2024-2025學(xué)年高中物理 第一章 功和功率 第1節(jié) 機(jī)械功教案 魯科版必修2

2024-2025學(xué)年高中物理第一章功和功率第1節(jié)機(jī)械功教案魯科版必修2學(xué)校授課教師課時(shí)授課班級(jí)授課地點(diǎn)教具教材分析本節(jié)內(nèi)容為2024-2025學(xué)年高中物理第一章功和功率的第1節(jié)機(jī)械功教案，人教版選修3-3。本節(jié)內(nèi)容主要介紹了機(jī)械功的概念、計(jì)算方法以及與功率的關(guān)系。通過(guò)本節(jié)的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)掌握機(jī)械功的基本概念，能夠運(yùn)用公式計(jì)算簡(jiǎn)單機(jī)械的功，并理解功與功率的聯(lián)系。

本節(jié)課內(nèi)容與生活實(shí)際緊密相連，通過(guò)舉例讓學(xué)生了解機(jī)械功在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)，本節(jié)課為后續(xù)學(xué)習(xí)功率、機(jī)械能等概念打下基礎(chǔ)，對(duì)于整個(gè)物理學(xué)科的學(xué)習(xí)具有重要意義。

在教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)注意引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)觀察、思考、討論等方式，培養(yǎng)學(xué)生的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。同時(shí)，通過(guò)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生的實(shí)踐操作能力，使學(xué)生在實(shí)踐中感受物理學(xué)的魅力。核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，主要包括物理觀念、科學(xué)思維、實(shí)驗(yàn)操作和科學(xué)態(tài)度四個(gè)方面。

1.物理觀念：通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，使學(xué)生建立正確的機(jī)械功觀念，理解功的概念及其在實(shí)際問(wèn)題中的應(yīng)用。

2.科學(xué)思維：培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)方法分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，能夠運(yùn)用功的計(jì)算公式解決實(shí)際問(wèn)題。

3.實(shí)驗(yàn)操作：通過(guò)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生的實(shí)踐操作能力，使學(xué)生在實(shí)踐中感受物理學(xué)的魅力。

4.科學(xué)態(tài)度：培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)、勇于探究的科學(xué)態(tài)度，對(duì)物理學(xué)保持濃厚的興趣。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識(shí)：在學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容之前，學(xué)生應(yīng)已掌握初中物理中關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)的基本概念，如力的作用效果、運(yùn)動(dòng)和靜止的相對(duì)性等。同時(shí)，學(xué)生應(yīng)具備一定的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，能夠進(jìn)行簡(jiǎn)單的代數(shù)運(yùn)算。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：高中生對(duì)物理學(xué)習(xí)具有較高的興趣，尤其是對(duì)與實(shí)際生活密切相關(guān)的功和功率等概念。在學(xué)習(xí)能力方面，學(xué)生具備較強(qiáng)的邏輯思維能力和問(wèn)題解決能力。在學(xué)習(xí)風(fēng)格上，學(xué)生更傾向于通過(guò)實(shí)驗(yàn)和實(shí)例來(lái)理解抽象的物理概念。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：在本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生可能對(duì)機(jī)械功的概念和計(jì)算方法產(chǎn)生困惑，尤其是功的計(jì)算公式的應(yīng)用。此外，學(xué)生可能對(duì)功與功率的關(guān)系理解不夠深刻，難以將其應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題中。此外，部分學(xué)生可能對(duì)實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中的數(shù)據(jù)處理和分析存在困難。教學(xué)方法與手段1.教學(xué)方法：

（1）講授法：通過(guò)講解機(jī)械功的概念、計(jì)算方法和功與功率的關(guān)系，使學(xué)生掌握基本知識(shí)。

（2）討論法：組織學(xué)生就實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行討論，培養(yǎng)學(xué)生的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

（3）實(shí)驗(yàn)法：引導(dǎo)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)操作，提高學(xué)生的實(shí)踐操作能力，使學(xué)生在實(shí)踐中感受物理學(xué)的魅力。

2.教學(xué)手段：

（1）多媒體設(shè)備：利用多媒體課件展示機(jī)械功的實(shí)例和計(jì)算過(guò)程，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（2）教學(xué)軟件：運(yùn)用教學(xué)軟件進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生直觀地理解機(jī)械功的概念。

（3）在線互動(dòng)平臺(tái)：通過(guò)在線互動(dòng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生之間的交流與合作，促進(jìn)學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)。教學(xué)過(guò)程1.導(dǎo)入新課

大家好，今天我們要學(xué)習(xí)的是高中物理第一章功和功率的第一節(jié)機(jī)械功。在導(dǎo)入新課之前，請(qǐng)大家回想一下，我們?cè)诔踔须A段學(xué)習(xí)的力和運(yùn)動(dòng)的知識(shí)，以及力和運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系。力的作用效果有哪些？運(yùn)動(dòng)的種類及其特點(diǎn)是什么？請(qǐng)大家回顧一下，我們稍后進(jìn)行交流。

2.探究機(jī)械功的概念

現(xiàn)在，請(qǐng)大家打開課本，翻到第1節(jié)的內(nèi)容。我們首先來(lái)探究機(jī)械功的概念。請(qǐng)大家閱讀課本第1自然段，并思考以下問(wèn)題：

（1）什么是機(jī)械功？

（2）機(jī)械功的計(jì)算公式是什么？

請(qǐng)大家閱讀后，同桌之間互相討論一下，并嘗試回答上述問(wèn)題。好的，請(qǐng)同學(xué)們停止討論。現(xiàn)在我來(lái)給大家講解機(jī)械功的概念和計(jì)算方法。

機(jī)械功是指力對(duì)物體做功的能力，它是一個(gè)標(biāo)量。機(jī)械功的計(jì)算公式為：W=F×s×cosθ，其中W表示機(jī)械功，F(xiàn)表示力，s表示力的作用點(diǎn)的位移，θ表示力和位移之間的夾角。當(dāng)力和位移的方向相同時(shí)，夾角θ為0度，此時(shí)cosθ為1，機(jī)械功等于力乘以位移；當(dāng)力和位移的方向垂直時(shí)，夾角θ為90度，此時(shí)cosθ為0，機(jī)械功為0。

3.理解功與功率的關(guān)系

（1）什么是功率？

（2）功率的計(jì)算公式是什么？

請(qǐng)大家閱讀后，同桌之間互相討論一下，并嘗試回答上述問(wèn)題。好的，請(qǐng)同學(xué)們停止討論?，F(xiàn)在我來(lái)給大家講解功率的概念和計(jì)算方法。

功率是指單位時(shí)間內(nèi)做功的能力，它是一個(gè)標(biāo)量。功率的計(jì)算公式為：P=W/t，其中P表示功率，W表示機(jī)械功，t表示時(shí)間。功率的大小反映了做功的快慢。當(dāng)物體在單位時(shí)間內(nèi)完成的功越多，功率就越大。

4.應(yīng)用實(shí)例分析

現(xiàn)在，我們來(lái)分析一下實(shí)際問(wèn)題中的機(jī)械功和功率。請(qǐng)大家閱讀課本第3自然段，并思考以下問(wèn)題：

（1）在實(shí)例中，物體受到的力是多少？

（2）物體的位移是多少？

（3）夾角θ是多少？

（4）根據(jù)機(jī)械功的計(jì)算公式，物體所做的機(jī)械功是多少？

（5）根據(jù)功率的計(jì)算公式，物體所做功的功率是多少？

請(qǐng)大家閱讀后，同桌之間互相討論一下，并嘗試回答上述問(wèn)題。好的，請(qǐng)同學(xué)們停止討論?，F(xiàn)在我來(lái)給大家講解這個(gè)實(shí)例的分析過(guò)程。

首先，我們根據(jù)實(shí)例中給出的數(shù)據(jù)，計(jì)算出物體受到的力是10N，物體的位移是5m，夾角θ是30度。然后，我們根據(jù)機(jī)械功的計(jì)算公式W=F×s×cosθ，將數(shù)據(jù)代入公式，得到物體所做的機(jī)械功是25J。最后，我們根據(jù)功率的計(jì)算公式P=W/t，將機(jī)械功25J和時(shí)間1s代入公式，得到物體所做功的功率是25W。

5.課堂小結(jié)

6.作業(yè)布置

請(qǐng)大家課后完成課本第4頁(yè)的練習(xí)題，并預(yù)習(xí)下一節(jié)內(nèi)容。下節(jié)課我們將繼續(xù)學(xué)習(xí)功和功率的相關(guān)知識(shí)。

謝謝大家的積極參與，今天我們就學(xué)習(xí)到這里。再見！教學(xué)資源拓展1.拓展資源

（1）科普文章：力的作用效果與機(jī)械功的關(guān)系

本文介紹力的作用效果與機(jī)械功之間的關(guān)系，通過(guò)實(shí)例分析，讓學(xué)生更好地理解機(jī)械功的概念和計(jì)算方法。

（2）視頻資源：物體運(yùn)動(dòng)與力的關(guān)系

（3）實(shí)驗(yàn)器材：力學(xué)實(shí)驗(yàn)套件

力學(xué)實(shí)驗(yàn)套件包括彈簧測(cè)力計(jì)、滑輪組、鉤碼等，可用于開展力學(xué)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親自動(dòng)手操作，提高實(shí)踐操作能力。

2.拓展建議

（1）在學(xué)習(xí)本節(jié)課之前，請(qǐng)學(xué)生閱讀科普文章《力的作用效果與機(jī)械功的關(guān)系》，了解力的作用效果與機(jī)械功之間的關(guān)系，為課堂學(xué)習(xí)做好鋪墊。

（2）課堂上，請(qǐng)學(xué)生觀看視頻資源《物體運(yùn)動(dòng)與力的關(guān)系》，直觀地了解力的作用效果，有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（3）課后，學(xué)生可以利用力學(xué)實(shí)驗(yàn)套件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，親自動(dòng)手操作，加深對(duì)力學(xué)知識(shí)的理解。

（4）學(xué)生可以查閱相關(guān)資料，了解機(jī)械功在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用，例如：機(jī)械手表、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)等，從而提高學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力。

（5）學(xué)生可以嘗試解決一些與機(jī)械功和功率有關(guān)的實(shí)際問(wèn)題，例如：計(jì)算升降機(jī)的功率、分析自行車爬坡時(shí)的機(jī)械功等，提高學(xué)生的解決問(wèn)題能力。板書設(shè)計(jì)1.重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：

-機(jī)械功的概念及計(jì)算公式：W=F×s×cosθ

-功率的概念及計(jì)算公式：P=W/t

-功與功率的關(guān)系

2.關(guān)鍵詞：

-機(jī)械功、功率、力、位移、時(shí)間、夾角、做功、快慢

3.板書設(shè)計(jì)：

```

機(jī)械功

---------

|W=F×s×cosθ|

---------

功率

---------

|P=W/t|

---------

功與功率關(guān)系

---------

|W:P|

---------

```

說(shuō)明：

-板書設(shè)計(jì)采用了簡(jiǎn)潔的線條和關(guān)鍵詞，突出重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)和詞句，便于學(xué)生理解和記憶。

-通過(guò)對(duì)比的方式，展示機(jī)械功和功率的計(jì)算公式，有助于學(xué)生區(qū)分和掌握兩個(gè)概念。

-在板書設(shè)計(jì)中，使用了符號(hào)“：”來(lái)表示功與功率的關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生思考和探究?jī)烧咧g的聯(lián)系。

-板書設(shè)計(jì)具有一定的藝術(shù)性和趣味性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性。課后作業(yè)1.請(qǐng)用公式計(jì)算以下實(shí)例中的機(jī)械功和功率：

實(shí)例1：一個(gè)人用力推一輛停車的汽車，推力為200N，移動(dòng)了5m，推力的方向與移動(dòng)方向相同。

實(shí)例2：一輛汽車以60km/h的速度勻速行駛，行駛了30min。

答案：

實(shí)例1：W=F×s×cosθ=200N×5m×cos0°=1000J；P=W/t=1000J/(30min×60s/min)≈16.67W。

實(shí)例2：W=F×s×cosθ=0（因?yàn)樵谒椒较蛏蠜](méi)有力的作用）；P=W/t=0/(30min×60s/min)=0W。

2.請(qǐng)分析以下實(shí)例中的機(jī)械功和功率：

實(shí)例3：一部電梯重2000kg，上升10層，每層高度為3m。電梯的牽引力為1000N。

實(shí)例4：一個(gè)人用10N的力提起一件重50N的物體，提起了2s。

答案：

實(shí)例3：W=F×s×cosθ=1000N×10×3m×cos180°=-30000J（因?yàn)殡娞萆仙龝r(shí)，力的方向與位移方向相反，所以?shī)A角θ為180°）；P=W/t=-30000J/2s=-15000W。

實(shí)例4：W=F×s×cosθ=10N×50N×cos180°=-500J（因?yàn)樘崞鹞矬w時(shí)，力的方向與位移方向相反，所以?shī)A角θ為180°）；P=W/t=-500J/2s=-250W。

3.請(qǐng)計(jì)算以下實(shí)例中的機(jī)械功和功率：

實(shí)例5：一輛汽車以80km/h的速度行駛，行駛了40min，汽車受到的阻力為200N。

實(shí)例6：一個(gè)人用力拉住一輛滑動(dòng)的滑板車，拉力為40N，滑板車滑行了10m，拉力的方向與滑行方向相同。

答案：

實(shí)例5：W=F×s×cosθ=-200N×(80km/h×40min×1000m/km×60s/min)×cos180°=-4.8×10^7J；P=W/t=-4.8×10^7J/(40min×60s/min)=-2×10^5W。

實(shí)例6：W=F×s×cosθ=40N×10m×cos0°=400J；P=W/t=400J/10s=40W。

4.請(qǐng)分析以下實(shí)例中的機(jī)械功和功率：

實(shí)例7：一個(gè)人用力推一門重200N的門，推力為50N，門移動(dòng)了4m，推力的方向與移動(dòng)方向相同。

實(shí)例8：一輛電梯以4m/s的速度上升，上升了10層，每層高度為3m。電梯的牽引力為1000N。

答案：

實(shí)例7：W=F×s×cosθ=50N×4m×cos0°=200J；P=W/t=200J/(10s)=20W。

實(shí)例8：W=F×s×cosθ=1000N×10×3m×cos30°=2.5×10^4J；P=W/t=2.5×10^4J/(10×30s)=250W。

5.請(qǐng)計(jì)算以下實(shí)例中的機(jī)械功和功率：

實(shí)例9：一個(gè)人用60N的力拉住一根繩子，繩子另一端懸掛著重200N的物體，拉力的方向與重力的方向垂直。

實(shí)例10：一輛汽車以30km/h的速度行駛，行駛了1h，汽車受到的阻力為400N。

答案：

實(shí)例9：W=F×s×cosθ=60N×200N×cos90°=0J（因?yàn)槔Φ姆较蚺c重力的方向垂直，所以?shī)A角θ為90°，cosθ為0）；P=W/t=0J/(1h×3600s/h)=0W。

實(shí)例10：W=F×s×cosθ=-400N×(30km/h×1h×1000m/km×3600s/h)×cos180°=-4.32×10^6J；P=W/t=-4.32×10^6J/(1h×3600s/h)=-1200W。教學(xué)評(píng)價(jià)與反饋1.課堂表現(xiàn)：通過(guò)觀察學(xué)生的參與程度、回答問(wèn)題的積極性以及與同學(xué)的互動(dòng)情況，可以評(píng)價(jià)學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)。學(xué)生的表現(xiàn)可以反映出他們對(duì)本節(jié)課內(nèi)容的理解和興趣程度。

2.小組討論成果展示：通過(guò)學(xué)生小組討論的成果展示，可以評(píng)價(jià)學(xué)生在團(tuán)隊(duì)合作、分析和解決問(wèn)題方面的能力。學(xué)生需要能夠清晰地表達(dá)自己的觀點(diǎn)，并且能夠與其他小組成員進(jìn)行有效的溝通。

3.隨堂測(cè)試：通過(guò)隨堂測(cè)試，可以評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)機(jī)械功和功率概念的理解程度以及計(jì)算能力。測(cè)試題型可以包括選擇題、填空題和計(jì)算題，以確保學(xué)生能夠全面掌握本節(jié)課的內(nèi)容。

4.作業(yè)完成情況：通過(guò)檢查學(xué)生作業(yè)的完成情況，可以評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)機(jī)械功和功率概念的應(yīng)用能力。學(xué)生需要能夠正確地應(yīng)用計(jì)算公式，并且能夠解決實(shí)際問(wèn)題。

5.教師評(píng)價(jià)與反饋：針對(duì)學(xué)生的課堂表現(xiàn)、小組討論成果展示、隨堂測(cè)試和作業(yè)完成情況，教師需要給予及時(shí)的評(píng)價(jià)和反饋。教師需要指出學(xué)生的優(yōu)點(diǎn)和不足，并提出改進(jìn)的建議。同時(shí)，教師也需要鼓勵(lì)學(xué)生積極地參與課堂活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性。教學(xué)反思首先，我感到很滿意的是學(xué)生的課堂表現(xiàn)。大多數(shù)學(xué)生都能積極參與課堂討論，對(duì)機(jī)械功和功率的概念表現(xiàn)出濃厚的興趣。他們提出了一些很好的問(wèn)題，如“為什么功率的大小反映了做功的快慢？”和“在實(shí)際應(yīng)用中，如何計(jì)算機(jī)械功？”這些問(wèn)題反映了學(xué)生對(duì)概念的理解和思考，也促使我更深入地解釋和探討這些概念。

其次，我注意到學(xué)生在小組討論中表現(xiàn)出很強(qiáng)的團(tuán)隊(duì)合作精神。他們能夠積極地交流觀點(diǎn)，共同解決問(wèn)題。這種團(tuán)隊(duì)合作能力的培養(yǎng)對(duì)于學(xué)生的整體發(fā)展非常重要，我應(yīng)該在未來(lái)的