E功和能量變化的關(guān)系正式版

1、資源信息表標題第五章E功和能量變化的關(guān)系關(guān)鍵詞功動能變化重力勢能變化能量變化本教學設(shè)計包括：一、教學任務(wù)分析二、教學目標三、教學重點與難點四、教學資源五、教學流程六、教學設(shè)計思路七、教案示例描述學科高中物理語 種漢語一年級 第二冊 第五章 E 節(jié)媒體格式.doc學習者學生資源類型文本類素材課程類型高中基礎(chǔ)型課程作者楊鳴華單 位上海市盧灣區(qū)教師進修學院地址上海市自忠路 455 號Emailyangminghua第五章E功和能量變化的關(guān)系執(zhí)教：上海市盧灣區(qū)教師進修學院楊鳴華一、教學任務(wù)分析從知識體系上看，功和能量變化的關(guān)系不僅將功和能量聯(lián)系起來，更是把運動學、力學、功、能的知識融合在一起，運用功能

2、關(guān)系解決問題即是對所有力學知識的綜合運用。同時，功能關(guān)系是理解能量守恒和能量轉(zhuǎn)化定律的基礎(chǔ)。因此本節(jié)課是物理學習中的一個重要內(nèi)容。學習本節(jié)課需要以功、動能、重力勢能、牛頓運動定律、運動學等相關(guān)知識為基礎(chǔ)。本設(shè)計的引入部分要求學生完成指定的任務(wù)，然后仔細分析完成任務(wù)的過程，發(fā)現(xiàn)能量變化的過程中總伴隨著有力在做功，從而引出能量的變化與力做功有關(guān)。然后在兩個不同的情景中分別對動能和重力勢能變化的過程中力做功的情況進行仔細的討論，得出動能的變化與外力做功的關(guān)系、重力勢能的變化與重力做功的關(guān)系。最后，在教師的指導下，將能量的變化與功的關(guān)系，即功是能量變化的量度推廣到所有能量的變化。本設(shè)計強調(diào)學生在已有知

3、識的基礎(chǔ)上，通過自主活動，在解決問題的過程中，逐步形成新的知識、規(guī)律。在運用動力學、功能關(guān)系兩種方法解決問題的過程中，通過比較感受兩種解決問題的方法的不同之處。在得出結(jié)論功是能量變化的量度這一結(jié)論時，學生可以感悟到物質(zhì)世界的普遍聯(lián)系。二、教學目標1 知識與技能（ 1）知道功是能量變化的量度，理解功與能的關(guān)系。（ 2）會用外力做功與動能變化的關(guān)系和重力做功與重力勢能變化的關(guān)系進行簡單計算。（ 3）知道功是過程物理量，能是狀態(tài)物理量。2 過程與方法（ 1）利用已有的知識，在自主解決問題的過程中，經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)和建立新規(guī)律的過程。（ 2）在運用動力學、功能關(guān)系兩種方法解決問題的過程中，運用比較的方法，感受

4、新方法的便捷之處。3 情感、態(tài)度與價值觀（ 1）在力學量和運動學量之間再次發(fā)現(xiàn)新的關(guān)系的過程中，感悟到世界的不斷變化與緊密聯(lián)系。（ 2）在已有知識的基礎(chǔ)上，通過自主活動逐步形成新規(guī)律的過程，體驗學習的艱辛和成功的喜悅。三、教學重點與難點重點： 理解合外力做功與動能變化的關(guān)系，重力做功與勢能變化的關(guān)系，即功是能量變化的量度，并進行相關(guān)計算。難點：理解外力做正功時動能增加，重力做正功時重力勢能減少。四、教學資源器材：玩具小車、籃球、橡皮筋五、教學設(shè)計思路本設(shè)計的內(nèi)容包括三個方面：一是通過做功的方式可以改變物體的能量，二是動能的改變可以通過合外力做功來量度、重力勢能的變化可以用重力做的功來量度以及相

5、關(guān)的計算，三是功是能量變化的量度。本設(shè)計的基本思路是：由演示實驗從定性的角度引出做功可以改變物體的能量，然后在學生已有知識的基礎(chǔ)上、在解決問題的過程中，使動能和重力勢能兩種能量的變化分別與哪些力做的功有關(guān)、有怎樣的關(guān)系、如何運用這些關(guān)系等問題逐漸明朗；最后，教師予以提升：不僅是動能和重力勢能的變化，所有能量的變化都對應某個（或某些）力做的功。本設(shè)計要突出的重點是：學生在已有知識的基礎(chǔ)上，通過自主活動，逐步理解動能的變化與合外力做功的關(guān)系、重力勢能的變化與重力做功的關(guān)系，并進行相關(guān)計算。本設(shè)計要突破的難點是：外力做正功時，動能增加； 重力做正功， 重力勢能減少。 這些規(guī)律，均是學生在自主解決問題

6、的過程中逐步發(fā)現(xiàn)的，較容易接受。本設(shè)計主要針對兩種能量即動能和重力勢能的變化與哪些力做功有關(guān)展開討論，在建立功是能量轉(zhuǎn)化的量度的基本認識的過程中，學會解決問題的一種新方法功能關(guān)系的運用，并在與牛頓運動定律的方法進行比較的過程中，體會兩種方法各自的特點。學生曾經(jīng)運用牛頓運動定律在運動學量與力學量之間建立了聯(lián)系，而在本節(jié)課上功能關(guān)系的運用再次將力學量與運動學量聯(lián)系起來，在這一過程中，學生可以感悟到物質(zhì)世界的不斷變化與緊密聯(lián)系。完成本設(shè)計的內(nèi)容約需1 課時。六、教學流程1教學流程圖活動 II解決問題活動 I做功可以完成指定改變物體任務(wù)的能量活動 IV討論交流動能的變化用外力做功來量度重力勢能的變化用

7、重力做功來量度活動 III簡單應用活動 V簡單應用活動 VI功是能師生互動量轉(zhuǎn)化的量度2流程圖說明活動 I提供器材，請學生完成任務(wù)請學生通過操作實驗、回答問題找出使物體的動能、重力勢能或彈性勢能發(fā)生變化方法，然后分析其中的過程，發(fā)現(xiàn)不管是哪個過程都伴隨著有力對物體做功（或負功），從而得出做功可以改變物體的能量活動II研究動能的變化與什么力做功有關(guān)，有怎樣的關(guān)系一質(zhì)量為m 的物體靜止在水平地面上，在一水平拉力F 的作用下由靜止開始運動，的過程中還受到地面的阻力f 的作用，求運動s 的過程中物體增加的動能是多少？外力對物體所做的功分別是多少？若運動s 時撤去 F，物體還能克服f 做多少功？在解決這

8、一問題的的同時，可以發(fā)現(xiàn)：物體動能的增加量就等于外力做功的和，或是合外力做的功；合外力做正功，動能增加，合外力做負功，動能減少?；顒?III簡單應用運動利用外力做功與動能變化的關(guān)系解決具體問題，比較兩種方法，體會各自的特點?；顒?IV研究重力勢能的變化與什么力做功有關(guān)，有怎樣的關(guān)系研究籃球在不同的運動過程中，其重力勢能的變化、力做功的情況，發(fā)現(xiàn)重力勢能的變化與重力做功的關(guān)系?；顒?V簡單應用解決教材P57 示例 2 的問題，進一步理解重力做功與重力勢能變化的關(guān)系?；顒?V I師生互動，將結(jié)論進一步推廣歸納并推廣結(jié)論：某種能量的變化過程總伴隨著某個（些）做功的過程，能量是狀態(tài)量，功是過程量；可用

9、力做功的多少來量度能量的變化，即功是能量變化的量度。3教學的主要環(huán)節(jié)本設(shè)計可分為三個主要的教學環(huán)節(jié)。第一環(huán)節(jié)，通過對實際過程的分析得出物體的能量變化的過程即力做功的過程。第二環(huán)節(jié)， 確認動能的變化與外力做功的關(guān)系、 重力勢能變化與重力做功的關(guān)系， 并運用功、能關(guān)系進行簡單計算。第三環(huán)節(jié)，將結(jié)論推廣：功是能量變化的量度。七、教案示例（一）引出能量的變化與做功有關(guān)提供玩具小車（無電動裝置）、籃球、橡皮筋等器材，提出任務(wù)：任務(wù) 1：增加原來靜止小車的動能任務(wù) 2：改變籃球的重力勢能任務(wù) 3：增加橡皮筋的彈性勢能請學生通過操作完成任務(wù)，并演示。小結(jié)和引導： 仔細觀察和分析上述能量變化的過程， 發(fā)現(xiàn)都有

10、力的作用和發(fā)生一段位移， 即都有做功的過程。 我們可以得出這樣的初步結(jié)論： 能量變化的過程與力做功有關(guān)。 下面我們就具體的探究我們比較熟悉的動能、重力勢能的變化分別與那些力做的功有關(guān)，有怎樣的關(guān)系。（二）探究動能、重力勢能的變化分別與外力、重力做功的關(guān)系1動能的變化任務(wù)1：一質(zhì)量為m 的物體靜止在水平地面上，在一水平拉力F 的作用下由靜止開始運動，運動過程中還受到地面的阻力f 的作用，求物體運動s 的過程中增加的動能是多少？外力對物體所做的功分別是多少？若運動s 時撤去F，物體還能克服f 做多少功？結(jié)論：物體增加的動能與外力做的總功的多少相等，物體減少的動能與外力對物體做的負功的多少相等。任務(wù)

11、2：教材P53 示例1請學生比較兩種解法的不同之處，并請個別學生在全班交流。結(jié)論： 對力和運動的問題，我們除了用牛頓定律解決之外，還可以用功和動能變化之間的關(guān)系來解決，并且新的方法更便捷，不涉及中間過程。2重力勢能的變化任務(wù)1：請將下列表格填寫完整運動過程（籃球質(zhì)量為m）重力勢能的變化所受力做的功手用力 F 托著籃球向上運動h 的距離被拋出的籃球豎直方向上升h 的距離籃球自由下落h 的距離籃球沿斜面運動，豎直方向下降h 的高度增加增加減少減少mghmghmghmghF：Fh ； 重力：重力： -mgh重力： mgh重力： mgh-mgh結(jié)論：重力的勢能增加多少，重力就對物體做等量的負功；重力勢能減少多少，重力就對物體做等量的功，所以可以用重力做功來量度重力勢能的變化。任務(wù) 2：教材 P54 示例 2（三）功是能量轉(zhuǎn)化的量度今天，通過大家的努力我們確認了動能的變化可以用外力做的總功來量度，重力勢能