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1、南京市南京市萬有引力與航天萬有引力與航天機械能守恒定律機械能守恒定律 集體備課集體備課萬有引力與航天萬有引力與航天 萬有引力與航天萬有引力與航天是中學物理教學的理是中學物理教學的理想章節(jié)。一方面，教學難度、考試難度不大，想章節(jié)。一方面，教學難度、考試難度不大，另一方面，是對學生進行科學思想教育和物理另一方面，是對學生進行科學思想教育和物理文化滲透的良好載體。所以，教學中，要多開文化滲透的良好載體。所以，教學中，要多開發(fā)適合學生口味的外圍產(chǎn)品，如小故事、小插發(fā)適合學生口味的外圍產(chǎn)品，如小故事、小插曲、有深度的名人名言、適當?shù)恼軐W思考等。曲、有深度的名人名言、適當?shù)恼軐W思考等。 總之，通過本章教學

2、，我們要展現(xiàn)牛頓力總之，通過本章教學，我們要展現(xiàn)牛頓力學的神奇、引發(fā)學生對牛頓的個人崇拜，以達學的神奇、引發(fā)學生對牛頓的個人崇拜，以達到在新的高考政策下吸引更多的最優(yōu)秀人才選到在新的高考政策下吸引更多的最優(yōu)秀人才選秀物理的目的。秀物理的目的。行星的運動行星的運動 重點介紹托勒密重點介紹托勒密哥白尼哥白尼開普勒三種開普勒三種理論中體現(xiàn)出的兩次思想解放。理論中體現(xiàn)出的兩次思想解放。 地心說到日心說：人類的認識超越了自身，從以地心說到日心說：人類的認識超越了自身，從以地球（自己）為中心到以太陽為中心，是世界觀的一次地球（自己）為中心到以太陽為中心，是世界觀的一次飛躍；科學戰(zhàn)勝了宗教，是哲學觀的一次飛

3、躍。飛躍；科學戰(zhàn)勝了宗教，是哲學觀的一次飛躍。 圓軌道到橢圓軌道：否定了人們心中最完美的圓，圓軌道到橢圓軌道：否定了人們心中最完美的圓，是理智戰(zhàn)勝了情感；堅守第谷的觀測數(shù)據(jù)，質(zhì)疑幾乎被是理智戰(zhàn)勝了情感；堅守第谷的觀測數(shù)據(jù)，質(zhì)疑幾乎被神話的哥白尼，展現(xiàn)了不懼權威的勇氣；從太陽中心說神話的哥白尼，展現(xiàn)了不懼權威的勇氣；從太陽中心說到宇宙無中心，是世界觀的又一次飛躍。到宇宙無中心，是世界觀的又一次飛躍。 對傳統(tǒng)的不斷超越，實質(zhì)是辯證唯物思想的不斷對傳統(tǒng)的不斷超越，實質(zhì)是辯證唯物思想的不斷勝利。勝利。德布羅意：德布羅意：“我們是波！我們是波！”太陽與行星間的引力太陽與行星間的引力萬有引力定律萬有引力定

4、律一、注重讓學生體驗科學思維過程一、注重讓學生體驗科學思維過程 猜想：太陽與行星間引力與天體間距離有關。猜想：太陽與行星間引力與天體間距離有關。 模型：將橢圓簡化成圓（牛頓是用橢圓推導）模型：將橢圓簡化成圓（牛頓是用橢圓推導） 推演：由牛頓第二定律和開普勒定律導出推演：由牛頓第二定律和開普勒定律導出 牛頓第三定律：導出行星對太陽的引力大小牛頓第三定律：導出行星對太陽的引力大小 由天體地位的平等性：導出引力大小由天體地位的平等性：導出引力大小2mFr2MFr2M mFr二、注重展現(xiàn)科學精神（實踐的檢驗）二、注重展現(xiàn)科學精神（實踐的檢驗） 1、 只是太陽與行星間的引力，需要推只是太陽與行星間的引力

5、，需要推廣檢驗：廣檢驗：“月月地檢驗地檢驗” ，證明太陽與行星間，證明太陽與行星間，地球、物體、月球間的引力是同一性質(zhì)的力。地球、物體、月球間的引力是同一性質(zhì)的力。 2M mFr 2、這還不算、這還不算“萬有萬有”。決定性檢驗：。決定性檢驗：“卡文卡文迪許扭秤實驗迪許扭秤實驗”。測定引力恒量。測定引力恒量G的意義不僅在的意義不僅在于于G是力學中最重要的恒量，還在于為人們提供是力學中最重要的恒量，還在于為人們提供了一種驗證萬有引力定律的方法，任意不同的物了一種驗證萬有引力定律的方法，任意不同的物體都能測出相同的體都能測出相同的G，證明了萬有引力定律的普，證明了萬有引力定律的普適性。適性。萬有引力

6、理論的成就萬有引力理論的成就宇宙航行宇宙航行1、注意幫助學生樹立軌道意識、注意幫助學生樹立軌道意識 軌道的同一性：同一軌道上所有天體軌道的同一性：同一軌道上所有天體的運行參數(shù)（的運行參數(shù)（v、T、a）全都相同；軌）全都相同；軌道的連續(xù)性。道的連續(xù)性。 掌握了連續(xù)性，才能理解量子化；樹掌握了連續(xù)性，才能理解量子化；樹立了軌道意識，才能體會量子力學拋棄軌立了軌道意識，才能體會量子力學拋棄軌道概念的思想解放意義。道概念的思想解放意義。2、注意幫助學生樹立物理量的意識、注意幫助學生樹立物理量的意識 符號只是物理量的表示方法，更重要符號只是物理量的表示方法，更重要的是物理量的含義，同一符號可以表示不的是

7、物理量的含義，同一符號可以表示不同的物理量。同的物理量。 本章中最典型的就是本章中最典型的就是R：質(zhì)心間的距：質(zhì)心間的距離；天體軌道的半長軸；天體半徑。離；天體軌道的半長軸；天體半徑。 只有在衛(wèi)星繞球狀天體貼地飛行時，只有在衛(wèi)星繞球狀天體貼地飛行時，三個三個R的數(shù)值才相等。的數(shù)值才相等。3、成就介紹，使學生體驗科學的魅力，引發(fā)向往、成就介紹，使學生體驗科學的魅力，引發(fā)向往 發(fā)現(xiàn)海王星的故事（教材上的介紹還不夠戲劇性）。發(fā)現(xiàn)海王星的故事（教材上的介紹還不夠戲劇性）。 嫦娥工程：嫦娥工程：“嫦娥一號嫦娥一號”探月衛(wèi)星的發(fā)射、變軌、探月衛(wèi)星的發(fā)射、變軌、入軌、撞擊。入軌、撞擊。 北斗工程：中國獨立發(fā)

8、展的具有交互功能的全球衛(wèi)北斗工程：中國獨立發(fā)展的具有交互功能的全球衛(wèi)星定位導航系統(tǒng)（內(nèi)含星定位導航系統(tǒng)（內(nèi)含3顆同步衛(wèi)星）。顆同步衛(wèi)星）。 神秘的黑洞：黑洞的視半徑計算，黑洞的演化。神秘的黑洞：黑洞的視半徑計算，黑洞的演化。 勞厄：勞厄：“沒有任何東西像牛頓引力理論對行星軌道沒有任何東西像牛頓引力理論對行星軌道計算那樣，如此有力地樹立起人們對年輕的物理學家的計算那樣，如此有力地樹立起人們對年輕的物理學家的尊敬。從此以后，這門自然科學成了巨大的精神王尊敬。從此以后，這門自然科學成了巨大的精神王國國”（教材第（教材第40頁）頁）我們要的不僅是尊敬，而是學生的崇拜！我們要的不僅是尊敬，而是學生的崇拜

9、！經(jīng)典力學的局限性經(jīng)典力學的局限性1、簡述經(jīng)典物理學歷史成就（先揚后抑）、簡述經(jīng)典物理學歷史成就（先揚后抑） 以牛頓、麥克斯韋為代表的物理學大師共同以牛頓、麥克斯韋為代表的物理學大師共同建立的經(jīng)典物理學先后開創(chuàng)了人類歷史上的蒸汽建立的經(jīng)典物理學先后開創(chuàng)了人類歷史上的蒸汽時代和電氣化時代，上天入地無所不能，被幾乎時代和電氣化時代，上天入地無所不能，被幾乎所有的人（包括絕大多數(shù)物理學家）認為是永恒所有的人（包括絕大多數(shù)物理學家）認為是永恒的真理。的真理。 自然和自然的法則在黑暗中隱藏；上帝說，自然和自然的法則在黑暗中隱藏；上帝說，讓牛頓去吧！于是一切都被照亮。讓牛頓去吧！于是一切都被照亮。 蒲柏（

10、英國詩人）蒲柏（英國詩人） 自然和自然的法則在黑暗中隱藏；上自然和自然的法則在黑暗中隱藏；上帝說，讓牛頓去吧！于是一切都被照亮。帝說，讓牛頓去吧！于是一切都被照亮。 魔鬼說，讓愛因斯坦去吧！于是一切魔鬼說，讓愛因斯坦去吧！于是一切又回到黑暗中。又回到黑暗中。 介紹經(jīng)典物理學的三大局限領域：高介紹經(jīng)典物理學的三大局限領域：高速，微觀，強引力。而對三大領域的研究速，微觀，強引力。而對三大領域的研究和突破，催生了和經(jīng)典物理學同樣偉大的和突破，催生了和經(jīng)典物理學同樣偉大的相對論和量子力學。相對論和量子力學。 認識層次的飛躍認識層次的飛躍 新新舊舊新新舊舊 理論理論1 理論理論2 科學總是從正確走向錯誤

11、?？茖W總是從正確走向錯誤。 蕭伯納蕭伯納 是人類對物質(zhì)結構（時空層次）認識的飛是人類對物質(zhì)結構（時空層次）認識的飛躍引發(fā)了物理學的巨大變革。躍引發(fā)了物理學的巨大變革。 理論理論2并不是對理論并不是對理論1的否定，而是從更廣的否定，而是從更廣的范圍對理論的范圍對理論1的包含。的包含。 思考：思考： 相對論是正確的嗎？相對論是正確的嗎？ （1）對證據(jù)的質(zhì)疑：水星進動數(shù)據(jù)）對證據(jù)的質(zhì)疑：水星進動數(shù)據(jù)觀測值：觀測值：43秒秒/百年百年愛因斯坦計算相對論值：愛因斯坦計算相對論值：43.03秒秒/百年百年最新相對論值（太陽非正球體）：最新相對論值（太陽非正球體）：39.6秒秒/百年百年 （2）對共設的質(zhì)疑

12、：光速不可超越嗎？）對共設的質(zhì)疑：光速不可超越嗎？哲學：光速是否只是某一時空層次的極限速度？哲學：光速是否只是某一時空層次的極限速度？實驗：類星體。實驗：類星體。 （2）對共設的質(zhì)疑：光速不可超越嗎？）對共設的質(zhì)疑：光速不可超越嗎？哲學：人類對物質(zhì)結構層次的認識不斷深入，人哲學：人類對物質(zhì)結構層次的認識不斷深入，人類對極限速度的認識不斷提高，光速是否只是某類對極限速度的認識不斷提高，光速是否只是某一時空層次的極限速度？隨著目前認識的宇觀世一時空層次的極限速度？隨著目前認識的宇觀世界更大結構層次的發(fā)現(xiàn)，光速是否會被超越？界更大結構層次的發(fā)現(xiàn)，光速是否會被超越？實驗：類星體。實驗：類星體。 上世紀

13、發(fā)現(xiàn)的距地球極遠（幾十億光年以上世紀發(fā)現(xiàn)的距地球極遠（幾十億光年以上），能量極高（迄今發(fā)現(xiàn)的最亮天體）的神秘上），能量極高（迄今發(fā)現(xiàn)的最亮天體）的神秘天體系統(tǒng)，根據(jù)其光譜紅移值算出其退行速度最天體系統(tǒng)，根據(jù)其光譜紅移值算出其退行速度最高達光速的高達光速的9.6倍。倍。 量子力學就不會錯嗎？量子力學就不會錯嗎？ 量子力學證明質(zhì)子是可分的，其半衰量子力學證明質(zhì)子是可分的，其半衰期約為三萬億年，說明其內(nèi)部是有復雜結期約為三萬億年，說明其內(nèi)部是有復雜結構的。一旦進入超微觀，新的時空層次會構的。一旦進入超微觀，新的時空層次會催生新的理論嗎？新的理論會代替量子力催生新的理論嗎？新的理論會代替量子力學嗎？學

14、嗎？ 人類的認知是不斷發(fā)展的，科學的真人類的認知是不斷發(fā)展的，科學的真理是不斷發(fā)展的，變革與發(fā)展才是永恒的，理是不斷發(fā)展的，變革與發(fā)展才是永恒的，這是本節(jié)教學的目標。這是本節(jié)教學的目標。機械能守恒定律機械能守恒定律 機械能是從更本質(zhì)的視角研究物體的運動機械能是從更本質(zhì)的視角研究物體的運動, ,是力學的核心內(nèi)是力學的核心內(nèi)容，也是力學問題的基礎和綜合。容，也是力學問題的基礎和綜合。 從能量的角度研究問題不僅是力學研究的重點，在熱學、從能量的角度研究問題不僅是力學研究的重點，在熱學、電學、近代物理的研究中更有廣闊的應用，是分析解決綜合問電學、近代物理的研究中更有廣闊的應用，是分析解決綜合問題的重要

15、途徑和手段。它可以讓學生從一個把握全局的角度觀題的重要途徑和手段。它可以讓學生從一個把握全局的角度觀察一個復雜的能量轉化過程，看清脈絡之后再著手解決，自己察一個復雜的能量轉化過程，看清脈絡之后再著手解決，自己清楚地知道所走每一步的目的。能培養(yǎng)學生的大局觀。清楚地知道所走每一步的目的。能培養(yǎng)學生的大局觀。 樹立功是能量變化的途徑和量度，這不僅是概念的學習，樹立功是能量變化的途徑和量度，這不僅是概念的學習，也是相關知識探究的途徑。也是相關知識探究的途徑。 能量是一個比較抽象的概念，要充分利用實驗、動畫、視能量是一個比較抽象的概念，要充分利用實驗、動畫、視頻和圖片等活動或媒體激發(fā)和活躍學生的思維活動

16、。頻和圖片等活動或媒體激發(fā)和活躍學生的思維活動。追尋守恒量追尋守恒量1、讓學生體會能量是可以轉化的。、讓學生體會能量是可以轉化的。 授課形式：回憶初中知識，討論，學生即興演講。授課形式：回憶初中知識，討論，學生即興演講。2、樹立守恒思想。、樹立守恒思想。 讓學生體會到，在這個世界上，無論是物質(zhì)層面讓學生體會到，在這個世界上，無論是物質(zhì)層面還是精神層面，總有一些東西是永恒不變的。還是精神層面，總有一些東西是永恒不變的。功功1、突出強調(diào)功是能量轉化的途徑和量度、突出強調(diào)功是能量轉化的途徑和量度 課本開頭就說，課本開頭就說，“如果物體在力的作用下能如果物體在力的作用下能量發(fā)生了變化，那么這個力一定對

17、物體做了功。量發(fā)生了變化，那么這個力一定對物體做了功?！辈⑼ㄟ^并通過P52插圖中的三個例子給學生以感性認識插圖中的三個例子給學生以感性認識（起重機使物體重力勢能增加；機車使列車動能（起重機使物體重力勢能增加；機車使列車動能增加；手使握力器彈性勢能增加），這實際上是增加；手使握力器彈性勢能增加），這實際上是課本第一次模糊地提出功能關系，要善加利用，課本第一次模糊地提出功能關系，要善加利用，首次印象非常重要。首次印象非常重要。 功（功（work）的概念從工作（）的概念從工作（work）中來。）中來。在工業(yè)時代，人們用機器舉起物體的重量與舉在工業(yè)時代，人們用機器舉起物體的重量與舉起高度的乘積來量度機

18、器的輸出?？评飱W利最起高度的乘積來量度機器的輸出?？评飱W利最先提出功的科學定義：力與受力物體沿力的方先提出功的科學定義：力與受力物體沿力的方向上的位移的乘積。向上的位移的乘積。 概念教學要經(jīng)歷概念教學要經(jīng)歷“為什么？為什么？”、“是什是什么？么？”、“怎么用？怎么用？”的過程。只有知道為什的過程。只有知道為什么要學習這個概念，才能對概念有切身的認同么要學習這個概念，才能對概念有切身的認同感、親切感，否則容易使學生感到枯燥、空洞。感、親切感，否則容易使學生感到枯燥、空洞。 2、功的概念教學、功的概念教學 功的計算式功的計算式W=Fscos適用于各種功的計算。適用于各種功的計算。cos可以配屬給位

19、移，也可以配屬給力?？梢耘鋵俳o位移，也可以配屬給力。功是過程量（過程由兩個狀態(tài)界定）。功是過程量（過程由兩個狀態(tài)界定）。功是標量（是否有正負不是矢量的判別標準）。功是標量（是否有正負不是矢量的判別標準）。功是具有相對性的，功是具有相對性的，中學階段一般選取地面為中學階段一般選取地面為參照物。參照物。要區(qū)分某一個力的功與總功。要區(qū)分某一個力的功與總功。要區(qū)別位移與力的方向上的位移（要區(qū)別位移與力的方向上的位移（Wf）微元法求變力的功微元法求變力的功求總功的方法：各力的功之和；合外力的功。求總功的方法：各力的功之和；合外力的功。前一種方法使用范圍更廣。前一種方法使用范圍更廣。 功率功率 功率的概念

20、依然來自工作實踐。一個功率的概念依然來自工作實踐。一個人一天可以做功人一天可以做功5106J，一臺機器一分鐘，一臺機器一分鐘可以做功可以做功3106J，誰可以創(chuàng)造更大的效益，誰可以創(chuàng)造更大的效益呢？所以人們需要建立功率的概念。可以呢？所以人們需要建立功率的概念?？梢詫⑵渑c速度和加速度的概念類比，體現(xiàn)時將其與速度和加速度的概念類比，體現(xiàn)時間限制的作用。間限制的作用。1、通過類比明確、通過類比明確“率率”的含義的含義 心臟跳動的快慢、心率心臟跳動的快慢、心率 位移變化的快慢、位移的變化率位移變化的快慢、位移的變化率 速度變化的快慢、速度的變化率速度變化的快慢、速度的變化率 做功的快慢、功率做功的快

21、慢、功率 經(jīng)濟增長的快慢、經(jīng)濟增長率經(jīng)濟增長的快慢、經(jīng)濟增長率2、兩個公式、兩個公式（1） 定義式定義式 它是普適的，不論是恒力的功，還是變力的功，它是普適的，不論是恒力的功，還是變力的功，它都是適用的；它都是適用的； 它表示它表示t時間內(nèi)的平均功率，當力非均勻地做時間內(nèi)的平均功率，當力非均勻地做功時，它粗略地描述了力做功的快慢程度；功時，它粗略地描述了力做功的快慢程度； 應注意應注意P、W、t的同一性（平均功率與時間段的同一性（平均功率與時間段的選取相關）。的選取相關）。tWP （2） 計算式計算式 P = F v cosF是牽引力而非合外力（是牽引力而非合外力（易錯點易錯點），），v是受力

22、物體的速度。是受力物體的速度。 式中的式中的是力是力F與速度與速度v夾角，必須注意與公式夾角，必須注意與公式W = F s cos中的中的的區(qū)別，兩者的意義不同，數(shù)值也不一定相同（的區(qū)別，兩者的意義不同，數(shù)值也不一定相同（易錯點易錯點）；）； 若若F為為恒力恒力，v為某一為某一時刻時刻的瞬時速度，的瞬時速度，P為該時刻的為該時刻的瞬時功率瞬時功率； 若若F為為恒力恒力，v為為t 時間時間內(nèi)的平均速度，內(nèi)的平均速度，P為同時間內(nèi)的為同時間內(nèi)的平均功率平均功率。 若若F為為變力變力，v為某一為某一時刻時刻的瞬時速度，的瞬時速度，P為該時刻的為該時刻的瞬時功率瞬時功率，需注意需注意F、v、P的的同一

23、性同一性（易錯點易錯點）；）； 當當F為合外力時，為合外力時，P為合外力做功的功率；當為合外力做功的功率；當F為某一個外力時，為某一個外力時，P為該力做功的功率；為該力做功的功率； 功率也有正負之分，功率的大小只看絕對值；功率也有正負之分，功率的大小只看絕對值； 在在P一定時，一定時，F(xiàn)與與v成反比；在成反比；在F一定時，一定時，P與與v成正比。成正比。3、關于汽車啟動的兩種模式、關于汽車啟動的兩種模式 鑒于高考內(nèi)容的調(diào)整，勻加速啟動可以不鑒于高考內(nèi)容的調(diào)整，勻加速啟動可以不做專門分析。恒定功率啟動可以從動態(tài)變化的做專門分析。恒定功率啟動可以從動態(tài)變化的角度結合牛頓運動定律分析。動態(tài)變化模型角

24、度結合牛頓運動定律分析。動態(tài)變化模型（加速度變化；存在速度極值）在力學和電磁（加速度變化；存在速度極值）在力學和電磁學中經(jīng)常出現(xiàn)。學中經(jīng)常出現(xiàn)。重力勢能重力勢能 這一節(jié)最重要的是獲得重力勢能表達式的過程。這這一節(jié)最重要的是獲得重力勢能表達式的過程。這一過程再次體現(xiàn)了功能原理。功是能量轉化的量度，某一過程再次體現(xiàn)了功能原理。功是能量轉化的量度，某一種能量的變化必然通過相應的力做功來實現(xiàn)，且能量一種能量的變化必然通過相應的力做功來實現(xiàn)，且能量的變化量等于做功的數(shù)值，如果我們能將功的表達式推的變化量等于做功的數(shù)值，如果我們能將功的表達式推導成兩個相同結構因子的差的形式，那么，該因子的形導成兩個相同結

25、構因子的差的形式，那么，該因子的形式就是某種能量的表達式。式就是某種能量的表達式。 W12 = f (x1) f (x2) E= f (x) 以下幾節(jié)中彈性勢能、動能表達式都是以下幾節(jié)中彈性勢能、動能表達式都是通過這種方法。當學生知道一個概念是如何通過這種方法。當學生知道一個概念是如何形成，并且為什么是這種形式時，必然提升形成，并且為什么是這種形式時，必然提升他對概念的理解層次。更重要的是使學生通他對概念的理解層次。更重要的是使學生通過屢次實踐體會了功是能量轉化的量度這句過屢次實踐體會了功是能量轉化的量度這句話的涵義。話的涵義。1、重力做功的特點：、重力做功的特點： 與路徑無關。（通過舉例，根

26、據(jù)功的定與路徑無關。（通過舉例，根據(jù)功的定義由學生歸納出結論，進而擴展提問，哪些義由學生歸納出結論，進而擴展提問，哪些力做功與路徑有關。根據(jù)情況補充保守力與力做功與路徑有關。根據(jù)情況補充保守力與非保守力做功的對比。）非保守力做功的對比。）總結不同性質(zhì)的力做功的特點總結不同性質(zhì)的力做功的特點 重力重力彈力彈力靜摩擦力靜摩擦力滑動摩擦力滑動摩擦力做功與路做功與路徑的關系徑的關系 無關無關無關無關有關有關有關有關功的正負功的正負 正負零正負零正負零正負零正負零正負零正負零正負零2、重力的功等于重力勢能的減少量、重力的功等于重力勢能的減少量（保守力的共同點）（保守力的共同點）3、重力勢能是物理狀態(tài)量、

27、重力勢能是物理狀態(tài)量4、重力勢能是物體和地球這一系統(tǒng)共同所有、重力勢能是物體和地球這一系統(tǒng)共同所有 單獨一個物體談不上具有勢能。單獨一個物體談不上具有勢能。mg是相互作用力，是相互作用力，h是相對位置關系，所以是相對位置關系，所以mgh與系統(tǒng)雙方都有關。與系統(tǒng)雙方都有關。5、重力勢能是相對物理量、重力勢能是相對物理量 與零勢能參考平面的選取有關，因為高度是相對的；與零勢能參考平面的選取有關，因為高度是相對的；重力勢能的變化是絕對的，因為高度差是絕對的。（舉重力勢能的變化是絕對的，因為高度差是絕對的。（舉例如：窗臺上的盆景，樓下的人怕，窗邊的人愛，因為例如：窗臺上的盆景，樓下的人怕，窗邊的人愛，

28、因為勢能是相對的）勢能是相對的）6、重力勢能是標量、重力勢能是標量 重力勢能正負的物理意義：比零勢能大還是小。重力勢能正負的物理意義：比零勢能大還是小。 探究彈性勢能表達式探究彈性勢能表達式 科學探究的目的在于通過學生自主的探索行科學探究的目的在于通過學生自主的探索行為，變未知為已知。其中是否采用實驗的方式不為，變未知為已知。其中是否采用實驗的方式不是問題的本質(zhì)。關于彈性勢能表達式的探究，不是問題的本質(zhì)。關于彈性勢能表達式的探究，不一定采用實驗的方法，探究性思路的設計是關鍵。一定采用實驗的方法，探究性思路的設計是關鍵。 彈性勢能從重力勢能一節(jié)中獨立出來，更強彈性勢能從重力勢能一節(jié)中獨立出來，更

29、強化了功是能量變化的量度的思想。使學生明確這化了功是能量變化的量度的思想。使學生明確這既是個知識點，更是一種考慮問題的途徑，因而既是個知識點，更是一種考慮問題的途徑，因而對培養(yǎng)學生的邏輯思維能力和研究方法是非常有對培養(yǎng)學生的邏輯思維能力和研究方法是非常有益的。益的。 引導學生利用重力勢能表達式探究方法，引導學生利用重力勢能表達式探究方法，運用功能原理推導。中途涉及求變力的功的方運用功能原理推導。中途涉及求變力的功的方法，啟發(fā)學生回憶勻變速直線運動位移公式的法，啟發(fā)學生回憶勻變速直線運動位移公式的推導過程，利用圖像法運用微分思想求變力的推導過程，利用圖像法運用微分思想求變力的功，同時指出由于數(shù)學

30、知識所限，目前只能求功，同時指出由于數(shù)學知識所限，目前只能求隨位移做線性變化的力的功。隨位移做線性變化的力的功。 鼓勵學生設計試驗驗證探究的結果。（可鼓勵學生設計試驗驗證探究的結果。（可作為研究性學習的課題）作為研究性學習的課題） 引導學生分析體會：彈力做正功彈性勢能引導學生分析體會：彈力做正功彈性勢能減少，反之增加。減少，反之增加。 探究功與物體速度變化的關系探究功與物體速度變化的關系 教材之所以始終堅持加入這一節(jié)，主要是因為以教材之所以始終堅持加入這一節(jié)，主要是因為以下幾點：下幾點：1、進一步強化功是能量變化的量度的教學思想。、進一步強化功是能量變化的量度的教學思想。2、貫徹新課程體驗與感

31、受的教育理念，讓學生經(jīng)歷、貫徹新課程體驗與感受的教育理念，讓學生經(jīng)歷和體驗探究的過程，培養(yǎng)學生探究的能力。和體驗探究的過程，培養(yǎng)學生探究的能力。3、本節(jié)與、本節(jié)與“動能和動能定理動能和動能定理”一起構成了一個較為一起構成了一個較為完整的研究課題，有利于學生探究能力的培養(yǎng)和發(fā)完整的研究課題，有利于學生探究能力的培養(yǎng)和發(fā)展。展。教學中，以下過程必須要讓學生體會教學中，以下過程必須要讓學生體會1、關于功的測量、關于功的測量 （1）變量倍增法：這是半定量規(guī)律探究中常用的）變量倍增法：這是半定量規(guī)律探究中常用的一種變量設置方法，尤其適用于哪些難以測量的物理一種變量設置方法，尤其適用于哪些難以測量的物理量

32、，如功。這是這個實驗設計的一個亮點。量，如功。這是這個實驗設計的一個亮點。 （2）功很難測算出來，這時往往可以采用替代法，）功很難測算出來，這時往往可以采用替代法，用與之有簡單直接關系又易于測量的物理量來替代。用與之有簡單直接關系又易于測量的物理量來替代。如恒力的功可以用位移來代替，如如恒力的功可以用位移來代替，如驗證動量守恒定驗證動量守恒定律律實驗中時的水平速度可以用平拋后的水平位移來實驗中時的水平速度可以用平拋后的水平位移來代替。代替。2、關于摩擦力、關于摩擦力 之所以要消除摩擦力并不是不能有摩擦力，而是之所以要消除摩擦力并不是不能有摩擦力，而是摩擦力很難隨彈力的功成比例改變，所以才要消除

33、，摩擦力很難隨彈力的功成比例改變，所以才要消除，方法是用下滑力平衡，與探究方法是用下滑力平衡，與探究F、m、a關系關系的實驗相的實驗相同，還要注意如何檢驗是否平衡到位。同，還要注意如何檢驗是否平衡到位。3、函數(shù)探究思路、函數(shù)探究思路 圖像法可快速找到規(guī)律，但一定要設法得到直線圖像法可快速找到規(guī)律，但一定要設法得到直線圖圖像像，因為只有直線才能用肉眼確定函數(shù)類型，曲線，因為只有直線才能用肉眼確定函數(shù)類型，曲線的函數(shù)類型是肉眼看不出來的，可舉的函數(shù)類型是肉眼看不出來的，可舉a-1/m的例子。的例子。4、數(shù)據(jù)的處理、數(shù)據(jù)的處理 EXCEL表格，在電腦上演示教給學生，這比描成表格，在電腦上演示教給學生

34、，這比描成直線的方法更快捷，因為可以擬合曲線。直線的方法更快捷，因為可以擬合曲線。動能和動能定理動能和動能定理 1、動能表達式的推導、動能表達式的推導 思路同勢能表達式的推導。再次強化功是能量思路同勢能表達式的推導。再次強化功是能量變化的量度，同時為動能定理表達式的推導打變化的量度，同時為動能定理表達式的推導打基礎。基礎。 2、外推、外推 動能表達式的推導中由于用到了牛頓第二定律，動能表達式的推導中由于用到了牛頓第二定律，所以所以W的含義應為合外力的功，從而推出恒力的含義應為合外力的功，從而推出恒力作用下動能定理的數(shù)學形式。再利用圖像和微作用下動能定理的數(shù)學形式。再利用圖像和微分思想將恒定合外

35、力的功推廣至變化的合外力分思想將恒定合外力的功推廣至變化的合外力的功，得到普適的動能定理。的功，得到普適的動能定理。W是所有外力（包括物體所受的重力）對是所有外力（包括物體所受的重力）對物體做的總功。物體做的總功。W = W1 + W2 + （代數(shù)和）是計算總功（代數(shù)和）是計算總功的普遍式，而的普遍式，而W = Fscos不是計算總功的不是計算總功的普遍式。普遍式。只對慣性參考系成立（同牛頓第二定律）。只對慣性參考系成立（同牛頓第二定律）。對物體做任何運動都是適用的，特別對處對物體做任何運動都是適用的，特別對處理變速運動的問題尤為方便。理變速運動的問題尤為方便。 3、動能定理的內(nèi)涵：、動能定理

36、的內(nèi)涵：4、求功的方法的總結求功的方法的總結定義法定義法：適用于計算恒力的功。：適用于計算恒力的功。功率法功率法：平均功率。：平均功率。動能定理法動能定理法：一切功。：一切功。圖像法圖像法（適用于會求面積的曲線（適用于會求面積的曲線）：P-t圖像；圖像；F-s 圖像圖像。機械能守恒定律機械能守恒定律 這一節(jié)的關鍵在于讓學生了解在什這一節(jié)的關鍵在于讓學生了解在什么條件下機械能是守恒的。而要達到了么條件下機械能是守恒的。而要達到了解的程度，必須要讓學生體會出為什么解的程度，必須要讓學生體會出為什么需要這些條件，教學應該圍繞這個中心需要這些條件，教學應該圍繞這個中心展開。展開。1、首先明確提出什么是

37、機械能（課本并未提出）。、首先明確提出什么是機械能（課本并未提出）。2、舉例說明不同形式的機械能是可以相互轉化的。、舉例說明不同形式的機械能是可以相互轉化的。3、明晰守恒的涵義（是始終不變，而不是始末兩個狀、明晰守恒的涵義（是始終不變，而不是始末兩個狀態(tài)相等）態(tài)相等）4、分別舉重力勢能、彈性勢能、動能減少的例子（要、分別舉重力勢能、彈性勢能、動能減少的例子（要在守恒范圍內(nèi)，這里最好由教師舉例。），分析少掉的在守恒范圍內(nèi)，這里最好由教師舉例。），分析少掉的能量哪里去了，同時找出這個過程什么力做了功。歸納能量哪里去了，同時找出這個過程什么力做了功。歸納出哪些力做功不會影響機械能的總量。出哪些力做功

38、不會影響機械能的總量。5、舉一個機械能不守恒的例子，分析機械能哪去了，、舉一個機械能不守恒的例子，分析機械能哪去了，體會哪些力做功會影響機械能的總量。體會哪些力做功會影響機械能的總量。6、只有能量在系統(tǒng)內(nèi)的動能、重力勢能、彈性勢能間、只有能量在系統(tǒng)內(nèi)的動能、重力勢能、彈性勢能間轉化時機械能才守恒，而完成上述轉化只需要系統(tǒng)內(nèi)的轉化時機械能才守恒，而完成上述轉化只需要系統(tǒng)內(nèi)的重力、彈力做功，所以，只有系統(tǒng)內(nèi)的重力、彈力做功重力、彈力做功，所以，只有系統(tǒng)內(nèi)的重力、彈力做功是系統(tǒng)機械能守恒的條件。是系統(tǒng)機械能守恒的條件。6、數(shù)學表達式、數(shù)學表達式（1）E1E2 初態(tài)系統(tǒng)總機械能等于末態(tài)系統(tǒng)總機械能，計

39、算總初態(tài)系統(tǒng)總機械能等于末態(tài)系統(tǒng)總機械能，計算總機械能時，首先選好機械能時，首先選好“零勢面零勢面”，然后求出系統(tǒng)中每個，然后求出系統(tǒng)中每個個體的機械能，最后求它們代數(shù)和個體的機械能，最后求它們代數(shù)和(即總機械能即總機械能)。（2） Ek- Ep 動能的增加（或減少）等于勢能的減少（或增動能的增加（或減少）等于勢能的減少（或增加）。加）。（3） E1- E2 多物體系統(tǒng)機械能守恒，一物體機械能的增加（減多物體系統(tǒng)機械能守恒，一物體機械能的增加（減少）等于另一物體機械能的減少（增加）。少）等于另一物體機械能的減少（增加）。7、總結功能關系：、總結功能關系：WG=-EpWN=-EpW=EkW其它其

40、它=E機機驗證機械能守恒定律驗證機械能守恒定律 在這節(jié)內(nèi)容的處理中，與舊傳統(tǒng)實驗操作在這節(jié)內(nèi)容的處理中，與舊傳統(tǒng)實驗操作相比，在實驗方法上作了改進。首先，實驗要相比，在實驗方法上作了改進。首先，實驗要求用天平測出重物的質(zhì)量，以便計算重物的動求用天平測出重物的質(zhì)量，以便計算重物的動能和勢能改變量的數(shù)值，使實驗更加嚴謹。其能和勢能改變量的數(shù)值，使實驗更加嚴謹。其次，在測量點的選擇上，并不要求起始點的速次，在測量點的選擇上，并不要求起始點的速度為零。而是改為驗證選定兩點的機械能是否度為零。而是改為驗證選定兩點的機械能是否守恒。因此，在選擇紙帶時，第一、二點間的守恒。因此，在選擇紙帶時，第一、二點間的

41、距離是否接近距離是否接近2mm、第一個點是否清晰也就無、第一個點是否清晰也就無關緊要了。關緊要了。能量守恒定律與能源能量守恒定律與能源 介紹相關物理學史（邁爾、焦耳、亥姆霍茲）總介紹相關物理學史（邁爾、焦耳、亥姆霍茲）總結能量守恒定律。能量守恒定律是結能量守恒定律。能量守恒定律是19世紀自然科學三世紀自然科學三大發(fā)現(xiàn)之一（另二為細胞學說，生物進化論）。其哲大發(fā)現(xiàn)之一（另二為細胞學說，生物進化論）。其哲學意義為再次證明了世界的物質(zhì)性，是唯物主義哲學學意義為再次證明了世界的物質(zhì)性，是唯物主義哲學觀的一大勝利。觀的一大勝利。 學生討論地球能源種類：學生討論地球能源種類： 分析常用能源，了解哪些是人類目前可分析常用能源，了解哪些是人類目前可利用的能源，了解能源危機和解決之道利用的能源，了解能源危機和解決之道開開發(fā)新能源。發(fā)新能源。 能量耗散：實質(zhì)是熱力學第二定律，舉能量耗散：實質(zhì)是熱力學第二定律，舉例分析，實際上是進行熱力學過程具有方向例分析，實際上是進行熱力學過程具有方向性的思想啟蒙。性的思想啟蒙。 謝謝！敬請指導！謝謝！敬請指導！