專題1：求變力做功的方法（教學(xué)設(shè)計(jì)） 2023-2024學(xué)年高一物理同步講練課堂（人教版2019必修第二冊(cè)）

專題1：求變力做功的方法（教學(xué)設(shè)計(jì)）2023-2024學(xué)年高一物理同步講練課堂（人教版2019必修第二冊(cè)）.課題：科目：班級(jí)：課時(shí)：計(jì)劃1課時(shí)教師：?jiǎn)挝唬阂弧⒔虒W(xué)內(nèi)容本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容來(lái)自于人教版2019必修第二冊(cè)的物理教材，主要涉及“專題1：求變力做功的方法”。具體內(nèi)容包括：

1.力的概念：向?qū)W生介紹力的定義、力的計(jì)量單位以及力的分類。

2.力的作用：講解力的作用原理，包括作用力和反作用力，并通過(guò)實(shí)例讓學(xué)生理解力的作用。

3.功的計(jì)算：介紹功的概念，講解恒力做功和變力做功的計(jì)算方法，并通過(guò)例題讓學(xué)生掌握求變力做功的方法。

4.能量守恒：通過(guò)講解力和能量的關(guān)系，讓學(xué)生理解力做功的本質(zhì)，并運(yùn)用能量守恒定律分析實(shí)際問(wèn)題。

教學(xué)重點(diǎn)是讓學(xué)生掌握求變力做功的方法，學(xué)會(huì)運(yùn)用能量守恒定律分析問(wèn)題。教學(xué)難點(diǎn)是力的概念和功的計(jì)算方法的掌握。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)主要包括：

1.科學(xué)思維：通過(guò)講解力的概念、功的計(jì)算方法以及能量守恒定律，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和科學(xué)推理能力。

2.科學(xué)探究：引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)觀察、實(shí)驗(yàn)和分析，探索力和功的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)證分析和問(wèn)題解決能力。

3.科學(xué)態(tài)度：在學(xué)習(xí)過(guò)程中，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象的好奇心、批判精神和合作態(tài)度，使其能夠積極主動(dòng)地參與學(xué)習(xí)。

4.科學(xué)應(yīng)用：通過(guò)實(shí)際例題和問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的力和功的知識(shí)，解決生活中的物理問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力。三、教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)：

a.力的概念：力的定義、力的計(jì)量單位以及力的分類。

b.功的計(jì)算：恒力做功和變力做功的計(jì)算方法。

c.能量守恒：理解力做功的本質(zhì)，運(yùn)用能量守恒定律分析問(wèn)題。

d.力的作用：力的作用原理，包括作用力和反作用力，并通過(guò)實(shí)例讓學(xué)生理解力的作用。

2.教學(xué)難點(diǎn)：

a.力的概念：理解力的本質(zhì)和力的分類，以及力的作用原理。

b.功的計(jì)算：掌握變力做功的計(jì)算方法，能夠靈活運(yùn)用到實(shí)際問(wèn)題中。

c.能量守恒：運(yùn)用能量守恒定律分析實(shí)際問(wèn)題，理解力和能量的關(guān)系。

d.力的作用：理解作用力和反作用力的概念，并能夠運(yùn)用到實(shí)際問(wèn)題中。

e.力的合成與分解：掌握力的合成與分解方法，能夠解決實(shí)際問(wèn)題中的力的合成與分解問(wèn)題。

f.力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系：理解力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，掌握牛頓運(yùn)動(dòng)定律，并能夠運(yùn)用到實(shí)際問(wèn)題中。四、教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：

1.講授法：通過(guò)教師的講解，向?qū)W生傳授力的概念、功的計(jì)算方法和能量守恒定律等核心知識(shí)。

2.討論法：組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考和探索力的作用和功的關(guān)系，促進(jìn)學(xué)生的理解和思考能力。

3.實(shí)驗(yàn)法：安排實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生親身體驗(yàn)和觀察力的作用和功的計(jì)算，提高學(xué)生的實(shí)證分析和問(wèn)題解決能力。

教學(xué)手段：

1.多媒體設(shè)備：利用多媒體課件和視頻，生動(dòng)形象地展示力的作用原理和功的計(jì)算過(guò)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(yùn)用教學(xué)軟件進(jìn)行模擬和動(dòng)畫演示，幫助學(xué)生直觀地理解力的合成與分解以及力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。

3.互動(dòng)平臺(tái)：利用互動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行實(shí)時(shí)提問(wèn)和解答，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)參與課堂討論，提高學(xué)生的積極性和主動(dòng)性。五、教學(xué)過(guò)程課堂導(dǎo)入（5分鐘）

大家好，今天我們要學(xué)習(xí)的是“專題1：求變力做功的方法”。在這個(gè)專題中，我們將深入探究力的概念、功的計(jì)算以及能量守恒定律。希望通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，大家能夠掌握求變力做功的方法，并能夠運(yùn)用能量守恒定律分析實(shí)際問(wèn)題。

首先，我們來(lái)回顧一下力的概念。力是物體之間相互作用的結(jié)果，它可以改變物體的形狀或者改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。力的計(jì)量單位是牛頓，常用的符號(hào)是F。力可以分為接觸力和非接觸力，接觸力如彈力、摩擦力，非接觸力如重力、電磁力等。

現(xiàn)在，我們來(lái)探討一下能量守恒定律。能量守恒定律指出，在一個(gè)封閉系統(tǒng)中，能量不會(huì)憑空產(chǎn)生也不會(huì)憑空消失，只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，系統(tǒng)的總能量保持不變。在力學(xué)中，能量守恒定律可以表述為：一個(gè)系統(tǒng)的總機(jī)械能（動(dòng)能和勢(shì)能之和）保持不變。

（學(xué)生解答例題，老師巡回指導(dǎo)，約15分鐘）

現(xiàn)在，我們來(lái)進(jìn)行討論。請(qǐng)大家小組合作，探討一下力的合成與分解的方法。每個(gè)小組可以選擇一個(gè)實(shí)際問(wèn)題，比如一個(gè)物體受到兩個(gè)力的作用，請(qǐng)大家運(yùn)用所學(xué)的力的合成與分解方法，解決這個(gè)實(shí)際問(wèn)題。

（學(xué)生分組討論，老師巡回指導(dǎo)，約15分鐘）

（學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，老師巡回指導(dǎo)，約15分鐘）

最后，我們來(lái)進(jìn)行總結(jié)。通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們掌握了力的概念、功的計(jì)算方法以及能量守恒定律。我們學(xué)習(xí)了如何求變力做功，并能夠運(yùn)用能量守恒定律分析實(shí)際問(wèn)題。希望大家能夠通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，提高自己的科學(xué)思維和問(wèn)題解決能力。

（課堂總結(jié)，約5分鐘）

今天的課就到這里，下節(jié)課我們將繼續(xù)學(xué)習(xí)新的內(nèi)容。謝謝大家！

（課堂結(jié)束，學(xué)生放學(xué)，老師整理教學(xué)器材，準(zhǔn)備下一節(jié)課的教學(xué)）六、知識(shí)點(diǎn)梳理1.力的概念

-力的定義：力是物體之間相互作用的結(jié)果。

-力的計(jì)量單位：牛頓（N）

-力的分類：接觸力（如彈力、摩擦力）和非接觸力（如重力、電磁力）。

2.功的計(jì)算

-恒力做功的計(jì)算：功=力×距離×cosθ

-變力做功的計(jì)算：功=∫力dx（積分求解）

3.能量守恒定律

-能量守恒定律：在一個(gè)封閉系統(tǒng)中，能量不會(huì)憑空產(chǎn)生也不會(huì)憑空消失，只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，系統(tǒng)的總能量保持不變。

4.力的合成與分解

-力的合成：兩個(gè)力的合力大小和方向通過(guò)平行四邊形法則確定。

-力的分解：一個(gè)力可以分解為兩個(gè)力，分解后的兩個(gè)力的合力等于原力，且方向相反。

5.力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系

-牛頓運(yùn)動(dòng)定律：力等于物體的質(zhì)量乘以加速度（F=ma）。

-加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系：加速度與作用力成正比，與物體質(zhì)量成反比。

6.實(shí)驗(yàn)方法

-實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)觀察和測(cè)量力的作用和功的計(jì)算。

-實(shí)驗(yàn)器材：彈簧測(cè)力計(jì)、滑輪組、鉤碼、桌子等。

-實(shí)驗(yàn)步驟：搭建實(shí)驗(yàn)裝置，測(cè)量力的大小和物體的位移，計(jì)算功的大小。

7.實(shí)際問(wèn)題分析

-運(yùn)用能量守恒定律分析實(shí)際問(wèn)題：分析系統(tǒng)的能量輸入和輸出，判斷系統(tǒng)能量的增減。

-運(yùn)用力的合成與分解方法解決實(shí)際問(wèn)題：分析物體受到的多個(gè)力的作用，通過(guò)合成與分解方法求解合力的大小和方向。七、典型例題講解現(xiàn)在，我們來(lái)講解一些典型的例題，幫助大家更好地理解和掌握所學(xué)的知識(shí)。

例題1：

一個(gè)物體受到兩個(gè)力的作用，力F1的大小為10N，方向與位移方向相同；力F2的大小為8N，方向與位移方向相反。求物體所做的總功。

解答：

總功=∫F1dx+∫F2dx

由于F1和F2都是恒力，我們可以直接計(jì)算積分：

總功=F1x1+F2x2

代入數(shù)值：

總功=10N×x1-8N×x2

例題2：

一個(gè)物體受到一個(gè)恒力F的作用，力的大小為10N，方向與位移方向相同。物體的質(zhì)量為2kg，加速度為5m/s2。求物體所做的功。

解答：

根據(jù)牛頓第二定律：F=ma

解得：a=F/m=10N/2kg=5m/s2

根據(jù)位移公式：x=1/2at2

代入數(shù)值：x=1/2×5m/s2×(2s)2=10m

物體所做的功=F×x=10N×10m=100J

例題3：

一個(gè)物體沿著斜面滑下，受到重力、斜面的支持力和摩擦力的作用。已知重力的大小為20N，斜面的支持力為10N，摩擦力的大小為5N，斜面與水平面的夾角為30°。求物體滑下斜面所做的功。

解答：

物體所做的功=∫重力分量×位移dx+∫摩擦力×位移dx

重力分量=mgsinθ=20N×1/2×10m/s2×sin30°=50J

摩擦力做功=-摩擦力×位移=-5N×10m=-50J

物體所做的總功=50J-50J=0J

例題4：

一個(gè)物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，受到兩個(gè)力的作用，力F1的大小為10N，方向與位移方向相同；力F2的大小為8N，方向與位移方向相反。求物體的速度。

解答：

由于物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為0，根據(jù)牛頓第二定律：F=ma

可得：F1-F2=0

解得：F1=F2

由于力與位移方向相同，功等于力與位移的乘積，物體所做的總功等于F1×x：

總功=F1×x=10N×10m=100J

由于物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，功等于能量的增加，即總功等于物體的動(dòng)能增加量：

動(dòng)能增加量=1/2mv2

代入數(shù)值：100J=1/2×m×v2

解得：v=√(200/m)

例題5：

一個(gè)物體從高度h自由落下，受到重力的作用。已知重力的大小為20N，物體的質(zhì)量為2kg。求物體落地時(shí)所做的功。

解答：

物體所做的功=∫重力×位移dx

由于重力是恒力，我們可以直接計(jì)算積分：

物體所做的功=mgh

代入數(shù)值：物體所做的功=2kg×10m/s2×h八、教學(xué)反思與總結(jié)今天講完“專題1：求變力做功的方法”，我坐在辦公室里，靜靜地反思這節(jié)課的教學(xué)。我意識(shí)到，教學(xué)不僅僅是一個(gè)單向的知識(shí)傳遞過(guò)程，更是一個(gè)師生互動(dòng)、共同探索的過(guò)程。

我首先感到滿意的是，我能夠通過(guò)生動(dòng)的例子和實(shí)際的物理現(xiàn)象，讓學(xué)生們更好地理解了力的概念、功的計(jì)算以及能量守恒定律。例如，我在講解力的合成與分解時(shí)，通過(guò)讓學(xué)生們自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，讓他們直觀地看到了力的合成與分解的效果，這樣他們就能夠更好地理解和記憶這個(gè)概念。

然而，我也意識(shí)到教學(xué)中存在的一些問(wèn)題。例如，在講解功的計(jì)算時(shí)，我發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生對(duì)于變力做功的計(jì)算還是有些困惑，他們不太能夠理解如何通過(guò)積分