2017-2018學(xué)年高一物理新人教版必修2異構(gòu)教案：第7章 機械能守恒定律 第4節(jié) 重力勢能教案3

2017-2018學(xué)年高一物理新人教版必修2異構(gòu)教案：第7章機械能守恒定律第4節(jié)重力勢能教案3主備人備課成員教學(xué)內(nèi)容分析1.本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容：新人教版必修2第7章《機械能守恒定律》第4節(jié)《重力勢能》，主要講解重力勢能的概念、表達式、計算方法及其與物體質(zhì)量、高度的關(guān)系。

2.教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識的聯(lián)系：本節(jié)課是在學(xué)習(xí)了動能、機械能守恒定律的基礎(chǔ)上進行的。學(xué)生已經(jīng)掌握了動能的概念和計算方法，了解了機械能守恒定律的基本原理。重力勢能作為機械能的一種形式，與學(xué)生的已有知識有密切聯(lián)系，有助于學(xué)生更好地理解和掌握機械能守恒定律。教材中列舉了重力勢能的計算實例，以及重力勢能與物體質(zhì)量、高度關(guān)系的圖示，便于學(xué)生直觀地理解重力勢能的概念。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)包括：培養(yǎng)學(xué)生的物理觀念、科學(xué)思維和創(chuàng)新意識。通過學(xué)習(xí)重力勢能的概念和計算方法，學(xué)生能夠形成對能量守恒和轉(zhuǎn)化的基本認(rèn)識，發(fā)展科學(xué)思維能力，提高分析問題和解決問題的能力。同時，通過探究重力勢能與物體質(zhì)量和高度的關(guān)系，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識，培養(yǎng)他們運用物理知識解決實際問題的能力，以及團隊協(xié)作和交流的能力。教學(xué)難點與重點1.教學(xué)重點：

①重力勢能的概念及其表達式；

②重力勢能與物體質(zhì)量、高度關(guān)系的理解及應(yīng)用。

2.教學(xué)難點：

①重力勢能計算方法的具體應(yīng)用，特別是在不同情境下的靈活運用；

②重力勢能轉(zhuǎn)化為動能或其他形式能量的過程分析，以及能量守恒定律在實際問題中的運用；

③對于非均勻高度變化情況下重力勢能變化的處理；

④學(xué)生能夠通過實驗或生活中的實例，理解重力勢能的變化與物體運動狀態(tài)的關(guān)系。學(xué)具準(zhǔn)備Xxx課型新授課教法學(xué)法講授法課時第一課時師生互動設(shè)計二次備課教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生都有新人教版必修2教材。

2.輔助材料：準(zhǔn)備與重力勢能相關(guān)的圖片、圖表、視頻等多媒體資源，以及相關(guān)例題和練習(xí)題。

3.實驗器材：準(zhǔn)備實驗所需的斜面、滑輪、小球、米尺、計時器等，確保實驗器材的完整性和安全性。

4.教室布置：根據(jù)教學(xué)需要，布置教室環(huán)境，設(shè)置實驗操作臺，以及分組討論區(qū)，以便學(xué)生進行實驗和討論。教學(xué)實施過程1.課前自主探索

教師活動：

發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：通過班級微信群發(fā)布預(yù)習(xí)資料，包括重力勢能的概念、公式和實例，明確要求學(xué)生預(yù)習(xí)時關(guān)注重力勢能的計算方法。

設(shè)計預(yù)習(xí)問題：設(shè)計問題如“重力勢能的計算公式是什么？它是如何與物體的質(zhì)量和高度相關(guān)的？”以引導(dǎo)學(xué)生思考。

監(jiān)控預(yù)習(xí)進度：通過在線平臺監(jiān)控學(xué)生的預(yù)習(xí)進度，確保每個學(xué)生都能完成預(yù)習(xí)任務(wù)。

學(xué)生活動：

自主閱讀預(yù)習(xí)資料：學(xué)生閱讀預(yù)習(xí)資料，理解重力勢能的定義和計算方法。

思考預(yù)習(xí)問題：學(xué)生針對預(yù)習(xí)問題進行思考，嘗試用自己的語言解釋重力勢能的概念。

提交預(yù)習(xí)成果：學(xué)生將預(yù)習(xí)筆記和思考的問題提交至在線平臺。

教學(xué)方法/手段/資源：

自主學(xué)習(xí)法：鼓勵學(xué)生自主探索，培養(yǎng)獨立思考能力。

信息技術(shù)手段：利用在線平臺進行資源分享和進度監(jiān)控。

2.課中強化技能

教師活動：

導(dǎo)入新課：通過一個關(guān)于物體從高處落下的實例，引出重力勢能的概念，激發(fā)學(xué)生興趣。

講解知識點：詳細講解重力勢能的計算公式，結(jié)合實際例子解釋物體質(zhì)量、高度與重力勢能的關(guān)系。

組織課堂活動：設(shè)計實驗，讓學(xué)生測量不同高度下的重力勢能，通過小組討論分析數(shù)據(jù)。

解答疑問：對學(xué)生提出的問題進行解答，幫助學(xué)生理解重力勢能的概念。

學(xué)生活動：

聽講并思考：學(xué)生認(rèn)真聽講，對重力勢能的計算方法進行思考。

參與課堂活動：學(xué)生分組進行實驗，記錄數(shù)據(jù)，討論重力勢能的變化規(guī)律。

提問與討論：學(xué)生在實驗過程中提出疑問，與同學(xué)討論，共同尋找答案。

教學(xué)方法/手段/資源：

講授法：通過講解，幫助學(xué)生理解重力勢能的計算方法。

實踐活動法：通過實驗活動，讓學(xué)生在實際操作中掌握重力勢能的計算。

合作學(xué)習(xí)法：通過小組討論，培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作能力。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動：

布置作業(yè)：布置關(guān)于重力勢能計算的練習(xí)題，要求學(xué)生運用所學(xué)知識解決問題。

提供拓展資源：提供與重力勢能相關(guān)的拓展學(xué)習(xí)資源，如相關(guān)網(wǎng)站和視頻，幫助學(xué)生深入學(xué)習(xí)。

反饋作業(yè)情況：及時批改作業(yè)，給予學(xué)生反饋，指導(dǎo)學(xué)生的后續(xù)學(xué)習(xí)。

學(xué)生活動：

完成作業(yè)：學(xué)生完成作業(yè)，鞏固重力勢能的計算方法。

拓展學(xué)習(xí)：學(xué)生利用拓展資源，深入學(xué)習(xí)重力勢能在實際生活中的應(yīng)用。

反思總結(jié)：學(xué)生對自己的學(xué)習(xí)過程進行反思，總結(jié)學(xué)習(xí)心得，提出改進建議。

教學(xué)方法/手段/資源：

自主學(xué)習(xí)法：鼓勵學(xué)生自主完成作業(yè)和拓展學(xué)習(xí)，提高自我學(xué)習(xí)能力。

反思總結(jié)法：引導(dǎo)學(xué)生反思學(xué)習(xí)過程，促進學(xué)習(xí)的自我監(jiān)控和自我提升。學(xué)生學(xué)習(xí)效果學(xué)生學(xué)習(xí)效果體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.知識掌握：學(xué)生能夠準(zhǔn)確理解并記憶重力勢能的概念，掌握其計算公式，即\(E_p=mgh\)，其中\(zhòng)(E_p\)代表重力勢能，\(m\)代表物體的質(zhì)量，\(g\)代表重力加速度，\(h\)代表物體的高度。學(xué)生能夠通過實例計算不同物體在不同高度下的重力勢能，并能夠解釋重力勢能與物體質(zhì)量和高度的關(guān)系。

2.應(yīng)用能力：學(xué)生在學(xué)習(xí)了重力勢能之后，能夠?qū)⑦@一概念應(yīng)用于實際問題中。例如，在分析物體從斜面滑下或自由落體運動時，學(xué)生能夠計算物體在不同位置的勢能變化，并理解這些變化如何轉(zhuǎn)化為動能或其他形式的能量。

3.實驗技能：通過實驗活動，學(xué)生能夠熟練使用實驗器材，如斜面、滑輪、小球等，進行重力勢能的測量。他們能夠準(zhǔn)確地記錄數(shù)據(jù)，并通過數(shù)據(jù)分析和討論，得出重力勢能變化的規(guī)律。

4.解決問題能力：學(xué)生在面對與重力勢能相關(guān)的物理問題時，能夠運用所學(xué)知識進行有效的分析和解決。例如，在解決物體從一定高度自由落體的問題時，學(xué)生能夠結(jié)合動能和勢能的轉(zhuǎn)化，正確計算物體的速度和落地點。

5.科學(xué)思維能力：通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生的科學(xué)思維能力得到了提升。他們能夠理解能量守恒的概念，認(rèn)識到在封閉系統(tǒng)中能量不會憑空消失或產(chǎn)生，而是從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。

6.合作與交流能力：在小組討論和實驗活動中，學(xué)生能夠與同伴有效溝通，共同分析實驗數(shù)據(jù)，討論實驗結(jié)果。他們學(xué)會了如何在團隊中協(xié)作，分享自己的想法，并傾聽他人的意見。

7.自主學(xué)習(xí)能力：通過課前的自主預(yù)習(xí)和課后的拓展學(xué)習(xí)，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力得到了鍛煉。他們學(xué)會了如何自主查找資料，獨立思考問題，并在學(xué)習(xí)過程中進行自我監(jiān)控和調(diào)整。

8.學(xué)習(xí)態(tài)度與興趣：學(xué)生對物理學(xué)習(xí)的興趣得到了提升。通過對重力勢能的學(xué)習(xí)，學(xué)生體會到了物理學(xué)的實用性和趣味性，從而更加積極主動地參與到物理學(xué)習(xí)中。板書設(shè)計①重力勢能的概念

-重點詞：重力勢能、質(zhì)量、高度、重力加速度

-重點句：重力勢能是物體由于被舉高而具有的能量。

②重力勢能的計算公式

-重點詞：公式、質(zhì)量(m)、重力加速度(g)、高度(h)

-重點句：重力勢能的計算公式為\(E_p=mgh\)。

③重力勢能與物體質(zhì)量和高度的關(guān)系

-重點詞：關(guān)系、成正比、質(zhì)量、高度

-重點句：重力勢能與物體的質(zhì)量和高度成正比，質(zhì)量越大、高度越高，重力勢能越大。反思改進措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.引入生活實例：在講解重力勢能的概念時，我嘗試引入學(xué)生熟悉的生活實例，如高樓拋物線、山坡滑雪等，讓學(xué)生更加直觀地理解重力勢能及其轉(zhuǎn)化。

2.設(shè)計互動實驗：在課堂上，我設(shè)計了一個簡單的互動實驗，讓學(xué)生親自操作，測量不同高度下的重力勢能，增強了學(xué)生的實踐能力和參與度。

（二）存在主要問題

1.教學(xué)管理：在課堂管理方面，我發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生在實驗環(huán)節(jié)容易分心，影響了課堂的整體效果。

2.教學(xué)組織：課堂活動的設(shè)計雖然增加了互動性，但有時時間安排不夠合理，導(dǎo)致部分活動無法充分展開。

3.教學(xué)評價：在評價學(xué)生學(xué)習(xí)效果時，我發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的筆試評價方式無法全面反映學(xué)生的實際能力和學(xué)習(xí)過程。

（三）改進措施

1.加強課堂管理：為了提高課堂效率，我計劃在實驗環(huán)節(jié)增加助教或課代表協(xié)助管理，確保每個學(xué)生都能專注參與實驗活動。

2.優(yōu)化教學(xué)組織：我將更加細致地規(guī)劃課堂活動的時間安排，確保每個環(huán)節(jié)都能得到充分展開，同時也會根據(jù)學(xué)生的實際反應(yīng)靈活調(diào)整教學(xué)進度。

3.多元化教學(xué)評價：除了筆試，我將引入更多元化的評價方式，如課堂表現(xiàn)、實驗報告、小組討論等，以全面評估學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和過程。

4.加強與學(xué)生的互動：我計劃在課后通過線上平臺與學(xué)生保持溝通，及時解答他們在學(xué)習(xí)過程中遇到的問題，同時鼓勵他們提出自己的疑問和想法，促進他們的自主學(xué)習(xí)。

5.結(jié)合實際應(yīng)用：在教學(xué)中，我會更多地結(jié)合實際應(yīng)用場景，讓學(xué)生了解重力勢能在工程、科技等領(lǐng)域的應(yīng)用，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣和探索欲望。通過這些改進措施，我相信能夠進一步提升學(xué)生對重力勢能的理解和應(yīng)用能力，同時培養(yǎng)他們的科學(xué)思維和創(chuàng)新能力。作業(yè)布置與反饋作業(yè)布置：

1.基礎(chǔ)題：請學(xué)生完成教材第7章第4節(jié)后的練習(xí)題，包括重力勢能的計算和與物體質(zhì)量、高度關(guān)系的理解題。

2.提高題：設(shè)計一些與重力勢能相關(guān)的應(yīng)用題，要求學(xué)生運用所學(xué)知識解決實際問題，如計算物體從一定高度落下時的速度，或分析物體在斜面上滑動時的能量轉(zhuǎn)化。

3.拓展題：提供一些拓展閱讀材料，如關(guān)于重力勢能在不同領(lǐng)域的應(yīng)用案例，要求學(xué)生閱讀后撰寫一篇短文，總結(jié)重力勢能的重要性和應(yīng)用前景。

具體作業(yè)內(nèi)容如下：

-練習(xí)題1：計算一個質(zhì)量為2kg的物體在10m高度處的重力勢能。

-練習(xí)題2：如果將上述物體從10m高度釋放，不計空氣阻力，求物體落地時的速度。

-應(yīng)用題1：一個小球從斜面的頂端由靜止釋放，斜面高度為5m，斜面與水平面的夾角為30°，求小球滑到底部時的速度。

-應(yīng)用題2：一個質(zhì)量為1kg的物體從20m高度自由落體，求物體落地前1秒時的速度和重力勢能的變化量。

-拓展題：閱讀關(guān)于重力勢能在電力發(fā)電、機械工程中的應(yīng)用案例，撰寫一篇200字以上的短文，討論重力勢能的利用對現(xiàn)代社會的重要性。

作業(yè)反饋：

1.對于基礎(chǔ)題，我將重點檢查學(xué)生是否能夠正確應(yīng)用重力勢能的計算公式，并理解物體質(zhì)量、高度與重力勢能之間的關(guān)系。

2.對于提高題，我將關(guān)注學(xué)生是否能夠?qū)⒗碚撝R應(yīng)用于實際問題中，并能夠正確分析能量轉(zhuǎn)化的過程。

3.對于拓展題，我將評價學(xué)生的理解深度和表達能力，以及他們是否能夠結(jié)合實際案例來闡述重力勢能的應(yīng)用。

在作業(yè)批改后，我將提供以下反饋：

-對于正確解答的學(xué)生，我會給予肯定和鼓勵，同時提出更高層次的問題，以挑戰(zhàn)他們的思維。

-對于解答有誤的學(xué)生，我會指出他們的錯誤所在，提供正確的解答步驟，并建議他們復(fù)習(xí)相關(guān)的理論知識。

-對于未完成或未達標(biāo)的學(xué)生，我會要求他們重新完成作業(yè)，并在必要時提供額外的輔導(dǎo)。

-對于所有學(xué)生，我會總結(jié)常見的錯誤類型和解決策略，并在課堂上進行講解，以幫助學(xué)生提高解題能力。典型例題講解1.題型一：計算重力勢能

例題：一個質(zhì)量為5kg的物體被舉高至10m，求該物體所具有的重力勢能。

解答：使用公式\(E_p=mgh\)，其中\(zhòng)(m=5kg\)，\(g=9.8m/s^2\)，\(h=10m\)。計算得到重力勢能\(E_p=5kg\times9.8m/s^2\times10m=490J\)。

2.題型二：計算物體落地時的速度

例題：一個質(zhì)量為2kg的物體從15m高度自由落體，不計空氣阻力，求物體落地時的速度。

解答：使用能量守恒定律，物體落地時的動能等于初始的重力勢能，即\(\frac{1}{2}mv^2=mgh\)。代入\(m=2kg\)，\(g=9.8m/s^2\)，\(h=15m\)，解得速度\(v=\sqrt{2gh}=\sqrt{2\times9.8m/s^2\times15m}\approx17m/s\)。

3.題型三：分析能量轉(zhuǎn)化

例題：一個質(zhì)量為1kg的物體從10m高度滑下一個斜面，斜面與水平面的夾角為30°，求物體滑到底部時的速度和重力勢能的變化量。

解答：首先計算物體在10m高度處的重力勢能\(E_p=mgh=1kg\times9.8m/s^2\times10m=98J\)。物體滑到底部時，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，動能的計算公式為\(E_k=\frac{1}{2}mv^2\)。根據(jù)能量守恒定律，\(E_p=E_k\)，代入\(E_p=98J\)，解得速度\(v=\sqrt{\frac{2E_p}{m}}=\sqrt{\frac{2\times98J}{1kg}}\approx14m/s\)。

4.題型四：計算物體在斜面上滑動時的能量轉(zhuǎn)化

例題：一個質(zhì)量為2kg的物體從斜面的頂端由靜止釋放，斜面高度為5m，斜面與水平面的夾角為30°，求物體滑到底部時的速度和重力勢能的變化量。

解答：首先計算物體在斜面頂端的重力勢能\(E_p=mgh\)，其中\(zhòng)(m=2kg\)，\(g=9.8m/s^2\)，\(h=5m\)。計算得到重力勢能\(E_p=2kg\times9.8m/s^2\times5m=98J\)。物體滑