2024-2025學(xué)年新教材高中物理 第4章 牛頓運動定律 素養(yǎng)培優(yōu)課4 動力學(xué)中的三類典型問題教案 粵教版必修第一冊

2024-2025學(xué)年新教材高中物理第4章牛頓運動定律素養(yǎng)培優(yōu)課4動力學(xué)中的三類典型問題教案粵教版必修第一冊主備人備課成員教材分析本節(jié)課為人教版物理必修1第五章“能量與守恒”，主要內(nèi)容包括能量的守恒定律、各種形式的能量及其相互轉(zhuǎn)化。本節(jié)課旨在讓學(xué)生理解能量守恒的概念，掌握能量守恒定律，并能夠運用能量守恒定律解決實際問題。

教學(xué)對象為高一年級學(xué)生，他們已經(jīng)學(xué)習(xí)了物理基礎(chǔ)知識，具備一定的實驗操作能力和問題解決能力。但在能量概念的理解、能量守恒定律的應(yīng)用方面還需加強。因此，在教學(xué)過程中，我將結(jié)合課本內(nèi)容，通過講解、實驗、討論等方式，幫助學(xué)生深入理解能量守恒定律，提高他們的科學(xué)素養(yǎng)。

教學(xué)內(nèi)容主要包括三個部分：能量守恒定律的提出、能量守恒定律的證明及應(yīng)用、生活中的能量守恒現(xiàn)象。在教學(xué)過程中，我將引導(dǎo)學(xué)生通過觀察實驗、分析數(shù)據(jù)、討論問題等方式，逐步理解能量守恒定律，并能夠運用該定律解釋生活中的能量轉(zhuǎn)化現(xiàn)象。

教學(xué)方法上，我將采用問題驅(qū)動法、實驗觀察法、小組討論法等，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高他們的參與度和動手能力。同時，注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和團隊協(xié)作能力，使他們在學(xué)習(xí)過程中能夠更好地理解和掌握能量守恒的知識。

教學(xué)評價方面，我將采用課堂問答、實驗報告、小組討論等方式進(jìn)行，及時了解學(xué)生對能量守恒知識的理解和掌握情況，為下一步的教學(xué)提供參考。核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力、物理觀念和科學(xué)思維。通過學(xué)習(xí)能量守恒定律，學(xué)生將能夠建立和運用物理觀念，理解各種能量形式及其相互轉(zhuǎn)化，掌握能量守恒定律并應(yīng)用于解決實際問題。同時，通過實驗觀察和小組討論，學(xué)生將培養(yǎng)科學(xué)探究能力，學(xué)會與他人合作、交流，并能夠提出問題、分析問題和解決問題。此外，通過觀察和分析生活中的能量守恒現(xiàn)象，學(xué)生將能夠?qū)⑽锢碇R與生活實際相結(jié)合，培養(yǎng)應(yīng)用物理知識解決實際問題的能力。教學(xué)難點與重點1.教學(xué)重點

（1）能量守恒定律的內(nèi)容及其表述方式。

（2）各種能量形式及其相互轉(zhuǎn)化的規(guī)律。

（3）能量守恒定律在實際問題中的應(yīng)用。

（4）實驗觀察和數(shù)據(jù)分析的能力。

2.教學(xué)難點

（1）能量守恒定律的理解和表述。部分學(xué)生可能對能量守恒的概念理解不深，不能準(zhǔn)確表述能量守恒定律。

（2）各種能量形式及其相互轉(zhuǎn)化的規(guī)律。學(xué)生可能對不同能量形式之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系理解不清，難以把握能量轉(zhuǎn)化的本質(zhì)。

（3）能量守恒定律在實際問題中的應(yīng)用。學(xué)生可能不具備將物理知識與實際問題相結(jié)合的能力，難以運用能量守恒定律解決實際問題。

（4）實驗觀察和數(shù)據(jù)分析的能力。學(xué)生可能缺乏觀察和分析實驗數(shù)據(jù)的能力，難以從實驗中得出正確的結(jié)論。

針對以上重點和難點，教師應(yīng)采取有針對性的教學(xué)方法，如講解、實驗、討論等，幫助學(xué)生深入理解能量守恒定律，掌握各種能量形式及其相互轉(zhuǎn)化的規(guī)律，并能夠運用能量守恒定律解決實際問題。同時，通過實驗觀察和數(shù)據(jù)分析的訓(xùn)練，提高學(xué)生的觀察能力和數(shù)據(jù)分析能力。學(xué)具準(zhǔn)備多媒體課型新授課教法學(xué)法講授法課時第一課時師生互動設(shè)計二次備課教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：

1.講授法：通過講解能量守恒定律的內(nèi)容、各種能量形式及其相互轉(zhuǎn)化規(guī)律，幫助學(xué)生建立物理觀念，理解能量守恒的概念。

2.問題驅(qū)動法：提出與能量守恒相關(guān)的問題，引導(dǎo)學(xué)生思考和探索，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性。

3.實驗觀察法：組織學(xué)生進(jìn)行能量守恒實驗，觀察實驗現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生實驗操作能力和觀察能力，加深對能量守恒定律的理解。

4.小組討論法：將學(xué)生分成小組，討論能量守恒定律的應(yīng)用和生活中的能量轉(zhuǎn)化現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作能力和問題解決能力。

教學(xué)手段：

1.多媒體設(shè)備：利用多媒體課件展示能量守恒定律的動畫和實例，生動形象地呈現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化過程，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和理解程度。

2.教學(xué)軟件：運用教學(xué)軟件進(jìn)行模擬實驗和數(shù)據(jù)分析，幫助學(xué)生直觀地觀察實驗結(jié)果，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)分析能力。

3.實物模型和教具：使用實物模型和教具展示能量轉(zhuǎn)化過程，增強學(xué)生的直觀感受，加深對能量守恒定律的理解。

4.在線學(xué)習(xí)平臺：利用在線學(xué)習(xí)平臺提供豐富的學(xué)習(xí)資源和練習(xí)題，方便學(xué)生自主學(xué)習(xí)和鞏固知識，提高學(xué)習(xí)效果。

5.互動式白板：利用互動式白板進(jìn)行課堂講解和討論，方便教師與學(xué)生互動，激發(fā)學(xué)生的思考和參與度。教學(xué)流程一、導(dǎo)入新課（用時5分鐘）

同學(xué)們，今天我們將要學(xué)習(xí)的是《能量與守恒》這一章節(jié)。在開始之前，我想先問大家一個問題：“你們在日常生活中是否遇到過能量轉(zhuǎn)化的情況？”（舉例說明）比如，當(dāng)我們把食物吃進(jìn)肚子后，它的能量是如何被身體利用的？這個問題與我們將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容密切相關(guān)。通過這個問題，我希望能夠引起大家的興趣和好奇心，讓我們一同探索能量與守恒的奧秘。

二、新課講授（用時10分鐘）

1.理論介紹：首先，我們要了解能量守恒的基本概念。能量守恒是指在一個封閉系統(tǒng)中，能量不能被創(chuàng)造也不能被消滅，只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。

2.案例分析：接下來，我們來看一個具體的案例。這個案例展示了能量守恒在實際中的應(yīng)用，以及它如何幫助我們解決問題。比如，水力發(fā)電就是利用水的勢能轉(zhuǎn)化為電能的過程。

3.重點難點解析：在講授過程中，我會特別強調(diào)能量守恒定律和能量轉(zhuǎn)化這兩個重點。對于難點部分，我會通過舉例和比較來幫助大家理解。

三、實踐活動（用時10分鐘）

1.分組討論：學(xué)生們將分成若干小組，每組討論一個與能量守恒相關(guān)的實際問題。

2.實驗操作：為了加深理解，我們將進(jìn)行一個簡單的實驗操作。這個操作將演示能量轉(zhuǎn)化的基本原理。

3.成果展示：每個小組將向全班展示他們的討論成果和實驗操作的結(jié)果。

四、學(xué)生小組討論（用時10分鐘）

1.討論主題：學(xué)生將圍繞“能量守恒在實際生活中的應(yīng)用”這一主題展開討論。他們將被鼓勵提出自己的觀點和想法，并與其他小組成員進(jìn)行交流。

2.引導(dǎo)與啟發(fā)：在討論過程中，我將作為一個引導(dǎo)者，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并解決問題。我會提出一些開放性的問題來啟發(fā)他們的思考。

3.成果分享：每個小組將選擇一名代表來分享他們的討論成果。這些成果將被記錄在黑板上或投影儀上，以便全班都能看到。

五、總結(jié)回顧（用時5分鐘）

今天的學(xué)習(xí)，我們了解了能量守恒的基本概念、重要性和應(yīng)用。同時，我們也通過實踐活動和小組討論加深了對能量守恒的理解。我希望大家能夠掌握這些知識點，并在日常生活中靈活運用。最后，如果有任何疑問或不明白的地方，請隨時向我提問。知識點梳理本節(jié)課的主要知識點包括：

1.能量守恒定律的內(nèi)容及其表述方式。

2.各種能量形式及其相互轉(zhuǎn)化的規(guī)律。

3.能量守恒定律在實際問題中的應(yīng)用。

4.實驗觀察和數(shù)據(jù)分析的能力。

1.能量守恒定律的內(nèi)容及其表述方式：

-能量守恒定律指出，在一個封閉系統(tǒng)中，能量不能被創(chuàng)造也不能被消滅，只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。

-能量守恒定律的表述方式：能量總和保持不變，即能量的輸入等于輸出。

2.各種能量形式及其相互轉(zhuǎn)化的規(guī)律：

-常見的能量形式包括機械能、熱能、化學(xué)能、電能等。

-能量形式之間的轉(zhuǎn)化規(guī)律包括：

-機械能可以轉(zhuǎn)化為熱能，如摩擦生熱。

-化學(xué)能可以轉(zhuǎn)化為熱能，如燃燒反應(yīng)。

-電能可以轉(zhuǎn)化為機械能，如電動機。

-熱能可以通過熱傳遞轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。

3.能量守恒定律在實際問題中的應(yīng)用：

-解釋自然現(xiàn)象，如地球氣候的變化、生物體內(nèi)能量的轉(zhuǎn)化等。

-解決工程問題，如設(shè)計節(jié)能設(shè)備、評估能源利用效率等。

-理解生活中的能量轉(zhuǎn)化現(xiàn)象，如食物消化、燃料燃燒等。

4.實驗觀察和數(shù)據(jù)分析的能力：

-進(jìn)行能量守恒實驗，觀察實驗現(xiàn)象，如熱能轉(zhuǎn)化為機械能的實驗。

-收集和分析實驗數(shù)據(jù)，如溫度變化、能量轉(zhuǎn)換效率等。

-運用數(shù)據(jù)分析方法，如繪制圖表、計算能量轉(zhuǎn)換率等。課堂1.課堂評價：

-通過提問：教師可以通過提問的方式了解學(xué)生對能量守恒定律的理解程度，以及對各種能量形式及其轉(zhuǎn)化的掌握情況。

-觀察：教師應(yīng)觀察學(xué)生在實驗操作和小組討論中的表現(xiàn)，了解他們的動手能力和團隊合作能力。

-測試：教師可以設(shè)計一些課堂小測驗，測試學(xué)生對能量守恒定律和相關(guān)知識的掌握情況。

-及時發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行解決：教師應(yīng)根據(jù)評價結(jié)果，及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)中存在的問題，針對性地進(jìn)行講解和輔導(dǎo)。

2.作業(yè)評價：

-認(rèn)真批改和點評：教師應(yīng)對學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行仔細(xì)批改，并對作業(yè)中的錯誤進(jìn)行點評，幫助學(xué)生糾正錯誤。

-及時反饋學(xué)生的學(xué)習(xí)效果：教師應(yīng)及時向?qū)W生反饋作業(yè)評價結(jié)果，讓學(xué)生了解自己的學(xué)習(xí)情況，并鼓勵學(xué)生繼續(xù)努力。

-鼓勵學(xué)生繼續(xù)努力：教師應(yīng)對學(xué)生的進(jìn)步給予肯定，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力，幫助他們建立自信心。

3.實驗報告評價：

-實驗報告的完整性：教師應(yīng)檢查學(xué)生的實驗報告是否完整，包括實驗?zāi)康摹嶒炘?、實驗步驟、實驗結(jié)果和實驗總結(jié)等。

-實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性：教師應(yīng)評估學(xué)生的實驗結(jié)果是否準(zhǔn)確，是否能夠正確地反映出能量轉(zhuǎn)化的實際情況。

-實驗分析和討論的深度：教師應(yīng)關(guān)注學(xué)生對實驗數(shù)據(jù)分析的深度，以及學(xué)生在討論中能否運用能量守恒定律解釋實驗現(xiàn)象。

4.小組討論評價：

-討論主題的相關(guān)性：教師應(yīng)評估學(xué)生小組討論的主題是否與能量守恒定律相關(guān)，是否能夠深入探討能量守恒的實際應(yīng)用。

-參與度和合作能力：教師應(yīng)觀察學(xué)生在小組討論中的參與程度，以及學(xué)生之間的合作能力，是否能夠有效地共同解決問題。

-討論成果的創(chuàng)意性和深度：教師應(yīng)評估學(xué)生小組的討論成果是否具有創(chuàng)意性，能否深入地分析和解決問題。重點題型整理1.能量守恒定律的應(yīng)用題

題目：一輛汽車以10m/s的速度行駛，突然緊急剎車，剎車后的速度為2m/s，求汽車停止前通過的距離。

答案：使用能量守恒定律，汽車在剎車前的動能轉(zhuǎn)化為熱能和其他形式的能量。汽車在剎車前的動能為：E1=1/2*m*v1^2，其中m是汽車的質(zhì)量，v1是汽車的速度。汽車在剎車后的動能為：E2=1/2*m*v2^2，其中v2是汽車剎車后的速度。根據(jù)能量守恒定律，E1=E2。因此，汽車停止前通過的距離S為：S=E1/(F*t)，其中F是摩擦力，t是剎車時間。

2.能量轉(zhuǎn)化計算題

題目：一個質(zhì)量為2kg的物體，從高度為5m的高處自由落下，求物體落到底部的速度。

答案：使用能量守恒定律，物體的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能。物體的重力勢能為：E1=m*g*h，其中g(shù)是重力加速度，h是高度。物體的動能為：E2=1/2*m*v^2，其中v是物體的速度。根據(jù)能量守恒定律，E1=E2。因此，物體落到底部的速度v為：v=sqrt(2*E1/m)。代入數(shù)值，v=sqrt(2*2*9.8*5)/2，得v=5m/s。

3.熱能轉(zhuǎn)化為機械能題

題目：一個水輪機，將水能轉(zhuǎn)化為電能，求水輪機轉(zhuǎn)化效率。

答案：水輪機的效率可以通過能量守恒定律計算。水輪機從水流中吸收的能量為E1，轉(zhuǎn)化為電能的能量為E2。水輪機的效率為Efficiency=E2/E1。

4.電能轉(zhuǎn)化為熱能題

題目：一個電阻為10歐姆的電阻，通過電流為2安培的電流，求電阻產(chǎn)生的熱量。

答案：電阻產(chǎn)生的熱量可以通過焦耳定律計算。熱量Q為：Q=I^2*R*t，其中I是電流，R是電阻，t是時間。代入數(shù)值，Q=2^2*10*1=40焦耳。

5.化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能題

題目：一個質(zhì)量為0.5kg的煤，完全燃燒放出2000焦耳的熱量，求煤的燃燒效率。

答案：煤的燃燒效率可以通過能量守恒定律計算。煤完全燃燒放出的總熱量為Q，煤的質(zhì)量為m。煤的燃燒效率為Efficiency=Q/(m*Qc)，其中Qc是煤的燃燒熱值。代入數(shù)值，Efficiency=2000/(0.5*3.5*10^7)，得Efficiency=0.000001667。板書設(shè)計①能量守恒定律：

-能量守恒定律：在一個封閉系統(tǒng)中，能量不能被創(chuàng)造也不能被消滅，只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。

-能量守恒定律的表述方式：能量總和保持不變，即能量的輸入等于輸出。

②能量轉(zhuǎn)化形式：

-機械能：動能、勢能等。

-熱能：物體內(nèi)部的熱能。

-化學(xué)能：化學(xué)反應(yīng)中的能量。

-電能：電流產(chǎn)生的能量。

③能量守恒定律應(yīng)用：

-解釋自然現(xiàn)象：如地球氣候的變化、生物體內(nèi)能量的轉(zhuǎn)化等