2024-2025學(xué)年高中物理 第七章 機械能守恒定律 6 實驗：探究功與速度變化的關(guān)系（3）教案 新人教版必修2

2024-2025學(xué)年高中物理第七章機械能守恒定律6實驗：探究功與速度變化的關(guān)系（3）教案新人教版必修2學(xué)校授課教師課時授課班級授課地點教具教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容是進(jìn)行實驗：探究功與速度變化的關(guān)系。這一實驗是高中物理第七章《機械能守恒定律》的延伸，旨在讓學(xué)生通過實驗驗證功與速度變化之間的關(guān)系，鞏固和加深對機械能守恒定律的理解。

教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識的聯(lián)系：學(xué)生在之前的學(xué)習(xí)中已經(jīng)掌握了功的定義、機械能守恒定律以及速度的概念，本節(jié)課將通過實驗讓學(xué)生將這些理論知識與實際操作相結(jié)合，進(jìn)一步理解和掌握功與速度變化之間的關(guān)系。學(xué)生將通過實驗觀察和數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)功與速度變化之間的規(guī)律，從而加深對物理規(guī)律的理解和應(yīng)用能力。

本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容與課本緊密關(guān)聯(lián)，通過實驗探究的方式，使學(xué)生能夠更好地理解和掌握機械能守恒定律的相關(guān)知識，提高學(xué)生的實驗操作能力和數(shù)據(jù)分析能力。同時，本節(jié)課的設(shè)計注重培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、思考能力和團(tuán)隊合作能力，使學(xué)生在實踐中學(xué)習(xí)和成長。核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)主要包括物理觀念、科學(xué)思維、實驗探究和科學(xué)態(tài)度。

1.物理觀念：通過實驗探究，讓學(xué)生建立和鞏固對功、機械能守恒定律和速度等物理概念的正確理解，形成科學(xué)的物理觀念。

2.科學(xué)思維：培養(yǎng)學(xué)生運用控制變量法、歸納總結(jié)等科學(xué)思維方法進(jìn)行實驗分析和問題解決的能力。

3.實驗探究：培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行實驗操作、數(shù)據(jù)采集和處理的能力，提高學(xué)生的實驗探究能力。

4.科學(xué)態(tài)度：培養(yǎng)學(xué)生對待科學(xué)實驗的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作意識和交流表達(dá)能力。教學(xué)難點與重點1.教學(xué)重點：

（1）理解機械能守恒定律及其應(yīng)用：機械能守恒定律是物理學(xué)中的重要規(guī)律，掌握其內(nèi)涵和適用條件是本節(jié)課的核心內(nèi)容。通過實驗探究，讓學(xué)生深入理解機械能守恒定律，并能夠運用該定律分析和解決實際問題。

（2）掌握功與速度變化的關(guān)系：通過實驗觀察和數(shù)據(jù)分析，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)功與速度變化之間的規(guī)律，理解功在物體速度變化過程中的作用。

（3）運用控制變量法進(jìn)行實驗探究：控制變量法是科學(xué)實驗中的重要方法，本節(jié)課將引導(dǎo)學(xué)生掌握控制變量法的原理和應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行實驗操作和數(shù)據(jù)處理的能力。

2.教學(xué)難點：

（1）機械能守恒定律的適用條件：學(xué)生在學(xué)習(xí)中容易混淆機械能守恒定律的適用條件，難以判斷哪些因素會影響機械能的守恒。教學(xué)中需通過實例分析和討論，幫助學(xué)生明確機械能守恒定律的適用條件。

（2）功與速度變化的關(guān)系：學(xué)生難以直觀理解功與速度變化之間的聯(lián)系，教學(xué)中應(yīng)通過實驗現(xiàn)象的觀察和數(shù)據(jù)分析，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)二者之間的規(guī)律。

（3）控制變量法的運用：學(xué)生對控制變量法原理的理解和應(yīng)用存在困難，教學(xué)中應(yīng)通過具體實驗操作和數(shù)據(jù)分析，讓學(xué)生在實踐中掌握控制變量法的運用。

（4）實驗數(shù)據(jù)的處理和誤差分析：學(xué)生在實驗數(shù)據(jù)處理過程中，容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)處理不當(dāng)、誤判等問題。教學(xué)中應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生掌握數(shù)據(jù)處理的正確方法，并對實驗誤差進(jìn)行分析，提高學(xué)生的數(shù)據(jù)處理能力。

四、教學(xué)過程與方法教學(xué)資源軟硬件資源：

-實驗室設(shè)備：機械能守恒實驗裝置、電子秤、計時器、滑輪組、細(xì)線、小車等。

-計算機設(shè)備：用于數(shù)據(jù)采集和處理的計算機、投影儀等。

課程平臺：

-課程教案與課件：教師自制的教案和課件，涵蓋本節(jié)課的主要內(nèi)容和教學(xué)活動。

-在線學(xué)習(xí)平臺：提供相關(guān)物理知識的學(xué)習(xí)資源和練習(xí)題，供學(xué)生自主學(xué)習(xí)和鞏固。

信息化資源：

-實驗視頻：通過視頻展示實驗操作過程和結(jié)果，幫助學(xué)生更好地理解和分析實驗。

-數(shù)據(jù)分析軟件：用于處理實驗數(shù)據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會使用數(shù)據(jù)分析工具。

教學(xué)手段：

-講授法：教師講解機械能守恒定律、功與速度變化的關(guān)系等理論知識。

-實驗法：學(xué)生進(jìn)行機械能守恒實驗，觀察和記錄實驗數(shù)據(jù)。

-討論法：學(xué)生分組討論實驗結(jié)果，分析功與速度變化之間的關(guān)系。

-引導(dǎo)法：教師引導(dǎo)學(xué)生運用控制變量法進(jìn)行實驗探究，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。教學(xué)流程（一）課前準(zhǔn)備（預(yù)計用時：5分鐘）

學(xué)生預(yù)習(xí)：

發(fā)放預(yù)習(xí)材料，引導(dǎo)學(xué)生提前了解機械能守恒定律和功與速度變化關(guān)系的實驗內(nèi)容，標(biāo)記出有疑問或不懂的地方。

設(shè)計預(yù)習(xí)問題，激發(fā)學(xué)生思考，為課堂學(xué)習(xí)實驗原理和數(shù)據(jù)分析做好準(zhǔn)備。

教師備課：

深入研究教材，明確本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)和重難點。

準(zhǔn)備教學(xué)用具和多媒體資源，確保教學(xué)過程的順利進(jìn)行。

設(shè)計課堂互動環(huán)節(jié)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)實驗探究的積極性。

（二）課堂導(dǎo)入（預(yù)計用時：3分鐘）

激發(fā)興趣：

提出問題或設(shè)置懸念，引發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)。

回顧舊知：

簡要回顧上節(jié)課學(xué)習(xí)的機械能守恒定律內(nèi)容，幫助學(xué)生建立知識之間的聯(lián)系。

提出問題，檢查學(xué)生對舊知的掌握情況，為實驗學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

（三）新課呈現(xiàn)（預(yù)計用時：25分鐘）

知識講解：

清晰、準(zhǔn)確地講解機械能守恒定律的原理和適用條件，結(jié)合實例幫助學(xué)生理解。

突出實驗原理和數(shù)據(jù)分析的重點，強調(diào)實驗操作和數(shù)據(jù)處理的難點。

互動探究：

設(shè)計小組討論環(huán)節(jié)，讓學(xué)生圍繞實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)分析展開討論，培養(yǎng)學(xué)生的合作精神和溝通能力。

鼓勵學(xué)生提出自己的觀點和疑問，引導(dǎo)學(xué)生深入思考，拓展思維。

技能訓(xùn)練：

設(shè)計實踐活動或?qū)嶒?，讓學(xué)生在實踐中體驗知識的應(yīng)用，提高實踐能力。

在實驗探究結(jié)束后，對實驗結(jié)果進(jìn)行梳理和總結(jié)。

強調(diào)實驗原理和數(shù)據(jù)分析的重點和難點，幫助學(xué)生形成完整的知識體系。

（四）鞏固練習(xí)（預(yù)計用時：5分鐘）

隨堂練習(xí)：

隨堂練習(xí)題，讓學(xué)生在課堂上完成，檢查學(xué)生對實驗原理和數(shù)據(jù)分析的掌握情況。

鼓勵學(xué)生相互討論、互相幫助，共同解決實驗問題。

錯題訂正：

針對學(xué)生在隨堂練習(xí)中出現(xiàn)的錯誤，進(jìn)行及時訂正和講解。

引導(dǎo)學(xué)生分析錯誤原因，避免類似錯誤再次發(fā)生。

（五）拓展延伸（預(yù)計用時：3分鐘）

知識拓展：

介紹與機械能守恒定律相關(guān)的拓展知識，拓寬學(xué)生的知識視野。

引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注學(xué)科前沿動態(tài)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和探索精神。

情感升華：

結(jié)合實驗內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生思考學(xué)科與生活的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感。

鼓勵學(xué)生分享學(xué)習(xí)實驗的心得和體會，增進(jìn)師生之間的情感交流。

（六）課堂小結(jié)（預(yù)計用時：2分鐘）

簡要回顧本節(jié)課學(xué)習(xí)的實驗原理和數(shù)據(jù)分析，強調(diào)重點和難點。

肯定學(xué)生的表現(xiàn)，鼓勵他們繼續(xù)努力。

布置作業(yè)：

根據(jù)本節(jié)課學(xué)習(xí)的實驗原理和數(shù)據(jù)分析，布置適量的課后作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)效果。

提醒學(xué)生注意作業(yè)要求和時間安排，確保作業(yè)質(zhì)量。拓展與延伸1.提供與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的拓展閱讀材料：

-《機械能守恒定律的應(yīng)用》：介紹機械能守恒定律在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用實例，如物體自由落體運動、擺鐘等，幫助學(xué)生了解理論知識與實際生活的聯(lián)系。

-《功與能量的關(guān)系》：深入探討功與能量的關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生理解功在能量轉(zhuǎn)換過程中的作用，拓展學(xué)生對功的理解。

-《實驗設(shè)計與數(shù)據(jù)分析技巧》：介紹實驗設(shè)計和數(shù)據(jù)分析的基本方法，指導(dǎo)學(xué)生如何進(jìn)行有效的實驗探究和數(shù)據(jù)處理。

2.鼓勵學(xué)生進(jìn)行課后自主學(xué)習(xí)和探究：

-要求學(xué)生課后自主完成實驗報告，包括實驗過程、數(shù)據(jù)處理和結(jié)果分析等，培養(yǎng)學(xué)生的實驗報告撰寫能力。

-引導(dǎo)學(xué)生運用互聯(lián)網(wǎng)資源，查找其他與機械能守恒定律相關(guān)的實驗方案和數(shù)據(jù)分析方法，對比分析不同方法的優(yōu)缺點，提高學(xué)生的批判性思維能力。

-鼓勵學(xué)生參與物理學(xué)術(shù)討論，如加入物理學(xué)習(xí)小組、參加學(xué)術(shù)講座等，與他人交流學(xué)習(xí)心得和實驗經(jīng)驗，拓寬視野，提高合作能力。

-建議學(xué)生進(jìn)行課后實踐活動，如自制簡單的機械能守恒實驗裝置，進(jìn)行實驗操作，鞏固所學(xué)知識，提高實踐能力。教學(xué)評價與反饋1.課堂表現(xiàn)：

-觀察學(xué)生在課堂上的參與程度，包括發(fā)言、提問、互動等，了解學(xué)生對知識的掌握程度。

-評估學(xué)生在實驗操作過程中的嚴(yán)謹(jǐn)性和準(zhǔn)確性，以及對實驗原理的理解程度。

-評價學(xué)生在小組討論中的表現(xiàn)，包括合作、溝通、貢獻(xiàn)等，了解學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作能力。

2.小組討論成果展示：

-要求學(xué)生小組展示實驗結(jié)果和數(shù)據(jù)分析，評估學(xué)生對實驗數(shù)據(jù)的處理和分析能力。

-評價學(xué)生在討論中的貢獻(xiàn)，包括提出觀點、分析問題、解決問題等，了解學(xué)生的思維能力和問題解決能力。

3.隨堂測試：

-設(shè)計隨堂測試題，涵蓋本節(jié)課的主要知識點，評估學(xué)生對知識的掌握程度。

-分析學(xué)生的答題情況，了解學(xué)生對實驗原理和數(shù)據(jù)分析的理解和應(yīng)用能力。

4.作業(yè)完成情況：

-檢查學(xué)生作業(yè)的完成質(zhì)量，包括實驗報告的撰寫、數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性等，評估學(xué)生的實驗操作和數(shù)據(jù)分析能力。

-分析學(xué)生作業(yè)中的錯誤和問題，了解學(xué)生在知識掌握和技能應(yīng)用方面的不足。

5.教師評價與反饋：

-針對學(xué)生的表現(xiàn)和作業(yè)情況，給予具體的評價和反饋，指出學(xué)生的優(yōu)點和不足之處。

-提供改進(jìn)建議，指導(dǎo)學(xué)生如何在今后學(xué)習(xí)中提高，促進(jìn)學(xué)生的持續(xù)發(fā)展。

-與學(xué)生進(jìn)行溝通，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和困惑，調(diào)整教學(xué)方法和策略，提高教學(xué)效果。板書設(shè)計1.重點知識點：

①機械能守恒定律：能量在封閉系統(tǒng)中保持恒定，不隨時間變化。

②功與速度變化的關(guān)系：功等于力與位移的乘積，與速度變化成正比。

③控制變量法：通過控制變量來研究其他變量變化的方法。

2.關(guān)鍵詞：

①機械能：系統(tǒng)的動能和勢能之和。

②功：力與位移的乘積，表示力對物體做的功。

③速度：物體在單位時間內(nèi)移動的距離。

3.句式結(jié)構(gòu)：

①實驗現(xiàn)象：觀察物體在不同力作用下的速度變化情況。

②數(shù)據(jù)處理：通過計算功與速度變化的關(guān)系，驗證機械能守恒定律。

③實驗結(jié)論：通過實驗發(fā)現(xiàn)功與速度變化成正比，驗證機械能守恒定律的正確性。

板書設(shè)計應(yīng)簡潔明了，突出重點，便于學(xué)生理解和記憶。同時，板書設(shè)計應(yīng)具有一定的藝術(shù)性和趣味性，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性。課后作業(yè)1.根據(jù)機械能守恒定律，計算一個物體從高度為h的平臺上自由落體運動，不計空氣阻力，落地時的動能。

答案：落地時的動能=1/2*m*(2*h)=m*h

2.計算一個物體在水平面上受到恒定力F的作用，物體速度從v1增加到v2，求所做的功。

答案：功=F*(v2-v1)

3.一個物體在斜面