2024-2025學年高中物理 第四章 機械能和能源 第3節(jié) 探究外力做功與物體動能變化的關(guān)系教案1 粵教版必修2

2024-2025學年高中物理第四章機械能和能源第3節(jié)探究外力做功與物體動能變化的關(guān)系教案1粵教版必修2主備人備課成員教學內(nèi)容2024-2025學年高中物理第四章機械能和能源第3節(jié)“探究外力做功與物體動能變化的關(guān)系”，以粵教版必修2為教材。本節(jié)課內(nèi)容主要包括：物體動能的表達式及其變化、外力做功的計算方法、外力做功與物體動能變化的關(guān)系。通過實驗和理論分析，讓學生掌握以下知識點：

1.動能的表達式及其物理意義；

2.外力做功的計算方法；

3.探究外力做功與物體動能變化的關(guān)系；

4.應用動能定理解決實際問題。核心素養(yǎng)目標1.科學探究：培養(yǎng)學生運用物理知識分析物體動能變化與外力做功關(guān)系的探究能力；

2.物理觀念：形成對動能、功的概念及它們之間關(guān)系的深刻理解；

3.科學思維：訓練學生運用數(shù)學工具描述物理過程，提高邏輯推理和數(shù)據(jù)分析能力；

4.科學態(tài)度與責任：激發(fā)學生對物理現(xiàn)象的好奇心，培養(yǎng)尊重事實、嚴謹治學的態(tài)度。教學難點與重點1.教學重點

-動能的表達式及其物理意義的理解；

-外力做功的計算方法及其與物體動能變化的關(guān)系；

-動能定理的應用，特別是在實際問題中的運用。

舉例：通過分析物體在水平面和傾斜面上的運動，強調(diào)動能與速度的平方成正比的關(guān)系；講解外力做功的計算方法，并結(jié)合實際運動軌跡說明如何應用。

2.教學難點

-理解并掌握動能的數(shù)學表達，尤其是速度的平方在動能計算中的作用；

-外力做功與動能變化之間的對應關(guān)系，如何從物理現(xiàn)象中抽象出這一關(guān)系；

-在復雜運動情況下，如何正確應用動能定理進行問題的分析和解決。

舉例：針對學生對速度平方的物理意義理解困難，設計實驗和圖示講解，幫助學生形象理解；針對動能定理的應用難點，通過例題分析，指導學生如何識別外力做功和動能變化的關(guān)系，并應用于實際問題。學具準備多媒體課型新授課教法學法講授法課時第一課時師生互動設計二次備課教學資源1.硬件資源：

-物理實驗室；

-動能實驗裝置（如小車、斜面、滑輪等）；

-計算器或計算機。

2.軟件資源：

-多媒體教學軟件（如PPT、動畫演示等）；

-物理模擬軟件（如物理實驗室模擬軟件）；

-動畫制作軟件（如Flash）。

3.課程平臺：

-在線學習平臺（如學校自建的數(shù)字化學習平臺）；

-教育資源共享平臺。

4.信息化資源：

-網(wǎng)絡教學資源（如數(shù)字化教材、教學視頻等）；

-電子教案和課件；

-在線試題庫。

5.教學手段：

-實驗教學；

-案例分析；

-小組合作學習；

-互動式教學。教學實施過程1.課前自主探索

-教師活動：

發(fā)布預習任務：通過學校在線學習平臺，發(fā)布預習資料，包括動能表達式的推導和應用案例，明確要求學生理解動能的物理意義。

設計預習問題：圍繞“動能如何隨速度變化”設計問題，引導學生思考動能與速度平方的關(guān)系。

監(jiān)控預習進度：通過平臺跟蹤學生的預習情況，確保學生掌握基本概念。

-學生活動：

自主閱讀預習資料：學生閱讀預習資料，初步理解動能公式。

思考預習問題：學生嘗試解釋動能與速度平方的關(guān)系，并記錄疑問。

提交預習成果：學生將預習筆記或疑問通過平臺提交。

-教學方法/手段/資源：

自主學習法：鼓勵學生自主探索，培養(yǎng)預習習慣。

信息技術(shù)手段：利用在線平臺，實現(xiàn)預習資源的共享和進度監(jiān)控。

-作用與目的：

讓學生提前接觸動能概念，為課堂深入學習打下基礎(chǔ)。

培養(yǎng)學生的自主學習能力和問題意識。

2.課中強化技能

-教師活動：

導入新課：通過播放物體加速運動的視頻，引出動能的概念。

講解知識點：詳細講解動能表達式及其與外力做功的關(guān)系，結(jié)合實驗數(shù)據(jù)進行分析。

組織課堂活動：設計小組討論，分析實驗數(shù)據(jù)，探討外力做功與動能變化的關(guān)系。

解答疑問：針對學生的問題，進行個別或集體解答。

-學生活動：

聽講并思考：學生認真聽講，思考動能與外力做功的聯(lián)系。

參與課堂活動：學生在小組內(nèi)討論，共同分析實驗結(jié)果。

提問與討論：學生針對不懂的問題提出疑問，參與課堂討論。

-教學方法/手段/資源：

講授法：通過講解，幫助學生理解動能與外力做功的物理關(guān)系。

實驗活動法：通過實驗，讓學生直觀感受動能變化。

合作學習法：通過小組合作，培養(yǎng)學生的協(xié)作能力。

-作用與目的：

加深學生對動能定理的理解，掌握外力做功的計算方法。

培養(yǎng)學生的實驗操作能力和數(shù)據(jù)分析能力。

3.課后拓展應用

-教師活動：

布置作業(yè)：根據(jù)課堂內(nèi)容，布置相關(guān)習題，鞏固學生對動能定理的理解。

提供拓展資源：推薦相關(guān)物理書籍和在線資源，供學生深入了解動能定理的應用。

反饋作業(yè)情況：及時批改作業(yè)，給予學生個性化反饋。

-學生活動：

完成作業(yè)：學生獨立完成作業(yè)，應用動能定理解決實際問題。

拓展學習：學生利用拓展資源，深化對動能定理應用的理解。

反思總結(jié)：學生對學習過程進行反思，總結(jié)動能定理學習的收獲和不足。

-教學方法/手段/資源：

自主學習法：鼓勵學生自主完成作業(yè)，自主拓展學習。

反思總結(jié)法：引導學生進行自我評價，促進自我提升。

-作用與目的：

鞏固課堂所學知識，提高學生的實際應用能力。

培養(yǎng)學生的自主學習習慣和自我反思能力。學生學習效果1.知識與技能：

-掌握了動能的表達式及其物理意義，能夠理解速度平方在動能計算中的作用；

-學會了外力做功的計算方法，并能將其應用于分析物體動能的變化；

-能夠運用動能定理解決實際問題，具備一定的物理模型分析能力；

-通過實驗操作，提高了實驗數(shù)據(jù)的觀察和分析能力。

2.過程與方法：

-通過自主探索、小組合作、課堂討論等學習方式，培養(yǎng)了自主學習、合作交流和問題解決的能力；

-在實驗過程中，學會了觀察現(xiàn)象、收集數(shù)據(jù)、分析問題，養(yǎng)成了科學探究的習慣；

-通過預習、課堂學習、課后作業(yè)等環(huán)節(jié)，掌握了物理知識的學習方法和策略。

3.情感態(tài)度與價值觀：

-增強了對物理學科的興趣，激發(fā)了學習物理的熱情；

-形成了尊重事實、嚴謹治學的態(tài)度，培養(yǎng)了科學精神和科學素養(yǎng)；

-通過學習物理知識，認識到了物理與生活的緊密聯(lián)系，增強了學以致用的意識。

具體表現(xiàn)在以下方面：

1.知識掌握方面：

-學生能夠熟練地運用動能表達式，計算出物體在不同速度下的動能；

-學生能夠根據(jù)外力做功的計算方法，分析物體在運動過程中動能的變化；

-學生能夠運用動能定理，解決一些簡單的實際問題，如計算物體在斜面上下滑時的速度等。

2.技能提升方面：

-學生在實驗操作過程中，能夠熟練地使用相關(guān)儀器，觀察并記錄實驗數(shù)據(jù)；

-學生能夠根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，分析外力做功與物體動能變化的關(guān)系，并提出自己的觀點；

-學生在課后作業(yè)中，能夠獨立完成相關(guān)習題，提高了解決實際問題的能力。

3.情感態(tài)度方面：

-學生對物理學科產(chǎn)生了濃厚的興趣，表現(xiàn)出強烈的學習積極性；

-學生在學習過程中，形成了良好的學習習慣，如主動預習、課堂認真聽講、課后及時鞏固；

-學生通過學習物理知識，認識到了物理在生活中的應用，提高了學習的實用性。典型例題講解例題1：

一物體質(zhì)量為m，從靜止開始沿水平面加速運動，經(jīng)過一段距離s后，速度達到v。求物體在運動過程中外力做的功。

解答：

由動能定理知，外力做的功等于物體動能的變化量。

物體初始時動能E_k1=0，最終時動能E_k2=1/2*m*v^2。

外力做的功W=E_k2-E_k1=1/2*m*v^2。

例題2：

物體質(zhì)量為m，沿斜面向下滑動，斜面傾角為θ。物體從斜面頂部滑到底部，求外力做的功。

解答：

物體沿斜面下滑過程中，重力做功W_g=m*g*h，其中h為物體下滑的高度，g為重力加速度。

由于斜面傾角為θ，h=s*sinθ，s為物體在斜面上的位移。

外力做的功W=W_g=m*g*s*sinθ。

例題3：

物體質(zhì)量為m，在水平面上受到一個恒力F的作用，從靜止開始加速運動。已知物體在力F作用下移動了距離s，求物體獲得的動能。

解答：

由動能定理知，外力做的功等于物體動能的變化量。

物體初始時動能E_k1=0，外力做的功W=F*s。

物體獲得的動能E_k2=W=F*s。

例題4：

物體質(zhì)量為m，從高度h自由下落。求物體落地瞬間的動能。

解答：

物體自由下落過程中，重力做功W_g=m*g*h，其中g(shù)為重力加速度。

物體落地瞬間的動能E_k=W_g=m*g*h。

例題5：

物體質(zhì)量為m，在水平面上以速度v1沿x軸正方向運動，受到一個恒力F的作用，使得物體在x軸方向上加速度a持續(xù)一段時間t。求物體在力F作用下獲得的動能。

解答：

物體在力F作用下，沿x軸方向上的位移s=v1*t+1/2*a*t^2。

外力做的功W=F*s=F*(v1*t+1/2*a*t^2)。

物體獲得的動能E_k=W=F*(v1*t+1/2*a*t^2)。內(nèi)容邏輯關(guān)系-動能表達式及其物理意義；

-外力做功的計算方法；

-動能定理及其應用。

2.詞與句：

-動能：物體由于運動而具有的能量，表達式為E_k=