2024-2025学年高中物理 第七章 机械能守恒定律 6 实验：探究功与速度变化的关系教案 新人教版必修2

2024-2025学年高中物理第七章机械能守恒定律6实验：探究功与速度变化的关系教案新人教版必修2学校授课教师课时授课班级授课地点教具课程基本信息1.课程名称：高中物理实验课——探究功与速度变化的关系

2.教学年级和班级：高二年级一班

3.授课时间：2024年10月10日

4.教学时数：45分钟

二、教学内容

1.课程背景：学生在学习了机械能守恒定律的基础上，通过实验探究功与速度变化的关系，加深对机械能守恒定律的理解。

2.课程目标：

（1）让学生掌握功的概念和计算方法。

（2）让学生理解速度的变化与功的关系。

（3）培养学生动手实验、观察分析问题的能力。

三、教学过程

1.导入：回顾机械能守恒定律的内容，引导学生思考功与速度变化的关系。

2.实验原理：介绍实验原理，讲解实验步骤。

3.实验操作：学生分组进行实验，教师巡回指导。

4.数据处理：学生根据实验数据，计算功和速度的变化量，分析功与速度变化的关系。

5.结果讨论：学生汇报实验结果，教师引导学生进行分析讨论。

6.总结：总结实验结果，强调功与速度变化的关系。

四、教学评价

1.学生实验操作的正确性。

2.学生数据处理的准确性。

3.学生对功与速度变化关系的理解程度。

五、教学资源

1.实验器材：小车、斜面、尺子、计时器等。

2.教学课件：实验原理、实验步骤、数据分析等。

六、教学注意事项

1.确保实验安全，提醒学生注意实验操作规范。

2.关注学生的个体差异，给予不同程度的学生适当的指导。

3.在讨论环节，鼓励学生发表自己的观点，培养学生的表达能力。核心素养目标1.科学思维：通过实验探究，培养学生的逻辑思维、批判性思维和模型建构能力，使其能够运用科学的方法分析问题、解决问题。

2.科学探究：培养学生运用物理实验方法验证机械能守恒定律的能力，提高学生进行科学探究的技能，如实验设计、数据处理和分析。

3.科学态度与价值观：通过实验和讨论，培养学生尊重事实、追求真理的科学态度，增强学生对物理学科的兴趣和好奇心。

4.科学应用：使学生能够将所学的机械能守恒定律和功的概念运用到实际问题中，提高学生运用物理知识解决实际问题的能力。教学难点与重点1.教学重点

（1）机械能守恒定律的应用：理解机械能守恒定律在不同情境下的应用，如自由落体运动、抛体运动等。

（2）功的概念和计算：掌握功的定义，了解功的计算方法，能够准确计算物体在不同力作用下的功。

（3）速度变化的分析：能够根据物体的初始速度、加速度和作用力等因素分析速度的变化情况。

（4）实验设计和数据处理：掌握实验设计的基本原则，能够合理设置实验参数，熟练进行数据处理和分析。

2.教学难点

（1）机械能守恒定律的微观解释：理解机械能守恒定律在微观层面的解释，即物体内部无非保守力做功时，机械能守恒。

（2）功的计算方法的掌握：对于非直线运动，能够正确运用积分法计算功，理解功的计算中力和位移的对应关系。

（3）实验操作技巧：掌握实验操作中的一些技巧，如如何准确测量斜面的高度、如何减小摩擦力对实验结果的影响等。

（4）数据分析的准确性：能够正确运用图表、图像等方法分析实验数据，理解速度变化与功的关系。

（5）将实验结果与理论相结合：能够将实验结果与机械能守恒定律相结合，深入理解功与速度变化的关系。教学资源1.软硬件资源：

-小车、斜面、尺子、计时器等实验器材。

-实验室电脑、投影仪、白板等。

2.课程平台：

-学校提供的教学管理系统。

3.信息化资源：

-教学课件和教案。

-相关视频资料和在线实验模拟软件。

4.教学手段：

-讲授法：讲解机械能守恒定律、功的概念等理论部分。

-实验法：进行实验操作，观察和记录实验数据。

-讨论法：分组讨论实验结果，分享心得体会。

-提问法：引导学生思考问题，激发学习兴趣。教学流程一、导入新课（用时5分钟）

同学们，今天我们将要学习的是《机械能守恒定律》这一章节。在开始之前，我想先问大家一个问题：“你们在日常生活中是否遇到过物体在没有外力作用下速度不变的情况？”（举例说明）这个问题与我们将要学习的内容密切相关。通过这个问题，我希望能够引起大家的兴趣和好奇心，让我们一同探索机械能守恒定律的奥秘。

二、新课讲授（用时10分钟）

1.理论介绍：首先，我们要了解机械能守恒定律的基本概念。机械能守恒定律是指在一个封闭系统中，机械能（动能和势能的总和）保持不变。这意味着在没有外力做功的情况下，物体的动能和势能之间的转换保持平衡。

2.案例分析：接下来，我们来看一个具体的案例。这个案例展示了机械能守恒定律在实际中的应用，以及它如何帮助我们解决问题。例如，一个自由落体的物体，在没有空气阻力的情况下，其重力势能转化为动能，最终到达地面时的动能等于初始的重力势能。

3.重点难点解析：在讲授过程中，我会特别强调机械能守恒定律和功的概念这两个重点。对于难点部分，我会通过举例和比较来帮助大家理解。

三、实践活动（用时10分钟）

1.分组讨论：学生们将分成若干小组，每组讨论一个与机械能守恒定律相关的实际问题。

2.实验操作：为了加深理解，我们将进行一个简单的实验操作。这个操作将演示机械能守恒定律的基本原理。例如，放置一个物体从斜面滑下，观察和记录物体在不同高度下的速度。

3.成果展示：每个小组将向全班展示他们的讨论成果和实验操作的结果。

四、学生小组讨论（用时10分钟）

1.讨论主题：学生将围绕“机械能守恒定律在实际生活中的应用”这一主题展开讨论。他们将被鼓励提出自己的观点和想法，并与其他小组成员进行交流。

2.引导与启发：在讨论过程中，我将作为一个引导者，帮助学生发现问题、分析问题并解决问题。我会提出一些开放性的问题来启发他们的思考。

3.成果分享：每个小组将选择一名代表来分享他们的讨论成果。这些成果将被记录在黑板上或投影仪上，以便全班都能看到。

五、总结回顾（用时5分钟）

今天的学习，我们了解了机械能守恒定律的基本概念、重要性和应用。同时，我们也通过实践活动和小组讨论加深了对机械能守恒定律的理解。我希望大家能够掌握这些知识点，并在日常生活中灵活运用。最后，如果有任何疑问或不明白的地方，请随时向我提问。教学资源拓展1.拓展资源：

-书籍推荐：《物理学原理》（PHYSICS:PrincipleswithApplications），作者：FrederickK.Lutgens,EdwardJ.Tarbuck。这本书提供了机械能守恒定律的深入理论解释和丰富的实例。

-学术论文：查找有关机械能守恒定律在不同领域应用的学术论文，如工程、物理学等，以扩大学生的知识视野。

-在线课程：推荐学生参加在线开放课程，如Coursera、edX等平台上的相关物理课程。

-科普文章：推荐学生阅读科普文章，如《科学美国人》（ScientificAmerican）等，以加深对物理概念的理解。

2.拓展建议：

-学生可以在家中进行简单的物理实验，如抛物线运动、摆钟等，以加深对机械能守恒定律的理解。

-鼓励学生参加科学竞赛或研究项目，如美国物理竞赛（PhysicsBowl）、青少年科学家竞赛等。

-引导学生关注物理学在日常生活中的应用，如汽车运动、体育运动等，激发学生对物理学的兴趣。

-学生可以尝试阅读物理学科的历史资料，了解机械能守恒定律的发现过程，培养科学思维和批判性思维。

-鼓励学生参加学校的科学俱乐部或研究小组，与同学们一起讨论和探索物理学的奥秘。

-学生可以利用网络资源，如KhanAcademy、YouTube等，观看有关机械能守恒定律的教学视频和演示实验。教学反思今天的物理课讲授了机械能守恒定律，通过实验和讨论，学生们对功与速度变化的关系有了更深入的理解。在教学过程中，我注意到了以下几个方面的问题和反思。

首先，我发现在讲解机械能守恒定律的理论部分时，部分学生对于概念的理解还存在一定的困难。他们对于功的计算和机械能的转换有些混淆。因此，我需要在今后的教学中更加清晰地解释这些概念，通过具体的例子和生活中的现象，帮助学生建立起对功、机械能和速度变化的正确理解。

其次，在进行实验操作时，我发现部分学生对于实验仪器的使用和数据的测量还存在一些问题。有些学生对于如何准确测量斜面的高度、如何减小摩擦力对实验结果的影响等操作技巧还不够熟悉。针对这一点，我计划在下一节课中花一些时间来复习实验仪器的使用和数据处理的方法，让学生在动手实验的过程中更加准确地获取数据。

此外，在学生分组讨论的环节，我注意到有些小组的讨论比较热烈，学生们积极参与，提出了一些很有见地的观点；而有些小组的讨论则相对冷清，学生们显得有些被动。对于这一点，我需要在今后的教学中更加引导学生们积极参与讨论，鼓励他们发表自己的看法，培养他们的表达能力和团队合作精神。

最后，我认识到在教学过程中，我需要不断地调整教学方法和节奏，以适应不同学生的学习需求。对于那些基础比较薄弱的学生，我需要更加耐心地引导他们，给予他们更多的个别辅导；对于那些基础比较好的学生，我则需要提供更多的挑战和拓展，让他们在学习中得到更大的成长。教学评价与反馈1.课堂表现：

-观察学生的参与度和专注程度，了解他们对机械能守恒定律和功的概念的理解程度。

-评估学生对实验操作的掌握情况，包括实验仪器的使用、数据测量和处理等。

-观察学生在小组讨论中的表现，了解他们的团队合作能力和批判性思维。

2.小组讨论成果展示：

-评价学生对“机械能守恒定律在实际生活中的应用”这一主题的讨论深度和广度。

-评估学生对讨论问题的分析、解决问题的能力以及他们的创新思维。

-观察学生们的表达能力和沟通技巧，了解他们是否能够清晰地表达自己的观点。

3.随堂测试：

-通过随堂测试评估学生对机械能守恒定律的基本概念、计算方法和应用的理解程度。

-测试学生对实验数据的处理和分析能力，了解他们对实验结果的理解和应用。

-评估学生对课堂讲授内容的掌握情况，了解他们对重点和难点的理解程度。

4.实验报告：

-评估学生对实验结果的分析和解释，了解他们对机械能守恒定律的理解程度。

-评价学生的实验报告撰写能力，包括实验方法的描述、数据的呈现和分析等。

-观察学生对实验结果的讨论和结论，了解他们的批判性思维和创新能力。

5.教师评价与反馈：

-根据学生的课堂表现、小组讨论成果展示、随堂测试和实验报告，给予学生全面的评价和反馈。

-对学生的优点和进步给予肯定和鼓励，增强他们的自信心和学习动力。

-对于学生的不足和需要改进的地方，给予具体的指导和建议，帮助他们克服难点，提高学习效果。

-与学生进行一对一的交流，了解他们的学习困难和困惑，提供个性化的帮助和支持。

-鼓励学生提出问题和反馈，倾听他们的意见和建议，不断改进教学方法和内容。板书设计①机械能守恒定律的基本概念：动能与势能的转换，无外力作用时保持不变。

②功的概念及其计算方法：力与位移的乘积，非直线运动时需用积分法计算。

③实验设计与数据处理：斜面实验，记录速度变化，分析功与速度的关系。

④艺术性和趣味性：通过图形、图像和色彩，将抽象的物理概念形象化，增加视觉吸引力。

⑤互动环节：设置问题，引导学生思考，激发学生的学习兴趣和主动性。

⑥拓展知识：引入生活中的实例，如跳伞、滑板等，让学生感受机械能守恒定律的应用。重点题型整理1.题目：一个物体从高度为h的斜面下滑，斜面倾角为θ，求物体下滑过程中克服重力所做的功。

答案：物体下滑过程中克服重力所做的功等于重力势能的减少量。根据机械能守恒定律，物体下滑过程中克服重力所做的功W=mgh（m为物体的质量，g为重力加速度，h为物体下落的高度）。

2.题目：一个物体受到两个力的作用，一个力是沿x轴方向，另一个力是沿y轴方向，求这两个力的功。

答案：两个力的功分别为沿x轴方向的力所做的功Wx=Fx*x和沿y轴方向的力所做的功Wy=Fy*y，其中Fx和Fy分别为沿x轴和y轴方向的力的量值，x和y分别为沿x轴和y轴方向的位移。

3.题目：一个物体在水平面上受到一个恒定力的作用，求物体在力作用下移动的距离。

答案：根据牛顿第二定律，物体在恒定力作用下移动的距离s=ut+(1/2)at^2，其中u为物体的