2024-2025學(xué)年新教材高中物理 第4章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 素養(yǎng)培優(yōu)課4 動(dòng)力學(xué)中的三類(lèi)典型問(wèn)題教案 粵教版必修第一冊(cè)

2024-2025學(xué)年新教材高中物理第4章牛頓運(yùn)動(dòng)定律素養(yǎng)培優(yōu)課4動(dòng)力學(xué)中的三類(lèi)典型問(wèn)題教案粵教版必修第一冊(cè)主備人備課成員教材分析本節(jié)課為人教版物理必修1第五章“能量與守恒”，主要內(nèi)容包括能量的守恒定律、各種形式的能量及其相互轉(zhuǎn)化。本節(jié)課旨在讓學(xué)生理解能量守恒的概念，掌握能量守恒定律，并能夠運(yùn)用能量守恒定律解決實(shí)際問(wèn)題。

教學(xué)對(duì)象為高一年級(jí)學(xué)生，他們已經(jīng)學(xué)習(xí)了物理基礎(chǔ)知識(shí)，具備一定的實(shí)驗(yàn)操作能力和問(wèn)題解決能力。但在能量概念的理解、能量守恒定律的應(yīng)用方面還需加強(qiáng)。因此，在教學(xué)過(guò)程中，我將結(jié)合課本內(nèi)容，通過(guò)講解、實(shí)驗(yàn)、討論等方式，幫助學(xué)生深入理解能量守恒定律，提高他們的科學(xué)素養(yǎng)。

教學(xué)內(nèi)容主要包括三個(gè)部分：能量守恒定律的提出、能量守恒定律的證明及應(yīng)用、生活中的能量守恒現(xiàn)象。在教學(xué)過(guò)程中，我將引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)、分析數(shù)據(jù)、討論問(wèn)題等方式，逐步理解能量守恒定律，并能夠運(yùn)用該定律解釋生活中的能量轉(zhuǎn)化現(xiàn)象。

教學(xué)方法上，我將采用問(wèn)題驅(qū)動(dòng)法、實(shí)驗(yàn)觀察法、小組討論法等，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高他們的參與度和動(dòng)手能力。同時(shí)，注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，使他們?cè)趯W(xué)習(xí)過(guò)程中能夠更好地理解和掌握能量守恒的知識(shí)。

教學(xué)評(píng)價(jià)方面，我將采用課堂問(wèn)答、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、小組討論等方式進(jìn)行，及時(shí)了解學(xué)生對(duì)能量守恒知識(shí)的理解和掌握情況，為下一步的教學(xué)提供參考。核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力、物理觀念和科學(xué)思維。通過(guò)學(xué)習(xí)能量守恒定律，學(xué)生將能夠建立和運(yùn)用物理觀念，理解各種能量形式及其相互轉(zhuǎn)化，掌握能量守恒定律并應(yīng)用于解決實(shí)際問(wèn)題。同時(shí)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察和小組討論，學(xué)生將培養(yǎng)科學(xué)探究能力，學(xué)會(huì)與他人合作、交流，并能夠提出問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題。此外，通過(guò)觀察和分析生活中的能量守恒現(xiàn)象，學(xué)生將能夠?qū)⑽锢碇R(shí)與生活實(shí)際相結(jié)合，培養(yǎng)應(yīng)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)

（1）能量守恒定律的內(nèi)容及其表述方式。

（2）各種能量形式及其相互轉(zhuǎn)化的規(guī)律。

（3）能量守恒定律在實(shí)際問(wèn)題中的應(yīng)用。

（4）實(shí)驗(yàn)觀察和數(shù)據(jù)分析的能力。

2.教學(xué)難點(diǎn)

（1）能量守恒定律的理解和表述。部分學(xué)生可能對(duì)能量守恒的概念理解不深，不能準(zhǔn)確表述能量守恒定律。

（2）各種能量形式及其相互轉(zhuǎn)化的規(guī)律。學(xué)生可能對(duì)不同能量形式之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系理解不清，難以把握能量轉(zhuǎn)化的本質(zhì)。

（3）能量守恒定律在實(shí)際問(wèn)題中的應(yīng)用。學(xué)生可能不具備將物理知識(shí)與實(shí)際問(wèn)題相結(jié)合的能力，難以運(yùn)用能量守恒定律解決實(shí)際問(wèn)題。

（4）實(shí)驗(yàn)觀察和數(shù)據(jù)分析的能力。學(xué)生可能缺乏觀察和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力，難以從實(shí)驗(yàn)中得出正確的結(jié)論。

針對(duì)以上重點(diǎn)和難點(diǎn)，教師應(yīng)采取有針對(duì)性的教學(xué)方法，如講解、實(shí)驗(yàn)、討論等，幫助學(xué)生深入理解能量守恒定律，掌握各種能量形式及其相互轉(zhuǎn)化的規(guī)律，并能夠運(yùn)用能量守恒定律解決實(shí)際問(wèn)題。同時(shí)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察和數(shù)據(jù)分析的訓(xùn)練，提高學(xué)生的觀察能力和數(shù)據(jù)分析能力。學(xué)具準(zhǔn)備多媒體課型新授課教法學(xué)法講授法課時(shí)第一課時(shí)師生互動(dòng)設(shè)計(jì)二次備課教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：

1.講授法：通過(guò)講解能量守恒定律的內(nèi)容、各種能量形式及其相互轉(zhuǎn)化規(guī)律，幫助學(xué)生建立物理觀念，理解能量守恒的概念。

2.問(wèn)題驅(qū)動(dòng)法：提出與能量守恒相關(guān)的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生思考和探索，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性。

3.實(shí)驗(yàn)觀察法：組織學(xué)生進(jìn)行能量守恒實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力和觀察能力，加深對(duì)能量守恒定律的理解。

4.小組討論法：將學(xué)生分成小組，討論能量守恒定律的應(yīng)用和生活中的能量轉(zhuǎn)化現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和問(wèn)題解決能力。

教學(xué)手段：

1.多媒體設(shè)備：利用多媒體課件展示能量守恒定律的動(dòng)畫(huà)和實(shí)例，生動(dòng)形象地呈現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化過(guò)程，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和理解程度。

2.教學(xué)軟件：運(yùn)用教學(xué)軟件進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析，幫助學(xué)生直觀地觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)分析能力。

3.實(shí)物模型和教具：使用實(shí)物模型和教具展示能量轉(zhuǎn)化過(guò)程，增強(qiáng)學(xué)生的直觀感受，加深對(duì)能量守恒定律的理解。

4.在線學(xué)習(xí)平臺(tái)：利用在線學(xué)習(xí)平臺(tái)提供豐富的學(xué)習(xí)資源和練習(xí)題，方便學(xué)生自主學(xué)習(xí)和鞏固知識(shí)，提高學(xué)習(xí)效果。

5.互動(dòng)式白板：利用互動(dòng)式白板進(jìn)行課堂講解和討論，方便教師與學(xué)生互動(dòng)，激發(fā)學(xué)生的思考和參與度。教學(xué)流程一、導(dǎo)入新課（用時(shí)5分鐘）

同學(xué)們，今天我們將要學(xué)習(xí)的是《能量與守恒》這一章節(jié)。在開(kāi)始之前，我想先問(wèn)大家一個(gè)問(wèn)題：“你們?cè)谌粘Ｉ钪惺欠裼龅竭^(guò)能量轉(zhuǎn)化的情況？”（舉例說(shuō)明）比如，當(dāng)我們把食物吃進(jìn)肚子后，它的能量是如何被身體利用的？這個(gè)問(wèn)題與我們將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容密切相關(guān)。通過(guò)這個(gè)問(wèn)題，我希望能夠引起大家的興趣和好奇心，讓我們一同探索能量與守恒的奧秘。

二、新課講授（用時(shí)10分鐘）

1.理論介紹：首先，我們要了解能量守恒的基本概念。能量守恒是指在一個(gè)封閉系統(tǒng)中，能量不能被創(chuàng)造也不能被消滅，只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。

2.案例分析：接下來(lái)，我們來(lái)看一個(gè)具體的案例。這個(gè)案例展示了能量守恒在實(shí)際中的應(yīng)用，以及它如何幫助我們解決問(wèn)題。比如，水力發(fā)電就是利用水的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程。

3.重點(diǎn)難點(diǎn)解析：在講授過(guò)程中，我會(huì)特別強(qiáng)調(diào)能量守恒定律和能量轉(zhuǎn)化這兩個(gè)重點(diǎn)。對(duì)于難點(diǎn)部分，我會(huì)通過(guò)舉例和比較來(lái)幫助大家理解。

三、實(shí)踐活動(dòng)（用時(shí)10分鐘）

1.分組討論：學(xué)生們將分成若干小組，每組討論一個(gè)與能量守恒相關(guān)的實(shí)際問(wèn)題。

2.實(shí)驗(yàn)操作：為了加深理解，我們將進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)操作。這個(gè)操作將演示能量轉(zhuǎn)化的基本原理。

3.成果展示：每個(gè)小組將向全班展示他們的討論成果和實(shí)驗(yàn)操作的結(jié)果。

四、學(xué)生小組討論（用時(shí)10分鐘）

1.討論主題：學(xué)生將圍繞“能量守恒在實(shí)際生活中的應(yīng)用”這一主題展開(kāi)討論。他們將被鼓勵(lì)提出自己的觀點(diǎn)和想法，并與其他小組成員進(jìn)行交流。

2.引導(dǎo)與啟發(fā)：在討論過(guò)程中，我將作為一個(gè)引導(dǎo)者，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題并解決問(wèn)題。我會(huì)提出一些開(kāi)放性的問(wèn)題來(lái)啟發(fā)他們的思考。

3.成果分享：每個(gè)小組將選擇一名代表來(lái)分享他們的討論成果。這些成果將被記錄在黑板上或投影儀上，以便全班都能看到。

五、總結(jié)回顧（用時(shí)5分鐘）

今天的學(xué)習(xí)，我們了解了能量守恒的基本概念、重要性和應(yīng)用。同時(shí)，我們也通過(guò)實(shí)踐活動(dòng)和小組討論加深了對(duì)能量守恒的理解。我希望大家能夠掌握這些知識(shí)點(diǎn)，并在日常生活中靈活運(yùn)用。最后，如果有任何疑問(wèn)或不明白的地方，請(qǐng)隨時(shí)向我提問(wèn)。知識(shí)點(diǎn)梳理本節(jié)課的主要知識(shí)點(diǎn)包括：

1.能量守恒定律的內(nèi)容及其表述方式。

2.各種能量形式及其相互轉(zhuǎn)化的規(guī)律。

3.能量守恒定律在實(shí)際問(wèn)題中的應(yīng)用。

4.實(shí)驗(yàn)觀察和數(shù)據(jù)分析的能力。

1.能量守恒定律的內(nèi)容及其表述方式：

-能量守恒定律指出，在一個(gè)封閉系統(tǒng)中，能量不能被創(chuàng)造也不能被消滅，只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。

-能量守恒定律的表述方式：能量總和保持不變，即能量的輸入等于輸出。

2.各種能量形式及其相互轉(zhuǎn)化的規(guī)律：

-常見(jiàn)的能量形式包括機(jī)械能、熱能、化學(xué)能、電能等。

-能量形式之間的轉(zhuǎn)化規(guī)律包括：

-機(jī)械能可以轉(zhuǎn)化為熱能，如摩擦生熱。

-化學(xué)能可以轉(zhuǎn)化為熱能，如燃燒反應(yīng)。

-電能可以轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，如電動(dòng)機(jī)。

-熱能可以通過(guò)熱傳遞轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。

3.能量守恒定律在實(shí)際問(wèn)題中的應(yīng)用：

-解釋自然現(xiàn)象，如地球氣候的變化、生物體內(nèi)能量的轉(zhuǎn)化等。

-解決工程問(wèn)題，如設(shè)計(jì)節(jié)能設(shè)備、評(píng)估能源利用效率等。

-理解生活中的能量轉(zhuǎn)化現(xiàn)象，如食物消化、燃料燃燒等。

4.實(shí)驗(yàn)觀察和數(shù)據(jù)分析的能力：

-進(jìn)行能量守恒實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，如熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的實(shí)驗(yàn)。

-收集和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如溫度變化、能量轉(zhuǎn)換效率等。

-運(yùn)用數(shù)據(jù)分析方法，如繪制圖表、計(jì)算能量轉(zhuǎn)換率等。課堂1.課堂評(píng)價(jià)：

-通過(guò)提問(wèn)：教師可以通過(guò)提問(wèn)的方式了解學(xué)生對(duì)能量守恒定律的理解程度，以及對(duì)各種能量形式及其轉(zhuǎn)化的掌握情況。

-觀察：教師應(yīng)觀察學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作和小組討論中的表現(xiàn)，了解他們的動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)合作能力。

-測(cè)試：教師可以設(shè)計(jì)一些課堂小測(cè)驗(yàn)，測(cè)試學(xué)生對(duì)能量守恒定律和相關(guān)知識(shí)的掌握情況。

-及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并進(jìn)行解決：教師應(yīng)根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果，及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)中存在的問(wèn)題，針對(duì)性地進(jìn)行講解和輔導(dǎo)。

2.作業(yè)評(píng)價(jià)：

-認(rèn)真批改和點(diǎn)評(píng)：教師應(yīng)對(duì)學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行仔細(xì)批改，并對(duì)作業(yè)中的錯(cuò)誤進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，幫助學(xué)生糾正錯(cuò)誤。

-及時(shí)反饋學(xué)生的學(xué)習(xí)效果：教師應(yīng)及時(shí)向?qū)W生反饋?zhàn)鳂I(yè)評(píng)價(jià)結(jié)果，讓學(xué)生了解自己的學(xué)習(xí)情況，并鼓勵(lì)學(xué)生繼續(xù)努力。

-鼓勵(lì)學(xué)生繼續(xù)努力：教師應(yīng)對(duì)學(xué)生的進(jìn)步給予肯定，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，幫助他們建立自信心。

3.實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)價(jià)：

-實(shí)驗(yàn)報(bào)告的完整性：教師應(yīng)檢查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告是否完整，包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)總結(jié)等。

-實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性：教師應(yīng)評(píng)估學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否準(zhǔn)確，是否能夠正確地反映出能量轉(zhuǎn)化的實(shí)際情況。

-實(shí)驗(yàn)分析和討論的深度：教師應(yīng)關(guān)注學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析的深度，以及學(xué)生在討論中能否運(yùn)用能量守恒定律解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

4.小組討論評(píng)價(jià)：

-討論主題的相關(guān)性：教師應(yīng)評(píng)估學(xué)生小組討論的主題是否與能量守恒定律相關(guān)，是否能夠深入探討能量守恒的實(shí)際應(yīng)用。

-參與度和合作能力：教師應(yīng)觀察學(xué)生在小組討論中的參與程度，以及學(xué)生之間的合作能力，是否能夠有效地共同解決問(wèn)題。

-討論成果的創(chuàng)意性和深度：教師應(yīng)評(píng)估學(xué)生小組的討論成果是否具有創(chuàng)意性，能否深入地分析和解決問(wèn)題。重點(diǎn)題型整理1.能量守恒定律的應(yīng)用題

題目：一輛汽車(chē)以10m/s的速度行駛，突然緊急剎車(chē)，剎車(chē)后的速度為2m/s，求汽車(chē)停止前通過(guò)的距離。

答案：使用能量守恒定律，汽車(chē)在剎車(chē)前的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能和其他形式的能量。汽車(chē)在剎車(chē)前的動(dòng)能為：E1=1/2*m*v1^2，其中m是汽車(chē)的質(zhì)量，v1是汽車(chē)的速度。汽車(chē)在剎車(chē)后的動(dòng)能為：E2=1/2*m*v2^2，其中v2是汽車(chē)剎車(chē)后的速度。根據(jù)能量守恒定律，E1=E2。因此，汽車(chē)停止前通過(guò)的距離S為：S=E1/(F*t)，其中F是摩擦力，t是剎車(chē)時(shí)間。

2.能量轉(zhuǎn)化計(jì)算題

題目：一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體，從高度為5m的高處自由落下，求物體落到底部的速度。

答案：使用能量守恒定律，物體的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。物體的重力勢(shì)能為：E1=m*g*h，其中g(shù)是重力加速度，h是高度。物體的動(dòng)能為：E2=1/2*m*v^2，其中v是物體的速度。根據(jù)能量守恒定律，E1=E2。因此，物體落到底部的速度v為：v=sqrt(2*E1/m)。代入數(shù)值，v=sqrt(2*2*9.8*5)/2，得v=5m/s。

3.熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能題

題目：一個(gè)水輪機(jī)，將水能轉(zhuǎn)化為電能，求水輪機(jī)轉(zhuǎn)化效率。

答案：水輪機(jī)的效率可以通過(guò)能量守恒定律計(jì)算。水輪機(jī)從水流中吸收的能量為E1，轉(zhuǎn)化為電能的能量為E2。水輪機(jī)的效率為Efficiency=E2/E1。

4.電能轉(zhuǎn)化為熱能題

題目：一個(gè)電阻為10歐姆的電阻，通過(guò)電流為2安培的電流，求電阻產(chǎn)生的熱量。

答案：電阻產(chǎn)生的熱量可以通過(guò)焦耳定律計(jì)算。熱量Q為：Q=I^2*R*t，其中I是電流，R是電阻，t是時(shí)間。代入數(shù)值，Q=2^2*10*1=40焦耳。

5.化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能題

題目：一個(gè)質(zhì)量為0.5kg的煤，完全燃燒放出2000焦耳的熱量，求煤的燃燒效率。

答案：煤的燃燒效率可以通過(guò)能量守恒定律計(jì)算。煤完全燃燒放出的總熱量為Q，煤的質(zhì)量為m。煤的燃燒效率為Efficiency=Q/(m*Qc)，其中Qc是煤的燃燒熱值。代入數(shù)值，Efficiency=2000/(0.5*3.5*10^7)，得Efficiency=0.000001667。板書(shū)設(shè)計(jì)①能量守恒定律：

-能量守恒定律：在一個(gè)封閉系統(tǒng)中，能量不能被創(chuàng)造也不能被消滅，只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。

-能量守恒定律的表述方式：能量總和保持不變，即能量的輸入等于輸出。

②能量轉(zhuǎn)化形式：

-機(jī)械能：動(dòng)能、勢(shì)能等。

-熱能：物體內(nèi)部的熱能。

-化學(xué)能：化學(xué)反應(yīng)中的能量。

-電能：電流產(chǎn)生的能量。

③能量守恒定律應(yīng)用：

-解釋自然現(xiàn)象：如地球氣候的變化、生物體內(nèi)能量的轉(zhuǎn)化等