2024-2025學(xué)年新教材高中物理 第八章 4 機(jī)械能守恒定律教案 新人教版必修2

2024-2025學(xué)年新教材高中物理第八章4機(jī)械能守恒定律教案新人教版必修2學(xué)校授課教師課時(shí)授課班級(jí)授課地點(diǎn)教具課程基本信息1.課程名稱：高中物理第八章機(jī)械能守恒定律

2.教學(xué)年級(jí)和班級(jí)：2024-2025學(xué)年，高中二年級(jí)一班

3.授課時(shí)間：2024年10月15日

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：45分鐘

本節(jié)課將結(jié)合課本內(nèi)容，深入講解機(jī)械能守恒定律，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)和例題讓學(xué)生充分理解和掌握該定律。同時(shí)，通過(guò)實(shí)際問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。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)，包括物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和科學(xué)態(tài)度。通過(guò)學(xué)習(xí)機(jī)械能守恒定律，學(xué)生將能夠建立正確的物理觀念，運(yùn)用科學(xué)思維分析問(wèn)題和解決問(wèn)題，通過(guò)實(shí)驗(yàn)和例題探究機(jī)械能守恒的原理，培養(yǎng)科學(xué)探究能力。同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物理學(xué)的熱愛和好奇心，培養(yǎng)他們積極思考、勇于探索的科學(xué)態(tài)度。重點(diǎn)難點(diǎn)及解決辦法三、重點(diǎn)難點(diǎn)及解決辦法

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本節(jié)課的重點(diǎn)是機(jī)械能守恒定律的推導(dǎo)和應(yīng)用，難點(diǎn)在于理解守恒定律的條件和判斷機(jī)械能是否守恒的方法。

為了解決這一難點(diǎn)，將通過(guò)實(shí)驗(yàn)演示和動(dòng)畫模擬，讓學(xué)生直觀地感受機(jī)械能的轉(zhuǎn)化，從而理解守恒定律的本質(zhì)。同時(shí)，通過(guò)具體的例題和練習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用守恒定律解決實(shí)際問(wèn)題，加深對(duì)定律的理解和應(yīng)用。

對(duì)于重點(diǎn)，將通過(guò)講解和互動(dòng)討論的方式，讓學(xué)生逐步掌握機(jī)械能守恒定律的推導(dǎo)過(guò)程，并能夠運(yùn)用該定律分析復(fù)雜的物理情景。同時(shí)，通過(guò)小組合作和探究活動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題，提高他們的物理思維和科學(xué)探究能力。教學(xué)資源```

軟硬件資源：實(shí)驗(yàn)室設(shè)備（如滑輪組、小車等）、多媒體投影儀、白板、教學(xué)黑板、粉筆。

課程平臺(tái)：無(wú)需使用課程平臺(tái)。

信息化資源：PPT演示文稿、動(dòng)畫模擬視頻、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理軟件。

教學(xué)手段：講解、實(shí)驗(yàn)演示、動(dòng)畫展示、例題解析、小組討論、互動(dòng)提問(wèn)、練習(xí)鞏固。

```教學(xué)過(guò)程準(zhǔn)備工作：提前準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)室設(shè)備、PPT演示文稿、動(dòng)畫模擬視頻等教學(xué)資源。

1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

通過(guò)回顧上節(jié)課的內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)動(dòng)能和重力勢(shì)能的概念。接著，提出本節(jié)課的主題——機(jī)械能守恒定律，并提問(wèn)：“你們認(rèn)為在什么情況下，機(jī)械能會(huì)守恒呢？”激發(fā)學(xué)生的思考和興趣。

2.探究機(jī)械能守恒定律（15分鐘）

安排學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，使用滑輪組、小車等設(shè)備，測(cè)量不同高度下小車的速度，記錄數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，引導(dǎo)學(xué)生注意觀察和記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和實(shí)驗(yàn)操作能力。

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，分享實(shí)驗(yàn)結(jié)果和觀察到的現(xiàn)象。引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與機(jī)械能守恒定律的關(guān)系，從而推導(dǎo)出機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式。

3.講解機(jī)械能守恒定律（15分鐘）

對(duì)機(jī)械能守恒定律進(jìn)行詳細(xì)的講解，包括定律的定義、條件、適用范圍等。通過(guò)PPT演示文稿和動(dòng)畫模擬視頻，讓學(xué)生更直觀地理解機(jī)械能守恒的過(guò)程，提高學(xué)生的科學(xué)思維能力。

4.例題解析與應(yīng)用（15分鐘）

選取具有代表性的例題，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用機(jī)械能守恒定律進(jìn)行分析和解答。在解答過(guò)程中，注意引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注解題思路和方法，培養(yǎng)學(xué)生的解決問(wèn)題能力。

此外，還可以安排學(xué)生進(jìn)行小組討論，探討機(jī)械能守恒定律在實(shí)際問(wèn)題中的應(yīng)用，進(jìn)一步鞏固所學(xué)知識(shí)。

5.課堂小結(jié)與作業(yè)布置（5分鐘）

對(duì)本節(jié)課的主要內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，強(qiáng)調(diào)機(jī)械能守恒定律的重要性和應(yīng)用范圍。然后，布置課后作業(yè)，要求學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，鞏固課堂所學(xué)。

6.課后反思與總結(jié)（課后自主完成）

要求學(xué)生在本節(jié)課結(jié)束后，對(duì)自己的學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行反思和總結(jié)，包括對(duì)機(jī)械能守恒定律的理解、實(shí)驗(yàn)操作、例題解答等方面。通過(guò)反思和總結(jié)，提高學(xué)生的自我認(rèn)知和自我提升能力。

整節(jié)課結(jié)束后，教師應(yīng)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行全面評(píng)價(jià)，針對(duì)學(xué)生的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行有針對(duì)性的輔導(dǎo)，提高學(xué)生的物理學(xué)科素養(yǎng)。教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

(1)物理實(shí)驗(yàn)：除了課堂上的實(shí)驗(yàn)，還可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行家庭實(shí)驗(yàn)，如使用日常物品驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。

(2)科普讀物：推薦學(xué)生閱讀關(guān)于機(jī)械能守恒定律的科普讀物，如《物理的奧秘》、《機(jī)械能守恒定律的發(fā)現(xiàn)與發(fā)展》等。

(3)在線課程：推薦學(xué)生觀看在線課程，如可汗學(xué)院、網(wǎng)易公開課等平臺(tái)上的相關(guān)課程。

(4)學(xué)術(shù)論文：引導(dǎo)學(xué)生閱讀關(guān)于機(jī)械能守恒定律的學(xué)術(shù)論文，了解該領(lǐng)域的最新研究動(dòng)態(tài)。

2.拓展建議：

(1)開展家庭實(shí)驗(yàn)：鼓勵(lì)學(xué)生利用家里的物品，如氣球、小車等，進(jìn)行機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生可以親身體驗(yàn)和觀察機(jī)械能的轉(zhuǎn)化，加深對(duì)定律的理解。

(2)制作科普讀物閱讀報(bào)告：學(xué)生可以選擇一本關(guān)于機(jī)械能守恒定律的科普讀物進(jìn)行閱讀，并撰寫閱讀報(bào)告，分享自己的學(xué)習(xí)心得和感悟。

(3)觀看在線課程：學(xué)生可以利用課余時(shí)間觀看相關(guān)在線課程，了解機(jī)械能守恒定律的更多知識(shí)點(diǎn)和應(yīng)用，提高自己的物理素養(yǎng)。

(4)撰寫學(xué)術(shù)論文讀后感：學(xué)生可以選取一篇關(guān)于機(jī)械能守恒定律的學(xué)術(shù)論文進(jìn)行閱讀，并撰寫讀后感，分析論文的研究方法、結(jié)論等，提高自己的學(xué)術(shù)素養(yǎng)。板書設(shè)計(jì)1.機(jī)械能守恒定律的定義與條件

-定義：系統(tǒng)的總機(jī)械能（動(dòng)能+勢(shì)能）在只有重力或彈力做功的情況下保持不變。

-條件：只有重力或彈力做功；系統(tǒng)初始和末狀態(tài)的機(jī)械能相等。

2.機(jī)械能守恒定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式

-動(dòng)能增加量=勢(shì)能減少量

-勢(shì)能增加量=動(dòng)能減少量

3.機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用

-分析物體在受力作用下的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，判斷機(jī)械能的變化。

-應(yīng)用實(shí)例：自由落體運(yùn)動(dòng)、拋體運(yùn)動(dòng)、擺動(dòng)等。

板書設(shè)計(jì)要求簡(jiǎn)潔明了，通過(guò)關(guān)鍵詞和句子的組合，突出本節(jié)課的重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)。同時(shí)，為了增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，可以在板書中加入一些圖形、符號(hào)或顏色標(biāo)注，使得板書更具藝術(shù)性和趣味性。例如，可以使用不同顏色的粉筆標(biāo)注機(jī)械能守恒定律的不同部分，或者在板書中加入相關(guān)的物理實(shí)驗(yàn)圖片，幫助學(xué)生更好地理解和記憶。反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.實(shí)驗(yàn)與理論相結(jié)合：在教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)實(shí)驗(yàn)演示和理論講解的結(jié)合，使學(xué)生能夠更直觀地理解機(jī)械能守恒定律。例如，在講解機(jī)械能守恒定律之前，先進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察，讓學(xué)生親眼看到小球從高處滾下后能繼續(xù)上滑，從而引發(fā)學(xué)生對(duì)機(jī)械能守恒的思考。

2.例題與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合：在講解機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用時(shí)，選擇與學(xué)生生活實(shí)際相關(guān)的例題，如滑梯、跳水等，讓學(xué)生能夠更好地理解并應(yīng)用所學(xué)知識(shí)。

3.小組討論與個(gè)人思考相結(jié)合：在課堂中，組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)表自己的觀點(diǎn)和思考，培養(yǎng)學(xué)生的合作意識(shí)和團(tuán)隊(duì)精神。同時(shí)，也給予學(xué)生個(gè)人思考的時(shí)間，鼓勵(lì)學(xué)生提出問(wèn)題并嘗試解答。

（二）存在主要問(wèn)題

1.學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的理解和掌握程度不夠，需要加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的指導(dǎo)和解說(shuō)，確保學(xué)生能夠正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并觀察到相應(yīng)的現(xiàn)象。

2.在講解例題時(shí)，發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生對(duì)于機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用還存在一定的困難，需要進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)分析實(shí)例來(lái)理解和掌握該定律的應(yīng)用方法。

（三）改進(jìn)措施

1.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)操作的指導(dǎo)和解說(shuō)：在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，要詳細(xì)講解實(shí)驗(yàn)步驟和操作方法，確保學(xué)生能夠正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，要引導(dǎo)學(xué)生注意觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并與機(jī)械能守恒定律進(jìn)行聯(lián)系，加深對(duì)定律的理解。

2.引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)例理解和應(yīng)用機(jī)械能守恒定律：在講解例題時(shí)，要引導(dǎo)學(xué)生先分析實(shí)例中物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，然后運(yùn)用機(jī)械能守恒定律進(jìn)行解答。通過(guò)這種方式，讓學(xué)生能夠更好地理解機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用方法，并能夠?qū)⑵溥\(yùn)用到解決實(shí)際問(wèn)題中。典型例題講解本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了機(jī)械能守恒定律，現(xiàn)在我們來(lái)通過(guò)一些典型例題來(lái)鞏固所學(xué)知識(shí)。

例題1：

一只小球從高處自由落下，不計(jì)空氣阻力。求小球落地時(shí)的速度。

解答：

根據(jù)機(jī)械能守恒定律，小球的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，即$mgh=\frac{1}{2}mv^2$。解得$v=\sqrt{2gh}$。

例題2：

一個(gè)物體從高度$h$處沿斜面滑下，斜面與水平面的夾角為$\theta$，物體沿斜面的加速度為$a$。求物體滑到斜面底部時(shí)的速度。

解答：

物體在斜面上的重力分解為平行于斜面的分力$mg\sin\theta$和垂直于斜面的分力$mg\cos\theta$。根據(jù)機(jī)械能守恒定律，$mg\sin\theta\cdotl=\frac{1}{2}mv^2$，其中$l$為物體在斜面上的位移。解得$v=\sqrt{2g\sin\theta\cdotl}$。

例題3：

一個(gè)擺鐘在平衡位置$A$處釋放，擺動(dòng)過(guò)程中不計(jì)空氣阻力。求擺鐘從$A$處擺到最低點(diǎn)$B$時(shí)的速度。

解答：

擺鐘在平衡位置$A$處的勢(shì)能為$mgh_A$，在最低點(diǎn)$B$處的勢(shì)能為$mgh_B$。根據(jù)機(jī)械能守恒定律，$mgh_A=\frac{1}{2}mv^2+\frac{1}{2}I\omega^2$，其中$I$為擺鐘的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，$\omega$為擺鐘的角速度。由于擺鐘在$A$處釋放時(shí)速度為零，所以$\frac{1}{2}I\omega^2=0$。因此，$mgh_A=\frac{1}{2}mv^2$，解得$v=\sqrt{2gh_A}$。

例題4：

一個(gè)物體在水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑為$r$，速度為$v$。求物體在圓周上某一點(diǎn)受到的向心力。

解答：

物體在圓周上的動(dòng)能為$\frac{1}{2}mv^2$，勢(shì)能為零。根據(jù)機(jī)械能守恒定律，動(dòng)能等于向心力做的功，即$\frac{1}{2}mv^2=F_c\cdot2\pir$。解得$F_c=\frac{mv^2}{2\pir}$。