第八章 机械能守恒定律 教学分析 高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

2024《机械能守恒定律》教学分析高一物理必修2第八章——基于“核心素养”“认识路径”“教学活动分层”等视角01020304各节分层教学活动和课时建议

本章的课程标准学习

目录本章教材对比分析本章的地位和作用主题

课标（实验）课标（2017）本章所属主题机械能与能源（必修2的三个主题：机械能与能源、抛体运动与圆周运动、经典力学的成就与局限性）机械能及其守恒定律

（必修2的三个主题：机械能及其守恒定律、曲线运动与万有引力定律、牛顿力学的局限性与相对论初步）01本章课程标准学习1.1主题更聚焦、更明确01本章课程标准学习1.2内容标准内容标准（要求）

课标（实验）6条·1课标（2017）4条·1（1）举例说明功是能量变化的量度，理解功和功率。关心生活和生产中常见机械功率的大小及其意义。例1分析物体移动的方向与力的方向不在一条直线上时力所做的功。例2分析汽车发动机的功率一定时，牵引力与速度的关系。2.1.1理解功和功率。了解生产生活中常见机械的功率大小及其意义。例1分析物体移动的方向与所受力的方向不在一条直线上时，该力所做的功。例2分析汽车发动机的功率一定时，牵引力与速度的关系。变化不大01本章课程标准学习1.2内容标准内容标准（要求）

课标（实验）6条·2课标（2017）4条·2（2）通过实验，探究恒力做功与物体动能变化的关系。理解动能和动能定理。用动能定理解释生活和生产中的现象。例3用打点计时器或光电计时器探究恒力做功与物体动能变化的关系。例4从牛顿第二定律导出动能定理。2.1.2理解动能和动能定理。能用动能定理解释生产生活中的现象。例3根据牛顿第二定律推导出动能定理。删去了实验探究，更侧重演绎推理01本章课程标准学习1.2内容标准内容标准（要求）

课标（实验）6条·3~4课标（2017）4条·3~4（3）理解重力势能。知道重力势能的变化与重力做功的关系。2.1.3理解重力势能，知道重力势能的变化与重力做功的关系。定性了解弹性势能。（4）通过实验，验证机械能守恒定律。理解机械能守恒定律。用机械能守恒定律分析生活和生产中的有关问题。2.1.4通过实验，验证机械能守恒定律。理解机械能守恒定律，体会守恒观念对认识物理规律的重要性。能用机械能守恒定律分析生产生活中的有关问题。明确了解弹性势能、强调守恒思想01本章课程标准学习1.2内容标准内容标准（要求）

课标（实验）6条·5~6课标（2017）（5）了解自然界中存在多种形式的能量。知道能量守恒是最基本、最普遍的自然规律之一。在必修3模块，专门有一个主题——“3.4能源与可持续发展”。在选择性必修3模块，也还涉及了能量的一些内容。（6）通过能量守恒以及能量转化和转移的方向性，认识提高效率的重要性。了解能源与人类生存和社会发展的关系，知道可持续发展的重大意义。例5评价核能为人类带来的好处和可能发生的问题。循序渐进，有所计划，逐步完善能量观念01本章课程标准学习1.3

活动建议活动建议

课标（实验）·2条课标（2017）·1条（1）设计实验，测量人在某种运动中的功率。通过查阅资料、访问有关部门，收集汽车刹车距离与车速关系的数据，用动能定理进行解释。（2）通过查找资料、访问有关部门，收集汽车刹车距离与车速关系的数据，尝试用动能定理进行解释。被删了，还是值得一做01本章课程标准学习1.4教学提示本模块通过实验及理论推导等方法，让学生理解重力势能与重力做功的关系，理解动能定理和机械能守恒定律，学会从机械能转化和守恒的视角分析物理问题，形成初步的能量观念。在应用机械能守恒定律解决问题的过程中，引导学生体会守恒的思想，领悟从守恒的角度分析问题的方法，增强分析和解决问题的能力。体现了核心素养目标；指明了达到目标的路径。01本章课程标准学习能用能量的观点分析和解释常见的有关机械运动问题。能使用证据说明自己的观点，能对关于机械能的一些错误认识提出质疑。会做“探究平抛运动的特点”等实验。能明确实验需要测量的物理量，由此设计实验方案。会使用所提供的实验器材进行实验并获得数据，通过对数据的分析发现其中的特点，进而归纳出实验结论，并尝试对其作出解释。能撰写简单的实验报告。1.5学业要求不是从“知识点”逐个提要求，是思维、方法、探究能力和素养！！01020304各节分层教学活动和课时建议

本章的课程标准学习目录本章教材对比分析本章的地位和作用02本章教材对比分析2.1各版本教材对比鲁科版人教新版教科版粤教版02本章教材对比分析2.1各版本教材对比人教新版上海科学技术（沪科版）上海科技教育（沪教版）02本章教材对比分析2.2人教新旧教材对比人教新版人教旧版后置理性思维、演绎推理的色彩更浓厚02

“能量的转化与功的概念紧密相连”，一个过程存在做功的现象，就必然存在能量转化的现象。本章教材对比分析2.3章（单元）主题02本章教材对比分析在初中基础上进一步认识功和功率，夯实拓展概念2.4各节中心内容通过研究重力做功定义重力势能；功能关系具体化通过研究合力做功定义动能；增加功能关系的实例在只有重力做功的系统内的能量转化，得到机械能守恒的条件；也可以演化为机械能变化的功能关系01020304各节分层教学活动和课时建议

本章的课程标准学习目录本章教材对比分析本章的地位和作用03本章的地位与作用3.1在知识体系中的地位功、机械能(力对空间的累积)动量（力对时间的累积）曲线运动万有引力与航天力的知识运动学知识基础知识基本理论重要应用牛顿运动定律（力与运动的关系）机械振动直线运动……03本章的地位与作用物理观念主要是为学生能量观的发展打好基础。3.2核心素养目标能量观的核心内容是：自然界中一切物质都具有能量；能量有多种形式，能够从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体；在能量转化和转移的过程中，各种形式能量的总量保持不变。……(方向性)学生在初中对功、功率、做功的两个要素、能量等都有一定的认识，对动能和势能之间的相互转化、对守恒思想有一些了解，但对能量的定量表达，对能量守恒的定量表述还不清楚，“功是能量转化的量度”、“守恒思想”有模糊的印象，清晰的物理观念尚未建立。

本章是高中学生建立能量观念的第一章。教材围绕功能关系这一基本线索，逐步帮助学生建立“可以通过做功的多少，定量地研究能量及其相互转化”的观念，进而理解机械能守恒定律。学好本章，将为能量观的建立、完善，后续的学习打下坚实的基础。03本章的地位与作用物理观念主要是为学生能量观的发展打好基础。3.2核心素养目标也会促进物质观、运动与相互作用观的进一步发展、完善。如：单体到多体系统，固体到流体；力在空间上的累积。03本章的地位与作用科学思维演绎推理3.2核心素养目标极限思想03本章的地位与作用科学思维演绎推理3.2核心素养目标极限思想□理论讲解：平均速度和瞬时速度——渗透“极限”（必修1）□实验操作：测速度——用平均速度代表瞬时速度（必修1）□理论推导：用v-t

图象推出匀变速运动位移公式（必修1）□习题巩固：从一张照片估算照相机的曝光时间（必修1）□拓展应用：物体沿曲面下滑时重力做的功（必修2）□拓展应用：推导向心加速度公式（必修2）□拓展应用：弹簧弹力做功的推导（必修2）□拓展应用：论证动能定理适用变力（必修2）系统化、多样化渗透极限方法03本章的地位与作用科学思维演绎推理3.2核心素养目标极限思想守恒思想与其说“机械能守恒”是一个知识点，不如说是一种方法、思维、思想。通过本章学习，让学生对“守恒”有更深的理解，进一步完善、深化其认识自然的思想方法、思维方式。“类比思想”（弹性势能与重力势能）03本章的地位与作用科学探究通过在每节前设置问题情境，使学生基于观察引发思考，培养问题意识。针对实验的关键提出需要注意的问题，提供实验和思考的思路，培养实验设计能力。学生需要评估不同做法的优劣，并选择适当的做法，培养分析与论证的能力。3.2核心素养目标03本章的地位与作用科学态度与责任认识到推理演绎和实验探究的结合，是探索自然主要方法；可以从多个角度认识自然。由此，有自然可探索的自信、探索有方法的自觉。可引申到学习物理这一实践活动。通过对学史的介绍让学生认识到任何一个科学规律的得出都不是一蹴而就的，需要很多科学家的接续努力。好奇心和求索欲对自然科学发展至关重要。将能量观应用于实践（如风能、潮汐发电），培育可持续发展观、环保意识。3.2核心素养目标03本章的地位与作用3.3高考与认识路径2023年北京等级考第11题

例1.分析物体移动的方向与所受力的方向不在一条直线上时，该力所做的功。认识对象：物体；桌面问题表征：文字，图景，公式认识角度：能量观、运动观、作用观认识方式：演绎推理03本章的地位与作用3.3高考与认识路径2023年北京等级考第1题

分子的平均动能

认识对象是气体、大量分子；动能由温度来表征【不同的研究对象，某个物理量的表征可能会不同。本章流体的动能的求解对此有启发意义】。03本章的地位与作用3.3高考与认识路径2023年北京等级考第8题

点电荷的电势能

认识对象是点电荷、等量同种电荷电场；电势能的变化由电场力做功推断。【本章建立起的功能关系观点起到奠基作用】03本章的地位与作用3.3高考与认识路径2023年北京等级考第9题

焦耳热（电热能、内能）

认识对象是导线棒（框）、磁场；要知道焦耳热的本质、表达式，焦耳热和安培力做功的关系等。【本章建立起的能量观起到奠基作用】03本章的地位与作用3.3高考与认识路径2023年北京等级考第14题

光子

光子的动能（可由频率表示）

重力场、守恒本章可视为牛顿力学的进一步展开，既有原有认识方法的具体应用，又促进了认识方法的深入和丰富。【或者说核心素养的提升、认识路径的丰富】本章开启了一个新的“观点”“视角”——能量观；为解决力学问题开辟了新的途经。“能量观”是自然界最基本的规律和最普遍的法则，支配着迄今我们知道的一切自然现象。本章学习具有奠基作用、极为重要。如何在教学实践中，发展学生“能量观”，会做“高考题”，是需要我们认真思考的！03本章的地位与作用小结01020304各节分层教学活动和课时建议

本章的课程标准学习目录本章教材对比分析本章的地位和作用04分层教学活动和课时

分析视角——《平抛运动》教材分析小结（教什么、怎么教）04分层教学活动和课时

分析视角——严为军·《圆周运动》教材分析分层级的（不一定3层级）任务；主要是学生“学的活动”

[任务驱动进阶]04分层教学活动和课时——《平抛运动》教材分析小结（教什么、怎么教）分层任务（创设情境、提出问题）对应的教学活动目标

分析视角04分层教学活动和课时4.0章首语任务：举例说明“一个过程存在做功的现象，就必然存在能量变化的现象”学生活动：阅读教材、观察周边、检索脑海，举出具体实例，说明：什么能变化为什么能，什么力在做功04分层教学活动和课时4.1-1第一节功和功率1任务1*：会求力F

与运动方向成某一角度时所做的功任务2*：理解正功、负功、总功，功是标量任务3**：求重力、弹簧弹力、滑动摩擦力的做功（含变力做功）任务4***：求功的参考系问题（位移如何确定，作用力与反作用力做功情况）04分层教学活动和课时4.1-1第一节功和功率1任务1*：会求力F

与运动方向成某一角度时所做的功学生活动：阅读教材，针对所给情境，思考、检索所学，分析讨论，交流发言，能对力F进行分解，回答为什么能这么分解，得到功的表达式（公式表征）。lFα04分层教学活动和课时4.1-1第一节功和功率1任务2*：理解正功、负功、总功，功是标量学生活动1：可以由教师提出问题“功是标量还是矢量？”学生基于自己脑海中的“判断标量矢量的标准”，结合本节教材提供的情境，进行思考、讨论，领会功有正负。学生活动2：可以由教师提供情境素材（如图），求合力的总功，学生通过自己运算，领会求总功的方法，理解功是标量。543534情境问题：如图甲，两个人拉着砖沿斜面上楼，俯视图如图乙，我们令拉力F1=80N，F2=60N，两力相互垂直，拉力方向平行于斜面，与砖的运动方向夹角分别为α1=37°和α2=53°，砖沿斜面运动了L=5m，（cos37°=0.8，cos53°=0.6）那么，（1）拉力F1和F2各做了多少功？（2）F1和F2的合力做功多少？也可以用下面的情境图甲F2F1

a1a2图乙砖W1=F1lcos37°=320JW2=F2lcos53°=180JF1和F2

的合力F=100N，沿位移方向合力的功W=Flcos0°=500J求总功不符合平行四边形定则！04分层教学活动和课时4.1-1第一节功和功率1任务1*：会求力F

与运动方向成某一角度时所做的功任务2*：理解正功、负功、总功，功是标量任务3**：求重力、弹簧弹力、滑动摩擦力的做功（含变力做功）任务4***：求功的参考系问题（位移如何确定，作用力与反作用力做功情况）√√怎么引入任务3和4呢？04分层教学活动和课时4.1-1第一节功和功率1P75·例题：一个质量为150kg的雪橇，受到与水平方向成37°角斜向上方的拉力，大小为500N，在水平地面上移动的距离为5m。地面对雪橇的阻力为100N，cos37°＝0.8。求各力对雪橇做的总功。

W1=Flcos37°=2000JW2=F阻lcos180°=－500JW总=W1+W2

=1500J求功时一定注意功的正负；求总功时可以先求各力的功，再求代数和。学生活动：完成教材例题，巩固任务成果；并以此为新的问题情境，引出后面任务04分层教学活动和课时4.1-1第一节功和功率1P75·例题：一个质量为150kg的雪橇，受到与水平方向成37°角斜向上方的拉力，大小为500N，在水平地面上移动的距离为5m。地面对雪橇的阻力为100N，cos37°＝0.8。求各力对雪橇做的总功。

W1=Flcos37°=2000JW2=F阻lcos180°=－500JW总=W1+W2

=1500J若F=500N不变，l=5m不变，F做功会变吗？不变！某力做功与其它力、运动状态无关学生活动：完成教材例题，巩固任务成果；并以此为新的问题情境，引出后面任务04分层教学活动和课时重力总是不做功吗？支持力总是不做功吗？有哪些可能？（滑动）摩擦力总是做负功吗？有哪些可能？弹力（弹簧弹力）做功如何求？向心力做功如何求？万有引力做功如何求？……不妨以已经熟悉的性质力为线索，对它们的做功做讨论，加深对功的理解，也加深对力的理解。过渡·发散发问学生活动：基于此题的情境，发散发问04分层教学活动和课时4.1-1第一节功和功率1任务1*：会求力F

与运动方向成某一角度时所做的功任务2*：理解正功、负功、总功，功是标量任务3**：求重力、弹簧弹力、滑动摩擦力的做功（含变力做功）任务4***：求功的参考系问题（位移如何确定，作用力与反作用力做功情况）√√04分层教学活动和课时4.1-1第一节功和功率1任务3**：求重力、弹簧弹力、滑动摩擦力的做功（含变力做功）重力做功的特点

教材P82【第二节，可前置】·2图8.2-7中的几个斜面，它们的高度相同、倾角不同。让质量相同的物体沿斜面从顶端运动到底端。试根据功的定义计算沿不同斜面运动时重力做的功，它的大小与斜面的倾角是否有关？GG1G2θlhθαWG=GlcosαWG=GlsinθWG=Gh重力做功与斜面倾角无关，取决于初末位置的高度差学生活动：完成教材习题，领悟重力做功的特点04分层教学活动和课时4.1-1第一节功和功率1任务3**：求重力、弹簧弹力、滑动摩擦力的做功（含变力做功）弹簧弹力做功特点见学探诊P78·补充弹性势能·1

x1x2F1F2可由面积求弹簧弹力的功其实是积分也可以用平均值求F学生活动：完成探诊习题，领悟弹簧弹力做功的特点04分层教学活动和课时4.1-1第一节功和功率1任务3**：求重力、弹簧弹力、滑动摩擦力的做功（含变力做功）若求拉力对弹簧的功；位移l如何取？F图中Δl不是“弹簧”的位移；是作用点的位移。由此，W=Flcosα中的l更确切说，是力的作用点的位移。有时物体的位移和作用点位移不是一回事。弹簧弹力做功特点04用恒力F通过动滑轮将物体水平向右拉动x，则此过程中恒力F做______功FxAA2x2Fx等效法：力F通过绳子拉物块，相当于有2F，物块位移x，做功2Fx。Fαx'α'α若恒力F与水平成α角，水平向右拉动x，则此过程中恒力F做______功等效法：Fx（1+cosα）

力的作用点的另一个例子分层教学活动和课时04分层教学活动和课时4.1-1第一节功和功率1任务3**：求重力、弹簧弹力、滑动摩擦力的做功（含变力做功）滑动摩擦力做功特点在例题中：－F阻l若往复一次呢?若往复n次呢?－2F阻l在平面内曲线运动呢?俯视更多类似情境：－F阻s对地的f'：W'=0－

F阻2nl－F阻s学生活动：反思例题情境，探索滑动摩擦力做功特点04分层教学活动和课时4.1-1第一节功和功率1任务3**：求重力、弹簧弹力、滑动摩擦力的做功（含变力做功）滑动摩擦力做功特点ff'fv2f'x1x2对木块做功W1=－f·x1对木板做功W2=f'·x2=f·x2一对滑动摩擦力做功：W

=－f·(x1－x2)=

－

f·ΔsΔx以木板为参考系，W1=－f·Δx？做功确实是要考虑参考系的！一般取地面！=－f·Δxv1v04分层教学活动和课时4.1-1第一节功和功率1任务3**：求重力、弹簧弹力、滑动摩擦力的做功（含变力做功）1.重力做功：取决于高度差，有WG=Gh=mgh，当然也可以负功

3.滑动摩擦力：①若总与运动方向相反（或相同）、大小不变，W=±fs

②一对滑动摩擦力：W=－f·Δs，与参考系无关

注：①l一般是力的作用点的对地位移

②一对相互作用力做功，可以各种情况，而非一定一正一负、等大任务4***：求功的参考系问题（位移如何确定，作用力与反作用力做功情况）√√04分层教学活动和课时4.1-1第一节功和功率1*更多的问题任务：（1）万有引力做功怎么求？rArB

OAB04分层教学活动和课时4.1-2第一节功和功率2任务1*：功率的一般理解（定义，平均功率和瞬时功率，P=Fv

cosα）任务2*：由P=Fv

分析机车功率、速度、牵引力等情况任务3**：机车启动的两种情况分析任务4***：设计测量人做某种运动的功率的方案学生活动：阅读教材，回顾原有知识；推导P=Fvcosα学生活动：做教材“思考与讨论”“例题”……学生活动：由老师创设问题情境，学生参与分析、讨论、交流【后详】学生活动：可完成学探诊P76第10题等，课堂交流04分层教学活动和课时4.1-2第一节功和功率2任务3**：机车启动的两种情况分析问题情境：汽车质量为m，额定功率为Pe，在水平长直路面上从静止开始运动，设行驶中受到恒定的阻力为

f。（1）汽车以恒定功率Pe运动，能达到的最大速度vm=？（2）若汽车从开始即以加速度a做匀加速运动，汽车能保持匀加速运动的最长时间tm是多少？（3）汽车在tm后，加速度和速度分别怎样变化？如果公路足够长，汽车最后的速度是多大？04分层教学活动和课时4.1-2第一节功和功率2任务3**：机车启动的两种情况分析F牵f1.恒定功率①加速度减小的加速运动FvaPe=FvF-f=maa与v同向匀速a=0

②公式表达vtOvm③图像表达04分层教学活动和课时4.1-2第一节功和功率2任务3**：机车启动的两种情况分析①先匀加速至额定功率，之后加速度减小的匀加速②公式表达FvaP=FvF-f=ma匀加速P=Pe以Pe运动达vʹmvʹm=atm

vtOvmvʹm③图像表达2.恒定加速度04分层教学活动和课时4.1-2第一节功和功率2*更多的问题任务：（1）牵引力是什么？（2）静摩擦力不做功，平地上滚动的足球为何停下？（动能去哪了？）f从整体看，后轮的静摩擦力f0是牵引力从做功看，以地面为参考系，f0的作用点在其存续期间，并未发生位移，所以此处静摩擦力不会做正功，前轮的静摩擦力也不会做负功。可见：认为汽车牵引力（或阻力）是静摩擦力、足球滚动时只受静摩擦力，都有不妥之处。实际上，足球和粗糙平面都不能是绝对刚性，在接触时要发生形变。为方便，只认为地面形变，滚动时，前方地面要陇起，如图。N会做功（其实是N和G的力偶矩-滚动摩擦-会做功）类似，“牵引力”的实质是一个驱动力矩做功等效的外力。——汤玉林文章参考战永杰彭家骥《高中物理专题分析（上）》f004分层教学活动和课时4.2-1第二节1重力势能任务1*：会求物体从A位置到B位置（倾斜面）过程中，重力做的功任务2*：基于任务1，从功能关系角度定义重力势能，得到表达式任务3*：理解重力势能的相对性和系统性任务4**：能用微元法求物体沿曲面滑下时重力做的功任务5**：理解定义重力势能（势能）的条件04分层教学活动和课时4.2-1第二节1重力势能任务1*：会求物体从A位置到B位置（倾斜面）过程中，重力做的功任务2*：基于任务1，从功能关系角度定义重力势能，得到表达式任务3*：理解重力势能的相对性和系统性学生活动：阅读教材，运用功的定义，纸笔书写，推导得到WG=mgΔh；【前面已讲】学生活动：阅读教材，说出WG=mgh1-mgh1=－Δ(mgh)蕴含的深刻内涵：功等于mgh的差（变化），mgh是某种能量，回顾初中知识，说出是“重力势能”。【需教师引导】学生活动：阅读教材，结合情境图，理解相对性；利用假设法，理解系统性。04分层教学活动和课时摘自郭震仑先生《高中物理备课理讲义》理解重力势能相对性4.2-1第二节1重力势能04理解重力势能系统性hg4.2-1第二节1重力势能分层教学活动和课时m重力势04分层教学活动和课时4.2-1第二节1重力势能任务1*：会求物体从A位置到B位置（倾斜面）过程中，重力做的功任务2*：基于任务1，从功能关系角度定义重力势能，得到表达式任务3*：理解重力势能的相对性和系统性任务4**：能用微元法求物体沿曲面滑下时重力做的功任务5**：理解定义重力势能（势能）的条件√√√04分层教学活动和课时4.2-1第二节1重力势能任务4**：能用微元法求物体沿曲面滑下时重力做的功学生活动：阅读教材，基于图景，运用微元法进行推理论述求解Δh1h2h1mgABΔh2Δh3A1A2A3Δh任务5**：理解定义重力势能（势能）的条件04分层教学活动和课时4.2-1第二节1重力势能任务4**：能用微元法求物体沿曲面滑下时重力做的功任务5**：理解定义重力势能（势能）的条件学生活动：阅读教材，完成“思考与讨论”；思考一道高考题涉及的对应情境。04分层教学活动和课时4.2-1第二节1重力势能04分层教学活动和课时4.2-1第二节1重力势能【2015年北京卷第23题】如图所示，弹簧的一端固定，另一端连接一个物块，弹簧质量不计，物块（可视为质点）的质量为m，在水平桌面上沿x轴运动，与桌面间的动摩擦因数为μ，以弹簧原长时物块的位置为坐标原点O，当弹簧的伸长量为x时，物块所受弹簧弹力大小为F=kx，k为常量。⑴请画出F随x变化的示意图；并根据F-x图像求物块沿x轴从O点运动到位置x的过程中弹力所做的功。⑵物块由x1向右运动到x3，然后由x3返回到x2，在这个过程中，a．求弹力所做的功，并据此求弹性势能的变化量；b．求滑动摩擦力所做的功；并与弹力做功比较，说明为什么不存在与摩擦力对应的“摩擦力势能”的概念。Ox1x2x3x04分层教学活动和课时4.2-2第二节2弹性势能任务1*：知道弹性势能任务2**：求弹簧弹力做的功（微元法、图像法）任务3***：基于任务2，从功能关系角度定义弹性势能，得到表达式学生活动：阅读教材，基于实验或经验事实，知道形变物体由于会对外做功，存在弹性势能。前面已讲

04分层教学活动和课时*更多的问题任务：（2）弹性势能一定为正吗？4.2第二节（1）引力势能表达式如何？为何和重力势能表达式完全不同？（3）还有哪些形式的势能？

xEP0xEP0x0摘自缪钟英罗启蕙《力学问题讨论》分子势能、电势能等04分层教学活动和课时4.3-1第三节

动能和动能定理任务1*：利用牛顿第二定律和运动学公式推导功和速度关系任务2*：基于任务1，从功能关系角度定义动能；知道动能表达式任务3*：基于任务1，理解动能定理的表达式，知道各量的含义任务4*：会使用动能定理求解“单质点单过程”问题04分层教学活动和课时4.3-1第三节

动能和动能定理任务1*：利用牛顿第二定律和运动学公式推导功和速度关系任务2*：基于任务1，从功能关系角度定义动能；知道动能表达式任务3*：基于任务1，理解动能定理的表达式，知道各量的含义学生活动：阅读教材，基于教材情境（老师可拓展，如加f、变抛物线

），调用运动学公式、牛顿第二定律、功的定义式等原有知识进行论述推导，得到功和速度的关系；并利用功能关系、动能决定因素等原有的认知，判断动能的定量表达式。初步领会功是力在空间的累积。进一步感悟“功和能”的关系。

WG=mgh1-mgh1=－Δ(mgh)

04分层教学活动和课时4.3-1第三节

动能和动能定理任务1*：利用牛顿第二定律和运动学公式推导功和速度关系任务2*：基于任务1，从功能关系角度定义动能；知道动能表达式任务3*：基于任务1，理解动能定理的表达式，知道各量的含义任务4*：会使用动能定理求解“单质点单过程”问题√√√学生活动：做题（如教材例题1、课后题3/4、第5节例题【摆】、探诊P82·12题……）；总结出使用动能定理解题的一般步骤和注意事项。04分层教学活动和课时4.3-1第三节

动能和动能定理任务4*：会使用动能定理求解“单质点单过程”问题学生活动：做题（如教材例题1、课后题3/4、第5节例题【摆】、探诊P82·12题……）；总结出使用动能定理解题的一般步骤和注意事项。一般步骤：①选择研究对象②受力分析、运动分析、功和能分析③按动能定理列式④求解讨论。（一般力学题都是这个步骤）注意事项：①确定好初末状态②不遗漏功③功注意功的正负摘自郭震仑先生《高中物理备课理讲义》04分层教学活动和课时4.3-2第三节

动能和动能定理任务2**：会求流体动能（进一步理解流体住模型）任务1**：更深入理解动能定理（变力、曲线、全程、结合图像……）学生活动：通过做各种类型题，完成以上两个任务。【章末B组·3题】变力、曲线：本节探诊·第2题【论述论证】教材节后·5【踢足球】、章末B组·1【摆球】探诊·11【机车变力】、13【向心运动】全程（多过程）：本节例题2【打夯】、章末B组·4【斜面平面对接】本节探诊·第7/8题等结合v-t图：章末B组·2/本节探诊·第9题【v-t】、探诊诊断反馈（二）·5【Ek-x】04分层教学活动和课时*更多的问题任务：（2）多体的动能定理（质点组动能定理）？（3）动能定理与参考系4.3第三节

动能和动能定理（1）功和动能概念建立的历史？W外+W内=ΔEk总

①动能定理在惯性系中成立②对于惯性系之间的变换，动能定理具有协变性③在非惯性系中需计入惯性力的功参考缪钟英罗启蕙《力学问题讨论》04分层教学活动和课时4.4-1第四节机械能守恒定律任务1*：初步领会引入能量概念的意义任务2*：认识物体在不同运动过程中势能和动能的转化任务3**：研究物体沿光滑曲面运动过程中动能和势能的变化，得出机械能守恒定律，知道表达式。任务4**：知道机械能守恒的条件，能判断所研究情境中机械能是否守恒；会用守恒律求解相关问题。体会“守恒”是一种思想方法。学生活动：读教材、做探诊题（第四节·1）、谈体会学生活动：读教材（包括“思考与讨论”）、看实验、知实例、能描述学生活动：读教材、重现/复述教材推理过程、完成“思考与讨论【重力做负功】”学生活动：读教材、理解基础上记忆机械能守恒定律内容。做题（教材例题、节后习题1/3……），总结出使用机械能守恒定律解题的一般步骤和注意事项。04分层教学活动和课时任务1**：研究弹簧弹力参与的物体运动过程中动能和弹性势能的变化，推理得出机械能守恒定律。任务2**：研究重力和弹簧弹力参与的物体运动过程中动能和势能的变化，推理得出机械能守恒定律。任务3**：研究有摩擦力参与的物体运动过程中机械能的变化，推理得出功能原理（物体系的机械能定理），进而领会机械能守恒的条件，丰富功能关系。任务4**：在多个物体构成的较复杂情境中使用机械能守恒定律。任务5**：在流体情境中应用机械能概念和能量转化规律（能量观）。4.4-2第四节机械能守恒定律04分层教学活动和课时任务1**：研究弹簧弹力参与的物体运动过程中动能和弹性势能的变化，推理得出机械能守恒定律。任务2**：研究重力和弹簧弹力参与的物体运动过程中动能和势能的变化，推理得出机械能守恒定律。任务3**：研究有摩擦力参与的物体运动过程中机械能的变化，推理得出功能原理（机械能定理），进而领会机械能守恒的条件，丰富功能关系。任务4**：在多个物体构成的较复杂情境中使用机械能守恒定律。任务5**：在流体情境中应用机械能概念和能量转化规律（能量观）。4.4-2第四节机械能守恒定律学生活动：做教材和探诊题（第四节·4【滑轮小球】/6【水柱】）、章末B组6/7……）学生活动：由教师创设情境（习题），学生在具体情境中推理、演算得到相关结论04分层教学活动和课时*更多的问题任务：（1）机械能守恒的条件到底是什么？（2）机械能守恒定律与参考系4.4第四节机械能守恒定律结论：在某一参考系中机械能守恒的过程，在另一（惯性）参考系中不一定守恒。参考缪钟英罗启蕙《力学问题讨论》参考战永杰彭家骥《高中物理专题分析（上）》参考洪安生《中学物理教学中的100个科学性问题》04分层教学活动和课时4.5第五节实验：……任务1*：领会验证机械能守恒定律的“实验思路”（含物理量测量、数据分析）任务2*：会用打点计时器在“重锤下落”过程中验证机械能守恒定律任务4**：会用光电门在“物块沿气垫导轨斜面下滑”过程中验证机械能守恒定律任务5***：能利用Tracker等手段在更多情境中，设计验证机械能守恒定律的方案任务3*：评估、反思实验，如，误差分析、优劣对错判断……04分层教学活动和课时4.5第五节实验：……任务1*：领会验证机械能守恒定律的“实验思路”（含物理量测量、数据分析）任务2*：会用打点计时器在“重锤下落”过程中验证机械能守恒定律任务4**：会用光电门在“物块沿气垫导轨斜面下滑”过程中验证机械能守恒定律任务5***：能利用Tracker等手段在更多情境中，设计验证机械能守恒定律的方案任务3*：评估、反思实验，如，误差分析、优劣对错判断……学生活动：阅读教材、看懂实验原理，知道实验步骤。老师可以提供实验视频，让学生观看，以更清楚如何操作。进实验室，进行实际操作，获得纸带数据，进行数据分析，完成探诊上对应的实验报告。完成探诊的“问题与讨论”。学生活动：组成实验小组，完成设计验证机械能守恒定律的方案，进行实际操作，完成自己设计的实验，课堂上汇报、交流实验情况。04分层教学活动和课时章末小结-功能关系力学综合任务1：总结本章所涉及的“功能关系”，加深对功是能量转化路径、量度的理解学生活动：回答老师的提问“本章的一条核心主线是‘做功的过程是能量转化的过程，功是能量转化的量度’，请回顾本章涉及哪些能量的转化？对应何种力做功？写出相应的‘功能关系’”。可参看学探诊P73“8、功能关系总结”。ΔEpG=－WGΔEp弹=－W弹ΔEk=W合ΔE机=W除重弹

任务2：会综合使用目前所学的力学规律解决问题学生活动：做题，讲题【是让学生讲】04分层教学活动建议小结任务的量、内容、层级划分都带有“经验”性质，供参考；一定结合自己学生情况确定“任务”，不必“贪多”。任务一定要让学生去做，通过学生的活动（阅读教材、看做实验、讨论、做推理演绎、做习题……）完成任务，老师起组织引导、判决裁定作用，不可由老师一味灌输、独自完成“任务”。任务设计合理到位，符合学生最近发展区，坚持让学生自主完成任务。久久为功，一定会有成效。分层教学活动和课时04分层教学活动和课时课时安排第一单元第一节功和功率2~3课时第二单元第二节重力势能1~2课时第三节动能和动能定理2~4课时第三单元第四节机械能守恒定律2~3课时第五节实验：验证机械能守恒定律1~2课时章末综合功能关系力学综合2课时2.单元测试+讲评共2课时1.新课和习题课（也是深化理解，不是为了熟练）共10~14课时3.按学校学生实际确定课时，不过分追求“熟练掌握”。2024北京市西城区教育研修学院谢谢大家！附录“认识路径”简介认识对象认识角度问题表征认识方式物理学认识路径，是指面对物理现象或问题情境时，从物理学视角对客观事物的本质属性、内在规律及其相互关系的认识过程中所使用的结构化、系统化思维模式或程序。构成要素包括问题表征、认识对象、认识角度、认识方式四个方面，关系如图所示。认识对象(研究对象和所处场景)问题表征(建模、文字、公式、图像)认识角度(物质观、作用观、能量观)认识方式(实验和理论、思想方法)张玉峰,姚建欣.物理学认识路径模型建构及其应用研究[J].中学物理,2023,41(01):张玉峰,陈征,魏红祥等.物理学认识路径的构建[J].物理,2021,50(11):如何论证变力、曲线条件下动能定理成立情境：物体受到的力F是变力且作曲线运动,小球在A、B两点的速度分别为v1、v2，研究各物理量之间的关系。…………ABvAvBv1v2v3v4v5v6…图景公式A原长Bv2v1含弹簧弹力的机械能守恒定律和机械能定理证明A原长Bv1v2hh2h1A原长Bv1v2hh2h1F动能-重力势能一些可能的方案斜面上运动-光电门（DIS系统）动能-重力势能测得通过挡光片时速度v

内置光电门挡光片挡光片不同高度

h

一些可能的方案摆-光电门动能-弹性势能初始位置弹簧原长度x0光电门位置x1

x2

测出滑块通过光电门时弹簧伸长量x和速度v一些可能的方案弹簧振子-光电门重力势能-弹性势能力传感器最高点Fmaxv=0最低点Fminv=0

一些可能的方案弹簧振子-力传感器摆-Tracker软件一些可能的方案动能-重力势能rArBOAB将AB间分成足够多的小段，如AA1、A1A2、…、AnB先计算物体m在各小段运动时引力所做的功，然后求和并取极限。

……

微元法求引力的功rArBOAB

引力势能

引力做功也与路径无关，取决于初末位置引力做负功，引力势能减小

hROA引力势能和重力势能

EpGA=mgh

根据势能定义，当高度变化时，视作恒力的重力做功，相应的势能是要