2024-2025學年高中物理 第七章 機械能守恒定律 1 追尋守恒量-能量教案 新人教版必修2

2024-2025學年高中物理第七章機械能守恒定律1追尋守恒量——能量教案新人教版必修2主備人備課成員課程基本信息1.課程名稱：追尋守恒量——能量

2.教學年級和班級：高中二年級

3.授課時間：2024-2025學年第二學期

4.教學時數(shù)：2課時（90分鐘）

課程設(shè)計：

第一課時：

1.導(dǎo)入：

-通過復(fù)習前面章節(jié)中質(zhì)量守恒、動量守恒的概念，引導(dǎo)學生思考守恒量的意義。

-提問：什么是守恒量？守恒量在物理世界中具有什么意義？

2.知識講解：

-介紹能量的概念，闡述能量守恒定律的基本原理。

-結(jié)合課本，講解能量守恒定律的表達式和適用條件。

3.案例分析：

-分析實際例子，如彈簧振子、自由落體等，解釋能量守恒在這些過程中的應(yīng)用。

第二課時：

1.課堂練習：

-根據(jù)課本習題，讓學生獨立完成能量守恒的相關(guān)計算題。

-分組討論，互相交流解題思路和方法。

2.知識拓展：

-介紹能量守恒定律在現(xiàn)代科技領(lǐng)域的應(yīng)用，如太陽能電池、核能等。

-闡述能量守恒與環(huán)境保護的關(guān)系。

3.總結(jié)：

-回顧本節(jié)課所學內(nèi)容，強調(diào)能量守恒定律的重要性。

-提醒學生注意能量守恒定律在解決實際問題時的應(yīng)用。

4.作業(yè)布置：

-課本課后習題：完成與能量守恒相關(guān)的問題。

-拓展閱讀：查閱資料，了解能量守恒定律在現(xiàn)代科技領(lǐng)域的應(yīng)用。

教學目標：

1.理解能量守恒定律的基本原理和適用條件。

2.能夠運用能量守恒定律解決實際問題。

3.了解能量守恒在科技領(lǐng)域和環(huán)境保護方面的應(yīng)用。

教學評價：

1.課堂練習和課后作業(yè)的完成情況。

2.學生在課堂上的提問、討論等參與度。

3.課后拓展閱讀的反饋。核心素養(yǎng)目標培養(yǎng)學生運用物理知識解決實際問題的能力，深化對能量守恒定律的理解，提高科學思維能力。通過本章節(jié)學習，使學生能夠：

1.理解并掌握能量守恒定律的基本原理，形成物理觀念；

2.學會運用能量守恒定律分析解決實際問題，培養(yǎng)科學思維和問題解決能力；

3.關(guān)注能量守恒在科技領(lǐng)域和環(huán)境保護方面的應(yīng)用，增強科學探究意識和社會責任感；

4.培養(yǎng)團隊合作精神，提升交流表達能力，為未來學術(shù)和職業(yè)發(fā)展打下基礎(chǔ)。學情分析高中二年級學生在知識、能力和素質(zhì)方面具備以下特點：

1.知識層面：

-學生已經(jīng)學習過力學基礎(chǔ)、牛頓運動定律等知識，具有一定的物理基礎(chǔ)。

-對守恒量有一定的了解，如質(zhì)量守恒、動量守恒，但能量守恒的概念可能還較為陌生。

-對能量轉(zhuǎn)化和能量守恒定律的理解可能局限于簡單例子，未能深入理解其內(nèi)涵。

2.能力層面：

-學生具備一定的數(shù)學運算能力和邏輯思維能力，但在解決復(fù)雜物理問題時可能存在困難。

-部分學生具備較強的自主學習能力，能夠通過查閱資料、討論等方式拓展知識面。

-大部分學生需要教師在解題方法和技巧上給予指導(dǎo)，以提高問題解決能力。

3.素質(zhì)層面：

-學生具有較強的求知欲，對新鮮事物充滿好奇心，有利于激發(fā)學習興趣。

-部分學生具有團隊合作精神，能夠在小組討論中發(fā)揮積極作用。

-部分學生表達能力較強，能夠清晰地陳述自己的觀點和思考過程。

4.行為習慣：

-學生在課堂上的注意力較為集中，但部分學生可能在課堂紀律方面需要加強。

-部分學生存在拖延現(xiàn)象，對課后作業(yè)和復(fù)習的積極性有待提高。

-部分學生習慣于被動接受知識，缺乏主動思考和探究的意識。

對課程學習的影響：

1.知識層面：學生對能量守恒概念的理解和掌握程度將直接影響本章節(jié)的學習效果。教師需要通過生動形象的教學手段，幫助學生建立能量守恒的概念。

2.能力層面：學生的數(shù)學運算能力和邏輯思維能力對本章節(jié)的學習具有重要意義。教師應(yīng)注重培養(yǎng)學生的解題技巧，提高其問題解決能力。

3.素質(zhì)層面：學生的求知欲和好奇心有助于激發(fā)學習興趣，教師應(yīng)充分利用這些特點，設(shè)計富有啟發(fā)性的教學活動。同時，培養(yǎng)學生的團隊合作精神和表達能力，有利于提高課堂參與度和學習效果。

4.行為習慣：學生的課堂紀律、課后復(fù)習等方面的行為習慣對學習效果具有重要影響。教師應(yīng)關(guān)注學生的行為習慣，引導(dǎo)他們養(yǎng)成良好的學習習慣。學具準備Xxx課型新授課教法學法講授法課時第一課時師生互動設(shè)計二次備課教學資源1.硬件資源：

-投影儀、計算機、白板等教學設(shè)備；

-物理實驗器材，如彈簧振子、自由落體裝置等；

-學生分組實驗所需的基礎(chǔ)測量工具。

2.軟件資源：

-課本配套教學課件；

-相關(guān)教學視頻和動畫資源；

-物理仿真軟件，用于模擬能量守恒過程。

3.課程平臺：

-學校課程管理系統(tǒng)，發(fā)布教學通知、教案和課件；

-在線討論平臺，便于學生提問、交流和討論。

4.信息化資源：

-電子版的教科書和教學輔導(dǎo)資料；

-教學相關(guān)的電子文獻和學術(shù)文章；

-網(wǎng)絡(luò)物理教育資源，如教育網(wǎng)站的教學資源。

5.教學手段：

-授課結(jié)合多媒體演示，如PPT、視頻等；

-實驗教學，包括演示實驗和學生分組實驗；

-小組合作學習，促進學生互動交流；

-問題導(dǎo)向?qū)W習（PBL），培養(yǎng)學生解決問題的能力。教學過程設(shè)計1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標：激發(fā)學生興趣，引導(dǎo)學生關(guān)注能量守恒定律的實際意義。

過程：通過展示生活中能量守恒的實例，如太陽能電池板、電動汽車等，引發(fā)學生對能量守恒的思考。提問：“我們身邊有哪些能量守恒的例子？”讓學生分享自己的觀察和思考。

2.知識講解（10分鐘）

目標：使學生理解能量守恒定律的基本原理和適用條件。

過程：依據(jù)課本內(nèi)容，講解能量守恒定律的定義、表達式和適用范圍。通過圖示和動畫，形象地展示能量守恒的過程，幫助學生建立概念。

3.案例分析（20分鐘）

目標：培養(yǎng)學生運用能量守恒定律分析解決實際問題的能力。

過程：分析課本中的案例，如彈簧振子、自由落體等，引導(dǎo)學生運用能量守恒定律進行問題分析。同時，進行課堂討論，讓學生分享解題思路和技巧。

4.學生小組討論（10分鐘）

目標：提高學生的合作能力和問題解決能力。

過程：將學生分為小組，針對教材中的習題進行討論。鼓勵小組成員相互交流，共同解決問題。教師巡回指導(dǎo)，解答學生的疑問。

5.課堂展示與點評（15分鐘）

目標：鞏固所學知識，提高學生的表達能力和自信心。

過程：邀請各小組代表展示解題過程和答案，其他學生認真聽講并進行點評。教師點評學生的解答，強調(diào)關(guān)鍵點和注意事項。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標：幫助學生梳理所學內(nèi)容，鞏固知識點。

過程：教師簡要回顧本節(jié)課的重點內(nèi)容，強調(diào)能量守恒定律在實際問題中的應(yīng)用。提醒學生注意課后復(fù)習和作業(yè)完成，為下一節(jié)課的學習打下基礎(chǔ)。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：

-《物理學史》中關(guān)于能量守恒定律的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展的篇章；

-《能源與環(huán)境保護》相關(guān)章節(jié)，了解能量守恒在可持續(xù)發(fā)展中的作用；

-《現(xiàn)代科技與能量守恒》科普文章，介紹能量守恒在現(xiàn)代科技領(lǐng)域的應(yīng)用；

-《物理學家傳記》中關(guān)于能量守恒定律發(fā)現(xiàn)者的故事，激發(fā)學生對科學研究的興趣。

2.鼓勵學生進行課后自主學習和探究：

-研究能量守恒定律在自然界和日常生活中的應(yīng)用，如生物體內(nèi)能量轉(zhuǎn)換、可再生能源利用等；

-探究能量守恒定律在現(xiàn)代技術(shù)中的應(yīng)用，如太陽能電池、核能發(fā)電等；

-分析能源浪費和過度消費對環(huán)境的影響，探討如何運用能量守恒原則實現(xiàn)節(jié)能減排；

-學習能量守恒定律在物理學其他領(lǐng)域（如熱力學、電磁學等）的應(yīng)用，拓展知識面；

-研究歷史上能量守恒定律的爭議和辯論，了解科學發(fā)展的曲折過程；

-通過網(wǎng)絡(luò)資源、圖書館等途徑，查找與能量守恒相關(guān)的學術(shù)論文和科研進展。反思改進措施（一）教學特色創(chuàng)新

1.在教學過程中，我嘗試將生活實例與物理知識緊密結(jié)合，通過引入太陽能電池、電動汽車等現(xiàn)代科技產(chǎn)品，讓學生感受到能量守恒定律的實際意義和應(yīng)用，提高了學生的學習興趣。

2.我在課堂上采用了小組合作學習的方式，鼓勵學生相互交流、共同解決問題，這不僅增強了學生的團隊合作意識，也提高了他們的問題解決能力。

（二）存在主要問題

1.在教學組織方面，我發(fā)現(xiàn)部分學生在小組討論時參與度不高，可能是因為對討論主題不感興趣或缺乏足夠的背景知識。

2.在教學方法上，我意識到自己在引導(dǎo)學生深入理解能量守恒定律的內(nèi)涵方面做得不夠，需要尋找更有效的教學策略來加深學生的理解。

（三）改進措施

針對上述問題，我計劃采取以下改進措施：

1.在組織小組討論時，我會更加注意分配討論題目，確保題目既能貼近生活，又能激發(fā)學生的興趣。同時，我會提前為學生提供相關(guān)背景資料，幫助他們更好地參與到討論中來。

2.我將嘗試引入更多的教學策略，如通過物理實驗、模擬演示等直觀的教學手段，幫助學生更深入地理解能量守恒定律的原理和應(yīng)用。

3.在教學評價方面，我會更加關(guān)注學生的學習過程，及時給予反饋，幫助學生明確自己的學習進度和需要改進的地方。典型例題講解例題1：

一個質(zhì)量為m的物體從高度h自由落下，不考慮空氣阻力，求物體落地時的速度v。

解答：

根據(jù)能量守恒定律，物體在高度h處的勢能等于落地時的動能。

勢能：E_p=mgh

動能：E_k=1/2mv^2

由于能量守恒，E_p=E_k，所以有：

mgh=1/2mv^2

解得：

v=√(2gh)

例題2：

一個質(zhì)量為m的物體從靜止開始沿著光滑的斜面下滑，斜面傾角為θ，求物體滑到斜面底部時的速度v。

解答：

同樣根據(jù)能量守恒定律，物體在斜面頂部的勢能等于滑到斜面底部時的動能。

勢能：E_p=mgh

動能：E_k=1/2mv^2

由于能量守恒，E_p=E_k，所以有：

mgh=1/2mv^2

由于h=Lsinθ，L為斜面長度，代入上式得：

mgLsinθ=1/2mv^2

解得：

v=√(2gLsinθ)

例題3：

一個彈性勢能為E的彈簧振子，在平衡位置釋放，求物體到達最遠點時的速度v。

解答：

彈簧振子的彈性勢能轉(zhuǎn)化為物體的動能。

彈性勢能：E_p=E

動能：E_k=1/2mv^2

由于能量守恒，E_p=E_k，所以有：

E=1/2mv^2

解得：

v=√(2E/m)

例題4：

一個質(zhì)量為m的物體在水平面上受到一個恒力F的作用，從靜止開始加速運動，求物體在力F作用下的位移s。

解答：

力F對物體做功，將轉(zhuǎn)化為物體的動能。

功：W=Fs

動能：E_k=1/2mv^2

由于能量守恒，W=E_k，所以有：

Fs=1/2mv^2

由于v^2=2as，代入上式得：

Fs=1/2mas

解得：

s=F/2m*t^2（其中t為物體受力F作用的時間）

例題5：

一個質(zhì)量為m的物體從高度h自由落下，同時受到一個與速度成正比的空氣阻力kv（k為比例常數(shù)），求物體落地時的速度v。

解答：

考慮空氣阻力，物體在高度h處的勢能轉(zhuǎn)化為落地時的動能和克服空氣阻力所做的功。

勢能：E_p=mgh

動能：E_k=1/2mv^2

空氣阻力做的功：W=∫(kv)ds，從0到s

由于能量守恒，E_p=E_k+W，所以有：

mgh=1/2mv^2+∫(kv)ds

考慮到s與v的關(guān)系，ds=vdt，代入上式得：

mgh=1/2mv^2+∫(kv^2)dt

解這個微分方程，得到物體落地時的速度v。作業(yè)布置與反饋作業(yè)布置：

1.完成課本習題第7章第1節(jié)第1-5題，鞏固能量守恒定律的基本原理和應(yīng)用。

2.分析下列實際問題，運用能量守恒定律進行求解：

-一個質(zhì)量為m的物體從高度h自由落下，同時受到一個與速度平方成正比的空氣阻力kv^2（k為比例常數(shù)），求物體落地時的速度v。

-一個質(zhì)量為m的物體從靜止開始沿著光滑的斜面下滑，斜面傾角為θ，同時受到一個與速度成正比的空氣阻力kv（k為比例常數(shù)），求物體滑到斜面底部時的速度v。

3.撰寫一篇小論文，探討能量守恒定律在現(xiàn)代社會中的應(yīng)用，例如在可再生能源、環(huán)境保護等方面的作用。

作業(yè)反饋：

1.對課本習題的完成情況進行批改，指出學生在解題過程中存在的問題，如計算錯誤、概念不清等，并給出改進建議。

2.對分析題的完成情況進行批改，關(guān)注學生是否能夠正確運用能量守恒定律進行問題分析，指出存在的問題，如分析思路不清晰、解題步驟不完整等，并給出改進建議。

3.對小論文的完成情況進行批改，關(guān)注學生是否能夠結(jié)合所學知識進行深入思考，如論文結(jié)構(gòu)是否合理、論述是否充分等，并給出改進建議。板書設(shè)計1.能量守恒定律的基本原理

-定義：能量守恒定律是指在一個封閉系統(tǒng)中，能量不能被創(chuàng)造或消滅，只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形