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2010年石家庄市高中物理
“套餐式”系列教研活动项目（之九）
---- 高中新课程教材解读与分析 （人教版）
必修二模块
第七章 机械能守恒定律
分节次教材分析与建议（一）
第一节 追寻守恒量
一、本节教材的整体分析：
本节教材为这一章教材的开篇之作，起一个正本清源，打基础的作用。一改旧教材从“功”认识“能”，好像先有功的概念才会有能的概念这样一个错误认识，为新教材的从追寻守恒量引出能的概念，从能量的转化中认识功的概念。这样就为对更个的功能关系的正确认识打下一个坚实的基础。同时本节还是一个过渡篇，它是从牛顿力学到守恒观点的过渡。在对能量的认识过程中初步建立起守恒的观点。总之，本节教学主要是观念性教育的内容，目的是对学生进行方法和观念的教育，使学生了解守恒思想的重要性。
二、教学目标分析
（一）知识与技能目标：
1.了解势能、动能及能量的概念与意义
2.能独立分析伽利略理想斜面实验的能量转化和守恒关系。
3.会分析生活中有关机械能转化的问题
（二）过程和方法目标：
1.领会寻找守恒量是科学研究的重要思想方法
2.在列举事例的过程中体会费恩曼所说话的深刻含义体会转化和守恒的普遍性
（三）情感目标：
1.初步领会能量转化、变中有恒的思想
2.通过动能势能间的相互转化研究生活中的物体运动，培养生活情趣
三．重点、难点分析
（一）重点分析：
1.了解势能、动能及能量的概念与意义
2.建立守恒的思想
（二）难点分析：
建立守恒的思想
四．教学建议：
本节教材所讲授的内容比较抽象，因此以实例引入新课。从对牛顿力学的总结（变及变化的原因）引出是否存在“不变量”。再分析伽利略的斜面实验（可以以动画的方式），充分剖析这一试验中哪些现象可以用牛顿定律解释，而哪些现象不能用牛顿定律解释（沿斜面下滑，高度降低，而速度随之增大；或沿斜面上滑，高度升高而速度随之减小；可以用牛顿定律解释；而总要达到原来的高度，虽然是一个事实（推理）但不能用牛顿定律解释。即“记得”原来的高度不能解释，从而引出守恒的观点再举荡秋千的例子，简化为 “摆球实验”再展示“滚摆实验”。从而将守恒的观点推广到其它的物理过程。回扣课文开头的费恩曼的一段话：“有一个事实，如果你愿意，也可说一条定律，支配着至今所知的一切自然现象……这条定律称作能量守恒定律。它指出有某一个量，我们把它称为能量，在自然界经历的多种多样的变化中它不变化。那是一个最抽象的概念……”。在分析斜面实验的过程中提出势能和动能的概念及它们之间的转化情况。（“恒中有变”，“变中有恒”）。
第二节 功
一、本节教材的整体分析：
功为本章的核心内容之一，是功能关系中的核心概念。是从能量角度解决问题的基础。是知识技能目标中的最高要求（应用）。因此，功既是本章的重点又是本章的难点。本节关键是对功的概念的理解（功的概念、做功的两个必要条件、位移的准确理解：作用点在力方向上的位移、功的正负的含义等等）以及对不同力做功的基本解法（恒力、特殊的变力、合力）初步建立“能量转化过程即力的做功过程”这样一个观点。这一观点的建立，应该是在整章教学过程中逐步建立和完善的。
二、教学目标分析
（一）知识与技能目标：
1.初步认识做功与能量变化的关系
2.理解功的概念，知道做功的两个要素
3.明确功是标量，知道的适用范围，会用功的公式进行计算。
4.理解正负功的概念，会根据公式计算多个力的总功
5.初步理解化变力为恒力，处理变力做功的思想
（二）过程和方法目标：
培养学生理论联系实际的习惯，从熟悉的事例分析中进一步理解功的概念
（三）情感目标：
培养学生对科学的兴趣，坚定学习、思考、探索的信念
三．重点、难点分析
（一）重点分析
1、理解功的概念；
2、掌握功的计算。
（二）难点分析
1、对正、负功的理解；
2、总功的计算
四．教学建议：
从分析滚摆实验的能量转化过程中存在力做功，再回忆初中功的概念（物体在力的作用下，在力的方向上移动了一段距离，这个力的作用就显示出成效，力学里就说力做了功）入手，结合实例（重物被举高、列车被机车牵引、物体自由下落、弹簧的形变等过程的共同之处是既有力，在力的方向上又有位移）、情景展示（手托板擦上下、左右移动重力是否做功）引出功的概念（如果一个物体受到力的作用, 并且在力的方向上发生了位移, 我们就说这个力对物体做了功）和对做功的两个因素的进一步完善（距离→位移）。通过例题强调位移为作用点的位移。通过情景展示（甲同学以一定速度运动，乙同学推或拉甲同学）结合模型分析使学生理解功的正负的含义（表性质）。功是标量（不满足平行四边形法则），合功即各力做功的代数和。利用微元法得到摩擦力的功；通过功的概念得到向心力的功。
第三节 功率
一、本节教材的整体分析：
功率的概念虽是一重要概念但学生理解起来并不困难，关键是对额定功率与实际功率区别、瞬时功率与平均功率的区别。因为功率与实际生活联系紧密，因此要求学生会分析机车的两种典型的启动方式。结合教材中的“说一说”、“做一做”加深对两个公式（；）的理解。对于力与速度不在同一直线上的情况，建议各学校可以根据实际情况处理。
二、教学目标分析
（一）知识与技能目标：
1.理解功率的物理意义，功率的定义及定义式；
2、理解功率与力、速度之间的关系，能运用其解释和计算汽车启动和行驶中的有关问题；
3、区分额定功率和实际功率，区分瞬时功率和平均功率；
（二）过程和方法目标：
1.指平均功率，时为瞬时功率
2.分析汽车的启动，注意知识的迁移
3.比值法定义物理量
（三）情感目标：
认识功率概念在生活中的实际应用，提高学习物理学的价值观
三．重点、难点分析
（一）重点分析
1、理解公式P=Fv的意义；
2、理解平均功率和瞬时功率。
（二）难点分析
发动机额定功率与汽车最大速度的关系。
四．教学建议：
从生活实例出发（上楼，电梯比步行快，打水，抽水机比人快；耕地，拖拉机比牛快等等）引出做功存在快慢问题，再回忆初中是如何描述做功快慢的从而得到功率的概念。再从赛车与一般轿车铭牌上的标称值的不同（图片展示），与实际运动相结合，得到额定功率与实际功率的关系。以打水过程为例，从整个过程来看抽水机比人快，但过程中的某个时刻却不一定。得到平均功率与瞬时功率的概念。引导学生推导功率与速度的关系式。利用教材中的“说一说”、“做一做”来加深对两个公式的理解。
第四节 重力势能
一、本节教材的整体分析：
重力势能是本章定量研究的第一种形式的机械能，难点多，难点集中（与重力做功的关系、相对性、系统性、正负的含义等）我们可以通过情景展示，设计实验，分组合作讨论等形式。来逐一突破各个难点。同时本节教学也为后续教学提供了研究方法（通过研究能量转化过程中力做的功来得到能的表达式），这样做也第一次将功和能的关系具体化。（重力势能的变化对应重力做的功）。为最终得到功能关系奠定基础。
二、教学目标分析
（一）知识目标：
1、知道重力做功与路径无关。
2、理解重力势能及其定义式，知道重力势能的变化和重力做功关系；
3、理解重力势能的相对性、系统性。
（二）过程与方法目标：
1.经历重力势能概念的建立过程；
2.推导重力势能的表达式
（三）情感目标：
通过对实验的操作、观察、讨论，激发学生探索科学的兴趣
三．重点、难点分析
（一）重点分析：
1.重力势能的概念和计算。 Ep=mgh
2.重力做功与重力势能变化之间的关系
（二）难点分析：
1.重力做功和重力势能变化的关系。
⑴重力做功与路径无关，只与始末位位置有关。
⑵重力做正功，重力势能增加。
重力做负功，重力势能减小。
⑶ΔEp=－WG
2.重力势能的相对性、系统性
四．教学建议：
通过滚摆实验分析得出重力势能的存在，通过图片（或视频）展示（黄果树瀑布、陨石坑等），在通过情景展示（教室中房顶上所吊的电视上的警示语“勿在下方久站”和能否在树下久站？的问题）让学生猜想重力势能与那些物理量有关，再让学生根据教师准备好的实验器材（三个钢球（m1=m2>m3）、一块橡皮泥）通过分组讨论设计验证方案,在选择学生代表利用实物投影来展示实验成果。从而得出定性结论。通过对滚摆实验的分析可以看出势能的变化过程中伴随着重力做功。从而提出问题，能否从重力做功的分析得出重力势能呢?转入对重力做功的分析，通过归纳得出重力做功的特点（）通过引导学生对推导结果与实验过程的分析得出重力势能的表达式。再通过引导学生对mg的特点分析和h的特点分析得出相对性、系统性、正负的含义等结论。
第五节 探究弹性势能的表达式
一、本节教材的整体分析：
本节教材为新课标教材新加内容，目的是要着重体会探究的过程和所用的方法。本节教材是一种理论探究。在以前的教学过程中已经多次涉及到实验探究，对于理论探究仅仅做过一些渗透。而本节课完整展示了理论探究的过程。重在体会理论探究过程中猜想、分析和转化的方法。同时进一步强化图像分析法。第二次得到具体的功能关系。（弹力做的功与弹性势能的关系）因此，它既是功能关系的进一步拓展，又为动能定理的教学奠定基础。充分体现新课标对过程和方法的重视。（对探究的结果不作要求）。
二、教学目标分析
（一）知识与技能目标：
了解弹性势能的概念，知道弹性势能的大小与形变有关。
（二）过程与方法目标：
1.知道探究弹性势能的表达式的思路
2.学习并掌握探究弹性势能表达式的基本方法
3.领悟求弹力做功时通过细分过程化变力为恒力的思想方法。
（三）情感目标：
1.通过讨论、交流、探究培养学生的团结协作精神及独立思考的习惯
2.体味弹性势能在生活中的应用，感悟生活、感悟物理
三．重点、难点分析
（一）重点分析：
1.探究弹性势能表达式的过程
2.变力做功的求法
（二）难点分析：
变力做功的求法
四．教学建议：
首先提醒同学们回忆初中讲过的内容，进行设问：对于势能，除了重力势能外，还有什么势能？什么样的物体具有弹性势能？提出猜想：弹性势能与哪些因素有关？同时提出猜想的依据是什么？（生活经验：硬弓与软弓的不同、同样的弯曲程度的不同。或是类比重力势能与那些物理量有关？）在猜测与进度系数和形变量的定量关系，由此，由定性转入定量研究。提出问题：如何进行定量研究？（类比）关注重力与弹力的区别，（如何研究变力的功？）从而提出转化的方法。（“变”化“恒”）转化的方法是微元法（微分的思想）。最后提出数据处理的问题（引导学生回忆位移的处理方法）得到图像法（“面积”即弹力的功。）提醒同学们横轴的意义。（是位移而不是时间）。

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