下面是某高中物理教材重力势能的一节中关于物体沿不同路径下落时重力做的功的实验示意图。 (1)重力势能这节课在教材中的作用。 (2)基于以上实验，设计一个师生交流的教学方案。

速度不变，则动能不变，垂直高度下降，则重力势能下降，因此，总机械能减小。

师：在初中的学习中我们已经知道，物质是由大量分子组成的，如果把分子看成球形，它的直径大约为10。o m。那么分子如此之小，肉眼根本看不到，怎样才能知道分子的大小呢 生：运用油膜法估测分子的大小。
师：很好，既然大家都预习过教材，下面我们就开始操作。
教师将1滴油酸滴在水面上，水面上形成油酸薄膜。
师：因为油酸分子部分亲水，所以油酸分子在水面为单层分布。那么要测量分子的直径，我们需要考虑哪两个问题呢
生：l小滴油酸的体积、油酸薄膜的面积。
师：非常好，因为底面积乘上高(油酸分子的直径)就是体积了，对不对那我们如何测量体积和面积呢
生：体积的话可以用量筒测量，面积用直尺测量长和宽。
师：大家说的方法在测量常规物体的时候比较适用，但是油酸只有1滴我们怎样才能测出体积和面积呢
生：可以通过测量大量液滴的体积除以总滴数就是体积。油酸在水面上是透明的面积无法测量。
师：体积的测量方法大家说得很好。面积的话我们可以用痱子粉、玻璃板和坐标纸来估计，下面大家先动手测量一下油酸的体积。学生进行实验操作，教师来回走动进行指导。学生测量出1滴溶液含纯油酸约为2x10-5mL。
师：大家都测量出油酸的体积了，下面老师将示范如何测量油酸的面积，请同学们注意观察，然后自己操作。
教师操作：将痱子粉撒在水的表面。用注射器往水面上滴1滴溶液，油酸立即在水面散开，形成薄膜，薄膜上没有痱子粉，可清楚地看出它的轮廓。待薄膜稳定后将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描下薄膜轮廓。将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上。运用多媒体展示画面。
师：好，大家来数一下轮廓范围内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个。数完之后乘上单个正方形小格的面积就得到了油膜的面积。接下来，大家能独立求出油酸分子的直径了吗
生：能。
师：好．大家自己操作一遍，有问题随时举手示意。

(1)导入新课
①提出课题——机械能守恒定律。(板书)
②力做功的过程也是能量从一种形式转化为另一种形式的过程，物体的动能和势能总和称为机械能，例举通过重力或弹力做功，动能与势能相互转化。(展示图片和视频)
瀑布(自由落体)：重力势能→动能
荡秋千：动能→重力势能→动能
过山车：动能→重力势能→动能
撑杆跳高：动能→弹性势能、重力势能→动能
分析上述各个过程中能量转换及重力、弹力做功的情况(学生描述)。
实验：钢球用细绳悬起，请一同学靠近．将钢球偏至同学鼻子处释放，摆回时，观察该同学反应，并让学生分析会不会碰到鼻子。
(2)学情分析
通过前几节内容的学习，学生知道了重力做功会引起重力势能的变化，弹簧的弹力做功将使弹性势能发生变化，合外力的功将引起物体动能的变化。使学生看到曾在初中阶段学过的一些定性的东西逐渐找到了定量方面的联系，对功能关系的认识加深了，也萌发了继续探究的兴趣。那么，在动能、重力势能和弹性势能都参与转化的过程中，情况又将如何呢 这是学生急待解决的问题，机械能守恒定律的建立已经到了“水到渠成”的时候了。从知识发展的线索来看，本节内容，既是对前面几节内容的总结，也是对能量守恒定律的铺垫。通过本节内容的学习，学生对功是能量变化的量度会有更加深刻地理解。也为从不同角度处理力学问题提供了良好的途径。本节内容是本章的重点内容。通过学习，学生不难掌握机械能守恒的表达式和运用机械能守恒定律求解比较简单的问题，但对具体问题中机械能守恒条件是否满足的判断还有一定困难，因此，对机械能守恒定律条件的理解是本节内容的难点。
教学目标
(一)知识与技能
1．知道什么是机械能，理解物体的动能和势能可以相互转化：
2．理解机械能守恒定律的内容和适用条件：
3．会判定具体问题中机械能是否守恒，能运用机械能守恒定律分析实际问题。
(二)过程与方法
1．学习从物理现象分析、推导机械能守恒定律友适用条件的研究方法；
2．初步掌握运用能量转化和守恒来解释物理现象及分析问题的方法。
(三)情感、态度与价值规
体会科学探究中的守恒思想，养成探究自然规律的科学态度，领悟机械能守恒规律解决问题的优点，形成科学价值观。

1.
因为Ep=mgh，所以在重力势能的大小由物体的质量及地球和地面上物体的相对位置决定。
2.
本节课的知识点在初中已经初步接触过，但只是定性的，所以引导学生结合功的概念进行定量表达为一个难点，同时由于高中学生需要了解物理量的标矢性，而在前期学习中，学生学习了很多的标量物理量，对重力势能的标量性的理解存在一定难度。

(1)静电力做功与重力做功的共同特点是：所做的功均与路径无关。
(2)教学设计如下：

老师：同学们，下面我们一起来做个神奇的小实验．下面请一位同学介绍你看到的实验装置。 学生：有一个光源，一个有缝隙的挡板，后面还有一个光屏。
老师：好的，观察很仔细，下面老师要做实验了(打开光源，发现光屏上出现了条纹)。谁来说一下你看到了什么
学生：我发现光屏上出现了亮暗相间的条纹，中间最亮，两侧较暗，间距也变小。
老师：非常好，这位同学结合了之前的光的干涉的知识来进行描述。下面继续看我做实验(调整缝隙宽度)，你们看到现象有什么变化吗
学生：我发现条纹逐渐消失了。
老师：很好，这是为什么呢其实啊，这就是光的衍射现象，刚才衍射条纹的消失是和缝隙宽度有关的。下面，我们就来深入了解一下光的衍射现象。

（1）该教师的教学行为有一些亮点及独特之处，但是其教学过程中也有不符合新课程标准所倡导的教学理念之处，具体评述如下。
优点：
在新课引入中，该教师用新旧知识联系的方式，以动能概念引出对势能概念的探究。在实验过程中，教师引导学生动眼观察、动脑思考、动手操作并总结实验现象和规律。同时，对学生的课堂表现也及时给予了评价。教师从学生的物理前概念入手，引导学生展开探究，总结实验现象和规律，体现了提问的有效性和科学性。在课堂最后，教师适时地进行了知识的总结和归纳，让学生更好地理解和掌握了知识点。
缺点：
①学生的实验环节，因缺乏教师监控，使实验流于形式。'在实验之前，教师没有对实验及其规范做出必要的解释和强调，使学生对于实验内容的把握出现偏差。实验过程中，教师没有巡视指导学生，给与学生必要的纠正和提示。在对实验结果进行分析的过程中，教师没有引导学生进行深入的探讨，使学生缺乏思考和想象的空间。这种教学行为违反了教学评价的反馈性和激励性原则，不利于提高学生学习水平和学习效果。
②教师的角色把握及学习氛围营造方面有所欠缺。在课堂中，该教师对于学生遇到的问题直接给出答案。这种“灌输式”的教学与新课改中强调的“教师不仅是学生学习的传授者，还是学生学习的组织者、引导者、合作者”这一要求相违背。这种做法不利于学生由“学会”到“会学”的转变。
③课堂总结方面有待提高。在对知识进行总结和归纳的过程中，教师直接给出答案，没有引导学生进行思考和必要的纠错。这种做法不利于学生掌握和理解知识。
（2）教学方案：
学生演示：木块静止在水平桌面上。教师提问：木块受到重力吗?重力对木块做功吗？怎样才能
使重力对木块做功？让学生认识到物体被举高而具有能量。这种能量与重力有关，物理学中把它叫作重力势能。
教师让学生思考：木块和铅球都被举高，它们具有的重力势能相同吗？在此基础上，让学生思考：
（1）重力势能可能与什么因素有关？
（2）实验时如何比较重力势能的大小？
（3）你应该采用什么实验方法来探究？
（4）设计出实验步骤，并进行实验。
学生实验后得出结论：物体被举的高度相同时，质量越大的物体具有的重力势能越大。物体的质量相同时，被举得越高的物体具有的重力势能越大。物体的重力势能与物体被举的高度和质量有关，被举的高度越大，质量越大，物体具有的重力势能就越大。