況、做功情況、能量轉(zhuǎn)化情況的分析，然后加以總結(jié)歸納。
這是培養(yǎng)學(xué)生良好的物理思維習(xí)慣的過程，不能忽略。要注意的是，外力做功是指某一個(gè)力做功，內(nèi)力則總是成對(duì)出現(xiàn)的，所謂內(nèi)力是否做功，要看這一對(duì)內(nèi)力分別對(duì)兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)是否做功，這兩個(gè)功的代數(shù)和是否為零，如果代數(shù)和為零，就叫這對(duì)內(nèi)力沒有做功。
5.4給學(xué)生提供兩種判斷機(jī)械能守恒的方法，一是通過做功判斷，二是通過能量轉(zhuǎn)化判斷。要提醒學(xué)生，機(jī)械能守恒是時(shí)時(shí)刻刻都守恒，不能是積累的結(jié)果。
5.5遵循學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，由易到難，由簡(jiǎn)到繁，適度提高。對(duì)高一的學(xué)生來(lái)說(shuō)，單個(gè)物體的定性判斷與定量計(jì)算是比較容易掌握的，對(duì)多個(gè)物體組成的系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒可以先從選擇題開始進(jìn)行定性判斷，或進(jìn)行簡(jiǎn)單的定量計(jì)算，讓學(xué)生對(duì)多個(gè)物體組成的系統(tǒng)機(jī)械能問題有初步的理解，為高考復(fù)習(xí)時(shí)的大幅度提高做好鋪墊。
關(guān)鍵詞：教學(xué)情景；高中物理；探究性情景
中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
一、研究背景
美國(guó)實(shí)用主義教育家杜威認(rèn)為：“如果想得到某些方面的知識(shí)，就必須親自嘗試一下，而不能道聽途說(shuō)?！贝送猓_其曼的探究訓(xùn)練模式訓(xùn)練學(xué)生組織資料，進(jìn)行了因果關(guān)系的推理以及建立驗(yàn)證理論。這種模式再現(xiàn)了科學(xué)家進(jìn)行探索的過程，對(duì)于提高學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力和推理能力等大有裨益。薩其曼堅(jiān)信課堂上要開展探究教學(xué)必須滿足三個(gè)條件：
第一，有一個(gè)集中學(xué)生注意的焦點(diǎn)，最好是一個(gè)能引起學(xué)生驚異的事件或現(xiàn)象；
第二，學(xué)生享有探索的自由；
第三，有一個(gè)豐富的容易引起反應(yīng)的環(huán)境。
“探究”是一種研究性學(xué)習(xí)的教學(xué)方式，即學(xué)生以類似或模擬科學(xué)研究的方式開展學(xué)習(xí)活動(dòng)的教學(xué)組織方式。探究是科學(xué)教育的核心部分，在教學(xué)中必須引入探究過程。
本文以“機(jī)械能守恒定律”這節(jié)課為例說(shuō)明高中物理課堂中探究性教學(xué)情景的構(gòu)建方法。
二、探究性教學(xué)情景的構(gòu)建
教學(xué)情景1：
問題1：一個(gè)足球被運(yùn)動(dòng)員一腳踢飛后，在飛行過程中的這一瞬間，足球具有哪些能量？
問題2：足球在飛行過程中，能量是一成不變的還是時(shí)刻變化的？哪位同學(xué)幫我們分析足球從飛出到落地這個(gè)過程中動(dòng)能和勢(shì)能是如何變化的？
問題3：我們發(fā)現(xiàn)一種能量減少，另一種能量就增大，那么勢(shì)能和動(dòng)能在這個(gè)過程中的轉(zhuǎn)化是否存在定量的關(guān)系呢？
教學(xué)情境2：
問題1：質(zhì)量為1千克的小球自由下落，初始位置距地面10 m高。取地面為零勢(shì)能面，我們可以知道小球初始狀態(tài)的機(jī)械能是動(dòng)能加勢(shì)能等于100 J。接下來(lái)我們來(lái)計(jì)算小球在下落過程中每下降1 m，重力勢(shì)能、動(dòng)能和機(jī)械能分別是多少。仔細(xì)觀察咱們算出的這幾組數(shù)據(jù)，同學(xué)們能從中得出什么信息呢？
問題2：剛才我們的計(jì)算都是建立在忽略空氣阻力的前提下進(jìn)行的，若空氣阻力不可忽略時(shí)又如何呢？假定阻力為0.2 mg，同學(xué)們?cè)儆?jì)算每下降1 m重力勢(shì)能、動(dòng)能和機(jī)械能分別是多少？
問題3：機(jī)械能守恒是需要條件的，請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)這兩種情況進(jìn)行比較討論：在重力勢(shì)能和動(dòng)能的轉(zhuǎn)化過程中，什么情況下機(jī)械能守恒？
三、反思與總結(jié)
建構(gòu)主義理論要求學(xué)習(xí)環(huán)境中的“情景”必須有利于學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容的“意義建構(gòu)”。學(xué)生認(rèn)識(shí)機(jī)械能時(shí)精心準(zhǔn)備了一個(gè)被踢飛的足球這一生活情景，利用學(xué)生生活中的實(shí)例，讓他們覺得物理知識(shí)就在身邊的同時(shí)，對(duì)學(xué)習(xí)產(chǎn)生濃厚的興趣。學(xué)生根據(jù)自己的計(jì)算結(jié)果，得到了機(jī)械能守恒這一物理規(guī)律“情景”，認(rèn)識(shí)更深刻。并且通過忽略阻力和考慮阻力兩種情況的對(duì)比結(jié)合、已經(jīng)掌握的功能關(guān)系，自己總結(jié)機(jī)械能守恒的條件：只有重力做功。
在物理課堂上實(shí)行探究性情境教學(xué)的辦法是創(chuàng)設(shè)能夠促進(jìn)教師與所有的學(xué)生共同的交互活動(dòng)的學(xué)習(xí)情境，讓所有學(xué)生參與物理規(guī)律的得出過程，盡管這些過程并不能再現(xiàn)科學(xué)家真實(shí)的探索過程，但是對(duì)于提高學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力和推理能力等大有裨益。而且學(xué)生通過親歷親為的實(shí)踐、分析、驗(yàn)證、總結(jié)等研究過程獲得的物理規(guī)律才是真正可以用來(lái)解決實(shí)際問題的物理知識(shí)。
“參與”是情境學(xué)習(xí)的核心要素。讓我看，我記不??；讓我聽，我會(huì)忘記；讓我參與，我就會(huì)理解、明白。
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《上海市中小學(xué)物理課程標(biāo)準(zhǔn)》提出了三維課程目標(biāo)，即知識(shí)與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀三維，并對(duì)每一維度的目標(biāo)做出的具體說(shuō)明。
（1）“知識(shí)與技能”要求的分類界定。對(duì)科學(xué)事實(shí)、概念、原理、規(guī)律的“認(rèn)知”可以分為知道（A）、理解（B）、掌握（C）、應(yīng)用（D）四個(gè)層次。“實(shí)驗(yàn)”要求分為初步學(xué)會(huì)（A）、學(xué)會(huì)（B）、設(shè)計(jì)（C）三個(gè)層次，主要針對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn)。
（2）“過程與方法”要求的分類界定?！斑^程與方法”維度的要求分為感受、認(rèn)識(shí)、運(yùn)用三個(gè)層次。
（3）“情感態(tài)度與價(jià)值觀”要求的分類界定。“情感態(tài)度與價(jià)值觀”維度的要求分為體驗(yàn)、感悟、形成三個(gè)層次。本研究根據(jù)現(xiàn)有的《上海市中學(xué)物理課程標(biāo)準(zhǔn)》和中學(xué)物理課堂教學(xué)實(shí)踐，開展教學(xué)目標(biāo)細(xì)化梳理和配套案例說(shuō)明，目的使課程標(biāo)準(zhǔn)在轉(zhuǎn)化為實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)時(shí)有依據(jù)、有參考。其中，教學(xué)目標(biāo)細(xì)化梳理將以布魯姆教育目標(biāo)分類學(xué)和《上海市中學(xué)物理課程標(biāo)準(zhǔn)》為依據(jù)，而案例說(shuō)明將使每一課時(shí)的教學(xué)內(nèi)容和要求有可參考的表現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)。
2基于教學(xué)目標(biāo)梳理的研究框架形成
目標(biāo)細(xì)化分解案例說(shuō)明下面是《機(jī)械能守恒定律》案例的教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)，強(qiáng)調(diào)教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定和目標(biāo)的細(xì)化分解，分為三維目標(biāo)綜述、目標(biāo)分解、案例說(shuō)明三部分。目的使學(xué)生明了教學(xué)目標(biāo)，以便獨(dú)立地進(jìn)行學(xué)習(xí)。案例：《機(jī)械能守恒定律》教學(xué)目標(biāo)分解與案例分析
（1）知道機(jī)械能的概念；會(huì)用DIS實(shí)驗(yàn)探究機(jī)械能守恒定律；理解機(jī)械能守恒定律及其條件；能夠應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解決簡(jiǎn)單的問題并歸納出解題步驟。①知道機(jī)械能的概念。從教材中找出基本概念以及動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化的例子，并填寫在表格中。②會(huì)用DIS實(shí)驗(yàn)探究機(jī)械能守恒定律。DIS實(shí)驗(yàn)研究動(dòng)能和勢(shì)能轉(zhuǎn)化過程中存在怎樣的數(shù)量關(guān)系并分析機(jī)械能守恒的條件，寫出機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式，能指出實(shí)驗(yàn)中存在的問題。③理解機(jī)械能守恒定律及其條件。判斷各個(gè)實(shí)例是否符合機(jī)械能守恒定律。運(yùn)用牛頓第二定律和初速為零的勻加速運(yùn)動(dòng)公式證明機(jī)械能守恒定律。通過不同實(shí)例的推導(dǎo)，進(jìn)一步掌握機(jī)械能守恒的條件是只有重力做功。④能夠應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解決簡(jiǎn)單的問題并歸納出解題步驟。判斷各個(gè)實(shí)例是否符合機(jī)械能守恒定律。課堂例題練習(xí)，討論，歸納總結(jié)解題步驟。
（2）通過實(shí)驗(yàn)探在動(dòng)能和重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化過程中，動(dòng)能和勢(shì)能的總和保持不變；通過對(duì)機(jī)械能守恒條件的歸納，經(jīng)歷在不同的現(xiàn)象中尋找共性的研究方法。①探究在單擺擺動(dòng)時(shí)，在動(dòng)能和重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化過程中，動(dòng)能和勢(shì)能的總和保持不變。結(jié)合教材能夠描述實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想及其實(shí)驗(yàn)步驟、數(shù)據(jù)處理，并能夠分析機(jī)械能守恒的條件，寫出機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式，能指出實(shí)驗(yàn)中存在的問題。②通過對(duì)機(jī)械能守恒條件的歸納，經(jīng)歷在不同的現(xiàn)象中尋找共性的研究方法。通過對(duì)各種實(shí)例的研究，歸納出他們中存在的共性，進(jìn)而獲得解決同類問題的共性的研究方法，便于以后將要進(jìn)行的研究。
（3）在運(yùn)用機(jī)械能守恒定律解決實(shí)際問題的過程中，體驗(yàn)學(xué)有所得的快樂，并感悟物理與社會(huì)生活的緊密聯(lián)系。①課堂練習(xí)與鞏固練習(xí)相結(jié)合，感悟機(jī)械能守恒定律在實(shí)際生活中的應(yīng)用。②學(xué)生工作單制作：針對(duì)教學(xué)目標(biāo)的分解目標(biāo)教師可精選8道左右的習(xí)題，供學(xué)生在課堂或課前課后練習(xí)。這樣可以及時(shí)檢測(cè)教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成度，精選習(xí)題也使學(xué)生的學(xué)習(xí)減負(fù)（這里不例舉具體案例）。
3總結(jié)
首先，機(jī)械能守恒是對(duì)系統(tǒng)而言的，而不是對(duì)單個(gè)物體。如：地球和物體、物體和彈簧等。對(duì)于系統(tǒng)機(jī)械能守恒，要適當(dāng)選取參照系，因?yàn)橐粋€(gè)力學(xué)系統(tǒng)的機(jī)械能是否守恒與參照系的選取是有關(guān)的。
其次，適當(dāng)選取零勢(shì)能面(參考平面)，盡管零勢(shì)能面的選取是任意的，但研究同一問題，必須相對(duì)同一零勢(shì)能面。零勢(shì)能面的選取必須以方便解題為前提。如研究單擺振動(dòng)中的機(jī)構(gòu)能守恒問題，一般選取豎直面上軌跡的最低點(diǎn)作為零勢(shì)能面較為恰當(dāng)。
再次，適當(dāng)選取所研究過程的初末狀態(tài)，且注意動(dòng)能、勢(shì)能的統(tǒng)—性。
用機(jī)械能守恒定律解題有兩種表達(dá)式，可根據(jù)具體題目靈活應(yīng)用：
①位置1的機(jī)械能E1＝位置2的E2，
即：Ek1+Ep1=Ek2+Ep2
②位置1的Ep1(Ek1)轉(zhuǎn)化為位置2的Ek2(Ep2)
即；Ep1-Ep2=Ek1-Ek2
下面提供二個(gè)例子：
[例1]如圖1所示，一光滑斜面置于光滑水平地面上，斜面頂端有一物體由靜止開始沿斜面下滑；在物體下滑過程中，下列說(shuō)法正確的有：
（A）物體的重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增加。（B）斜面的機(jī)械能不變。
（C）物體的機(jī)械能減少。（D）物體及斜面組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。
[分析]物體在下滑過程中對(duì)斜面有垂直于該斜面的壓力。由于斜面不固定，地面又光滑斜面必將向右產(chǎn)生加速度；其動(dòng)能及其機(jī)械能增加。所以（B）項(xiàng)錯(cuò)誤。物件一方面克服斜面對(duì)它的壓力做功：機(jī)械能減少；另一方面由于它的重力做功，重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增加，因此選項(xiàng)(A)(C)正確。對(duì)于物體與斜面組成的物體系；只有物體重力做功，沒有與系統(tǒng)外物體發(fā)生能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移，機(jī)械能守恒，故（D）項(xiàng)正確。
答案為：（A、C、D）
[例2]如圖2，長(zhǎng)為l的細(xì)繩系于0點(diǎn)，另一端系一質(zhì)量為m的小球，0點(diǎn)正下方距0點(diǎn)1／2處有一小釘，將細(xì)繩拉至與豎宣方向成q＝30o角位置由靜止釋放，由于釘子作用；細(xì)繩所能張開的最大角度為a；則角a為多大？（不計(jì)空氣阻力和繩與釘碰撞引起的機(jī)械能損失，a用三角函數(shù)表示）
[解法]小球在運(yùn)動(dòng)過程中只有重力做功
【關(guān)鍵詞】動(dòng)量守恒；機(jī)械能守恒；內(nèi)容比較；應(yīng)用研究
物理，是以通過實(shí)驗(yàn)的方式，以及具象化的思維模式來(lái)研究世界上物質(zhì)間的基本相互作用、一般的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)軌跡等項(xiàng)目的自然科學(xué)，是人類對(duì)于自然現(xiàn)在的規(guī)律性、尋跡性總結(jié)與歸納。隨著物理學(xué)學(xué)科在我國(guó)的開展與普及，物理作為高中的必修課程進(jìn)入到我們的學(xué)習(xí)生活中。至今，我國(guó)開展高中物理課程已經(jīng)有數(shù)十個(gè)年頭，并逐漸總結(jié)出一套具有我國(guó)高中自身物理特色的物理課程模式，但是在實(shí)際的學(xué)習(xí)過程中，高中物理知識(shí)“動(dòng)量守恒”以及“機(jī)械能守恒”一直是我們學(xué)生學(xué)習(xí)的重點(diǎn)及難點(diǎn)，如何通過其兩者間的不同進(jìn)行比較性學(xué)習(xí)，從而達(dá)到預(yù)期的課程學(xué)習(xí)目標(biāo)，以期能夠準(zhǔn)確的將其應(yīng)用在解題過程中去不僅是教師們需要考慮的重點(diǎn)問題，我們學(xué)生自身也應(yīng)該探尋其中存在的相似與不同之處，通過自己的力量進(jìn)一步掌握物理知識(shí)。
一、“動(dòng)量守恒”及“機(jī)械能守恒”的概述
1.動(dòng)量守恒
動(dòng)量守恒定理即指物體的線性動(dòng)量（P）等于該物體質(zhì)量（m）與速度（v）的積，大量研究表明這是一個(gè)向量，也是一個(gè)守恒的量（即在無(wú)外力作用下，物質(zhì)一直按原有趨勢(shì)向原有方向運(yùn)動(dòng)）。
2.機(jī)械能守恒
就目前來(lái)說(shuō)，高中物理知識(shí)將常見的重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能、動(dòng)能這三項(xiàng)y稱為機(jī)械能，它是指當(dāng)物質(zhì)只受重力或彈力影響的狀況下，該物體的重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能以及動(dòng)能間三種能量相互轉(zhuǎn)化，從而保持該物質(zhì)的總機(jī)械能守恒的狀態(tài)。
二、“動(dòng)量守恒”及“機(jī)械能守恒”的相似點(diǎn)及不同點(diǎn)
1.“動(dòng)量守恒”及“機(jī)械能守恒”相似點(diǎn)對(duì)比
根據(jù)定理概念總結(jié)可知，其相似之處主要由以下幾點(diǎn)（如表一）：
2.“動(dòng)量守恒”及“機(jī)械能守恒”不同點(diǎn)對(duì)比
根據(jù)日常物理課程的學(xué)習(xí)我們可以總結(jié)出：“動(dòng)量守恒”及“機(jī)械能守恒”的不同點(diǎn)如下（表二）：
三、兩項(xiàng)守恒定律的應(yīng)用研究
以在高中物理中常見的“斜方能量守恒問題”為例來(lái)說(shuō)，假設(shè)當(dāng)質(zhì)量為1的斜方a被放置在水平的界面上，將1的斜面上放置一個(gè)質(zhì)量為2的b，如圖一，在忽略一切摩擦的情況下，b從a頂端滑下的過程中能量時(shí)候守恒？
從題目中可以看出，該題目研究的對(duì)象是a、b兩個(gè)物質(zhì)，當(dāng)b順著a的斜面下滑時(shí)，其受到a、b自身重力以及地面對(duì)a的支持力的影響，很多同學(xué)會(huì)認(rèn)為在上述過程中a、b自身重力等于地面對(duì)a的支持力，進(jìn)而得出能量守恒的結(jié)論，但是，在實(shí)際過程中，我們可以發(fā)現(xiàn)b在沿著a斜面下滑的時(shí)候處于加速狀態(tài)，除卻上述影響因素還受到“失重”現(xiàn)象的影響，使得其地面對(duì)a的支持力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于a+b的重力，進(jìn)而使得該物體外力不為0，從而導(dǎo)出該物體能量不守恒的結(jié)論。
三、結(jié)語(yǔ)
綜上所述，根據(jù)動(dòng)量守恒定律以及機(jī)械能守恒定律的相似點(diǎn)進(jìn)行有關(guān)知識(shí)點(diǎn)的輔助記憶、推導(dǎo)學(xué)習(xí)的同時(shí)利用其自身存在的不同點(diǎn)更好的區(qū)分其應(yīng)用的環(huán)境及模式，從而幫助解題環(huán)節(jié)的順利進(jìn)行。
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自然界的各種現(xiàn)象錯(cuò)綜復(fù)雜，一旦條件成立，就會(huì)發(fā)生特定的物理過程.因此，用以描述自然界規(guī)律的諸多物理定理、定律，往往總是要在特定的條件下才能成立，也就是說(shuō)都存在特定的適用條件.也正是這些條件的復(fù)雜性，才導(dǎo)致物理學(xué)習(xí)存在著不小的難度，一旦對(duì)條件理解或處理不當(dāng)，即便是老師，也會(huì)出錯(cuò).在平時(shí)的教學(xué)及交流過程中，筆者就遇到一些物理定理、定律的適用條件的理解誤區(qū)，現(xiàn)列舉一二以說(shuō)明.
1物理規(guī)律的數(shù)學(xué)表達(dá)式在應(yīng)用上的局限性而造成的誤區(qū)
最典型的萬(wàn)有引力定律.“自然界任何兩個(gè)物體之間都相互吸引，引力的方向在它們的連線上，引力的大小與物體的兩質(zhì)量的乘積成正比，與它們之間距離的二次方成反比，即F=Gm1m2r2.”這就是萬(wàn)有引力定律的內(nèi)容.從字面上就能看出，該定律根本不存在所謂的成立條件！它在任何情況下都成立.但在平時(shí)的交流過程中，很多學(xué)生和老師都錯(cuò)誤地認(rèn)為萬(wàn)有引力定律只能適用于“兩個(gè)相互作用的質(zhì)點(diǎn)、均勻球體或球殼間”，因?yàn)橹挥性谏鲜觥皸l件”下，計(jì)算萬(wàn)有引力定律大小的公式才能直接運(yùn)用.造成這一誤區(qū)的原因是將相關(guān)數(shù)學(xué)規(guī)律的運(yùn)用條件誤認(rèn)為是萬(wàn)有引力定律的成立條件了.在中學(xué)階段，一般不要求學(xué)生利用微積分的知識(shí)來(lái)解決物理問題，這樣一來(lái)，一般性的任意兩物體間的等效引力作用距離r就無(wú)法確定，所以在平時(shí)運(yùn)用時(shí)只針對(duì)能確定距離r的情況了，這是由于數(shù)學(xué)準(zhǔn)備知識(shí)不足而造成的假象，絕不能因此認(rèn)為是萬(wàn)有引力定律存在適用條件！
2平時(shí)研究物理問題所涉及的范圍的局限性而造成的誤區(qū)
在處理萬(wàn)有引力定律的問題時(shí)還有一個(gè)誤區(qū)，就是將任意兩物體間的引力距離r簡(jiǎn)單處理成它們的質(zhì)心間的距離.對(duì)于在實(shí)驗(yàn)室范圍內(nèi)的物體而言，由于它們的線度跟地球相比完全可以忽略不計(jì)，物體上各部分到地心的距離r可認(rèn)為都等于地球半徑R，并且各部分所受到的地球的引力方向也可認(rèn)為完全相同，從而即使是一般物體，我們也可認(rèn)為此時(shí)的引力距離就是R，也就是物體的質(zhì)心或重心到地心間的距離（此時(shí)的質(zhì)心與重心重合）.但對(duì)于任意兩個(gè)物體間的引力，或者是線度大小跟地球相比不能忽略的物體所受地球的引力，就不能再這樣簡(jiǎn)單處理了，因?yàn)檫@時(shí)的等效引力作用點(diǎn)往往都不在物體的質(zhì)心上了.如圖1所示，長(zhǎng)桿AB的質(zhì)心在C點(diǎn)處，而其所受到的地球引力的等效作用點(diǎn)G，卻會(huì)因地球?qū)UAC部分的平均引力大于對(duì)BC部分的平均引力而偏向C點(diǎn)的左側(cè).此時(shí)G點(diǎn)的位置就只能通過微積分來(lái)處理了.正是由于平時(shí)我們一般只在實(shí)驗(yàn)室范圍內(nèi)研究物理問題這一局限性，導(dǎo)致了對(duì)質(zhì)心與重心重合的條件的認(rèn)識(shí)誤區(qū).
3對(duì)概念的理解不到位而造成的誤區(qū)
這里最典型的莫過于對(duì)機(jī)械能守恒定律的適用條件的理解了.在中學(xué)階段，機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容一般表述為：“在只有重力或彈力做功的情況下，系統(tǒng)的動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，但其總和保持不變.”這里的彈力指的是系統(tǒng)內(nèi)各部分間的彈性力，不僅僅是彈簧的彈力，也可是剛體的支持力或繩子的拉力等.從機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容表述中可以看出，機(jī)械能守恒定律是有適用條件的，即“只有重力或彈力做功”.但在平時(shí)的學(xué)習(xí)中，卻有很多同學(xué)曲解了這一條件，錯(cuò)誤地“推廣”為“只要系統(tǒng)的機(jī)械能保持不變，系統(tǒng)的機(jī)械能就守恒”！也就是說(shuō)，即使存在除了重力和彈力以外的其它力做功，但只要?jiǎng)恿λ龅恼Ω枇λ龅呢?fù)功數(shù)值相等，系統(tǒng)的機(jī)械能仍是“守恒”的.其實(shí)這是混淆了“守恒”與“不變”的概念.因?yàn)闄C(jī)械能“守恒”的過程實(shí)質(zhì)上要求“只有保守力做功”，即只能是各種機(jī)械能形式間的相互轉(zhuǎn)化，不能有任何其它形式的能量參與其中，哪怕是輸出與輸入的其它能量相等（即機(jī)械能保持不變）也不行.在機(jī)械能僅僅是不變的情況下，相關(guān)表達(dá)式“E1=E2”也只能是一種等量關(guān)系，而不能理解成“機(jī)械能守恒定律”的表達(dá)式！
4規(guī)律的歷史局限性而造成的誤區(qū)
縱觀各條物理定理、定律，只要是存在適用條件的，在其內(nèi)容的表述中一般都會(huì)突出地加以說(shuō)明，比如機(jī)械能守恒定律、庫(kù)侖定律等等.而不存在任何條件約束的規(guī)律，其表述也會(huì)說(shuō)得相當(dāng)明顯，例如能量守恒定律、電荷守恒定律等.但也有一些物理定理、定律是在特定的歷史時(shí)期和特定條件下發(fā)現(xiàn)的，現(xiàn)在的表述仍然沿用了其最初的表述方式，從而會(huì)造成適用條件的假象.例如著名的牛頓運(yùn)動(dòng)定律，在總體上的適用條件是“宏觀、低速、慣性系、弱引力場(chǎng)”，但是牛頓運(yùn)動(dòng)定律因歷史原因而不可能認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)并將它們羅列出來(lái).對(duì)于牛頓第一定律和第二定律，通過圖2所示的慣性小球系統(tǒng)至少可清晰地反映出“只成立于慣性系”這一條件.而對(duì)于牛頓第三定律是否也受以上條件限制，別說(shuō)是學(xué)生了，就連部分老師可能都不會(huì)注意到，存在明顯的認(rèn)知誤區(qū)！牛頓關(guān)于作用力與反作用力的論斷是：“作用力與反作用力總是大小相等、方向相反，作用在同一條直線上.”這一論斷是對(duì)給定時(shí)刻相互作用的兩物體所受的力的分別陳述.電磁力是通過交換光子產(chǎn)生的，而兩物體之間總是有一定距離的，并且相對(duì)論否認(rèn)存在所謂超距作用，并認(rèn)為同時(shí)又是相對(duì)的，所以牛頓的這一論斷在相對(duì)論范圍內(nèi)并不成立，要能說(shuō)明的話，則必須同時(shí)考慮兩物體之間的相互作用的場(chǎng)才行！例如洛倫茲力，只能認(rèn)為是帶電粒子與磁場(chǎng)之間的相互作用，而不會(huì)直接說(shuō)成是磁鐵對(duì)粒子的作用力.
關(guān)鍵詞：導(dǎo)悟研評(píng);教學(xué)模式;導(dǎo)學(xué)
采用“導(dǎo)悟研評(píng)”教學(xué)模式能創(chuàng)新課堂教學(xué)，極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新精神。我認(rèn)為一節(jié)課的重中之重是“導(dǎo)學(xué)”過程，也是備課過程中應(yīng)該重點(diǎn)研究的。
導(dǎo)學(xué)是引導(dǎo)學(xué)生盡快進(jìn)入到教學(xué)環(huán)境中，我在教學(xué)《機(jī)械能守恒定律》公開課時(shí)，在導(dǎo)學(xué)案方面花了大量工夫，首先，我精心設(shè)計(jì)了導(dǎo)學(xué)案。學(xué)生通過導(dǎo)學(xué)案可以做好預(yù)習(xí)工作，做好前后銜接。之前講過了動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能，很容易過渡到機(jī)械能的概念。提出問題：什么情況下機(jī)械能守恒，以我們熟悉的自由落體運(yùn)動(dòng)為例，很快能進(jìn)入到物理情景，在導(dǎo)學(xué)案的設(shè)計(jì)中，按照學(xué)生接受知識(shí)的過程，設(shè)計(jì)很多小問題，循序漸進(jìn)地把物理問題銜接好，一節(jié)課在學(xué)生填寫導(dǎo)學(xué)案的過程就已經(jīng)開始了。
導(dǎo)課是一節(jié)課的開端，一節(jié)課的精彩與否從導(dǎo)課就可以看出來(lái)。為了學(xué)生能把所學(xué)的內(nèi)容與實(shí)際相聯(lián)系，我以游樂園的過山車為例。我的引課是這樣的：“每次我們一進(jìn)入游樂園就會(huì)被驚險(xiǎn)刺激的過山車所吸引，很多人坐上過山車之后一路尖叫，尖叫之余是否想過這樣一個(gè)問題：滑車通過最高點(diǎn)時(shí)，即使沒有動(dòng)力是否也能完成一系列的驚險(xiǎn)動(dòng)作？帶著這樣一個(gè)問題，我們來(lái)學(xué)習(xí)一下《機(jī)械能守恒定律》。”帶學(xué)生走入物理的教學(xué)的情境中，有了這樣一個(gè)物理模型，教學(xué)很容易開展。在這節(jié)課的最后，借助之前的導(dǎo)課，我讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)一個(gè)過山車，學(xué)以致用。整節(jié)課課堂氣氛活躍，學(xué)生思路被打開，物理知識(shí)不再枯燥，在日常生活中有了用武之地。物理來(lái)源生活又可以應(yīng)用于生活，我希望自己每節(jié)課都會(huì)通過精彩的引課來(lái)引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入物理世界。
在新教學(xué)模式下，不再是教師獨(dú)立地教，學(xué)生獨(dú)立地學(xué)，小組合作學(xué)習(xí)越來(lái)越受到重視，“導(dǎo)悟研評(píng)”教學(xué)模式也十分注重小組學(xué)習(xí)，因此，我們要提前做好引導(dǎo)小組討論的工作，在教學(xué)過程中，我設(shè)計(jì)了一些問題引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論，比如，我設(shè)計(jì)一個(gè)問題：小球落在彈簧上，把彈簧壓縮到最短的過程中，小球的機(jī)械能是否守恒？看似簡(jiǎn)單，但很容易錯(cuò)誤，很有討論價(jià)值。課堂氣氛非?；钴S，學(xué)生回答踴躍，但想法錯(cuò)誤的比較多，我適時(shí)加一句“真理往往掌握在少數(shù)人手里”，通過分析他們錯(cuò)誤的原因，進(jìn)一步來(lái)分析系統(tǒng)機(jī)械能守恒定律的條件，通過引導(dǎo)學(xué)生參與討論，學(xué)生對(duì)所討論的問題的印象更深刻。
在“導(dǎo)悟研評(píng)”模式中，“導(dǎo)學(xué)”并不是在課的前半部分就結(jié)束了，而是貫穿教學(xué)始終，物理是注重思維和計(jì)算的學(xué)科，我在教學(xué)過程中，也引導(dǎo)學(xué)生歸納、總結(jié)機(jī)械能守恒定律的條件和計(jì)算公式，并將其應(yīng)用到具體的問題中，例如，我給出了一道比較簡(jiǎn)單的動(dòng)能定理的計(jì)算題，讓學(xué)生用動(dòng)能定理和機(jī)械能守恒定律兩種方法來(lái)計(jì)算，并比較一下各自的優(yōu)點(diǎn)。再給出一道兩個(gè)小球用細(xì)線連接的問題，動(dòng)能定理就應(yīng)用不了了，這樣可以看出機(jī)械能守恒定律的優(yōu)點(diǎn)，之后，引導(dǎo)學(xué)生自己歸納機(jī)械能守恒定律的適用范圍。在新的教學(xué)中，并不是所有問題老師都親力親為，而要不斷引導(dǎo)學(xué)生參與到教學(xué)中來(lái)，充分發(fā)揮他們的潛力。事實(shí)上，這樣做課堂效果非常好。
在新的教學(xué)模式下，要充分體現(xiàn)學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，把課堂時(shí)間還給學(xué)生的新教育理念，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教師在課堂上要改變以前以串講串問為主的引導(dǎo)方式，課堂教學(xué)以導(dǎo)為主，引導(dǎo)學(xué)生自己預(yù)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入教學(xué)環(huán)境，引導(dǎo)學(xué)生積極參與到課堂討論中，更要引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用已有知識(shí)解決實(shí)際問題，要以學(xué)生的活動(dòng)為主，學(xué)生能講、能說(shuō)的要讓學(xué)生說(shuō)、讓學(xué)生講，把課堂時(shí)間還給學(xué)生，讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)。教師要轉(zhuǎn)換角色，變成課堂的引導(dǎo)者。我也希望在以后的教學(xué)過程多多探索發(fā)現(xiàn)學(xué)生的亮點(diǎn)，把引導(dǎo)工作做到位，使課堂變得更加精彩紛呈。
參考文獻(xiàn)：
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本學(xué)期繼續(xù)使用教科版《必修二》，共五章，分別為第一章《拋體運(yùn)動(dòng)》、第二章《勻速圓周運(yùn)動(dòng)》、第三章《萬(wàn)有引力定律》、第四章《機(jī)械能和能源》和第五章《經(jīng)典力學(xué)的成就與局限性》
二、教學(xué)目標(biāo)：
本學(xué)期完成以下教學(xué)目標(biāo)。
1. 知識(shí)目標(biāo)：以平拋運(yùn)動(dòng)和勻速圓周運(yùn)動(dòng)為例，研究物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件和規(guī)律；萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)及其在天體運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用；功和能的概念，以及動(dòng)能定理和機(jī)械能守恒定律。
2. 方法目標(biāo)：學(xué)會(huì)運(yùn)動(dòng)合成和分解的基本方法；引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)萬(wàn)有引力定律發(fā)現(xiàn)過程中的思路和方法。
3. 能力目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力；培養(yǎng)學(xué)生從能量的觀點(diǎn)和守恒的觀點(diǎn)來(lái)處理的能力。
三、教材分析：
第一章《拋體運(yùn)動(dòng)》可分為兩個(gè)單元：
第一單元第一節(jié)，講述物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件和曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)．
第二單元第二節(jié)、第三節(jié)，講述研究曲線運(yùn)動(dòng)的基本方法──運(yùn)動(dòng)的合成和分解，并用這個(gè)方法具體研究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和規(guī)律，這是本章的一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容．
第二章勻速圓周運(yùn)動(dòng)可分為兩個(gè)單元：
第一單元第一節(jié)、第二節(jié)，講述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的描述方法和基本規(guī)律．
分析勻速圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例以及離心現(xiàn)象．
第二單元第三節(jié)、第四節(jié)，講述圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析
第三章《萬(wàn)有引力定律》章可分為三個(gè)單元：
第一單元第一節(jié)，學(xué)習(xí)開普勒關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)描述的有關(guān)知識(shí)．
第二單元第二節(jié)和第三節(jié)，學(xué)習(xí)萬(wàn)有引力定律的知識(shí)．
第三單元第四節(jié)，學(xué)習(xí)萬(wàn)有引力定律在天體運(yùn)動(dòng)中的有關(guān)知識(shí)．
第四章《機(jī)械能》可分為四個(gè)單元：
第一單元第一節(jié)和第二節(jié)，講述功和功率。
第二單元第三、四、五節(jié)，講述動(dòng)能和動(dòng)能定理、重力勢(shì)能。
第三單元第六、七節(jié)，講述機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用。
第五章《經(jīng)典力學(xué)的成就與局限性》只有一個(gè)單元，即經(jīng)典力學(xué)的成就與局限性。
四、教學(xué)進(jìn)度表：
教學(xué)進(jìn)度周計(jì)劃安排表
周次日期
12．21—2．27曲線運(yùn)動(dòng)及習(xí)題課
22．28—3．06運(yùn)動(dòng)的合成及分解、平拋運(yùn)動(dòng)
33．07—3．13平拋運(yùn)動(dòng)及習(xí)題課
43．14—3．20第一章測(cè)試及講解
53．21—3．27圓周運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力和向心加速度
63．28—4．03圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析及習(xí)題課
74．04—4．10圓周運(yùn)動(dòng)部分練習(xí)及單元測(cè)試
84．11—4．17天體運(yùn)動(dòng)及萬(wàn)有引力定律
94．18—4．24萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用及習(xí)題課期中復(fù)習(xí)
104．25—5．01期中考試
115．02—5．08功、功率及習(xí)題課
125．09—5．15勢(shì)能、動(dòng)能、動(dòng)能定理
135．16—5．22動(dòng)能定理習(xí)題課
145．23—5．29機(jī)械能守恒定律、能源的開發(fā)與利用
155．30—6．05經(jīng)典力學(xué)的成就與局限性
166．06—6．12電荷、電荷守恒定律、庫(kù)侖定律
176．13—6．19電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度和電場(chǎng)線、電勢(shì)差及習(xí)題課
186．20—6．26電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系、電容器和電容
