2024-2025學(xué)年高中物理 第七章 機(jī)械能守恒定律 1 追尋守恒量-能量教案 新人教版必修2

2024-2025學(xué)年高中物理第七章機(jī)械能守恒定律1追尋守恒量——能量教案新人教版必修2主備人備課成員課程基本信息1.課程名稱：追尋守恒量——能量

2.教學(xué)年級(jí)和班級(jí)：高中二年級(jí)

3.授課時(shí)間：2024-2025學(xué)年第二學(xué)期

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：2課時(shí)（90分鐘）

課程設(shè)計(jì)：

第一課時(shí)：

1.導(dǎo)入：

-通過(guò)復(fù)習(xí)前面章節(jié)中質(zhì)量守恒、動(dòng)量守恒的概念，引導(dǎo)學(xué)生思考守恒量的意義。

-提問(wèn)：什么是守恒量？守恒量在物理世界中具有什么意義？

2.知識(shí)講解：

-介紹能量的概念，闡述能量守恒定律的基本原理。

-結(jié)合課本，講解能量守恒定律的表達(dá)式和適用條件。

3.案例分析：

-分析實(shí)際例子，如彈簧振子、自由落體等，解釋能量守恒在這些過(guò)程中的應(yīng)用。

第二課時(shí)：

1.課堂練習(xí)：

-根據(jù)課本習(xí)題，讓學(xué)生獨(dú)立完成能量守恒的相關(guān)計(jì)算題。

-分組討論，互相交流解題思路和方法。

2.知識(shí)拓展：

-介紹能量守恒定律在現(xiàn)代科技領(lǐng)域的應(yīng)用，如太陽(yáng)能電池、核能等。

-闡述能量守恒與環(huán)境保護(hù)的關(guān)系。

3.總結(jié)：

-回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)能量守恒定律的重要性。

-提醒學(xué)生注意能量守恒定律在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)的應(yīng)用。

4.作業(yè)布置：

-課本課后習(xí)題：完成與能量守恒相關(guān)的問(wèn)題。

-拓展閱讀：查閱資料，了解能量守恒定律在現(xiàn)代科技領(lǐng)域的應(yīng)用。

教學(xué)目標(biāo)：

1.理解能量守恒定律的基本原理和適用條件。

2.能夠運(yùn)用能量守恒定律解決實(shí)際問(wèn)題。

3.了解能量守恒在科技領(lǐng)域和環(huán)境保護(hù)方面的應(yīng)用。

教學(xué)評(píng)價(jià)：

1.課堂練習(xí)和課后作業(yè)的完成情況。

2.學(xué)生在課堂上的提問(wèn)、討論等參與度。

3.課后拓展閱讀的反饋。核心素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，深化對(duì)能量守恒定律的理解，提高科學(xué)思維能力。通過(guò)本章節(jié)學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠：

1.理解并掌握能量守恒定律的基本原理，形成物理觀念；

2.學(xué)會(huì)運(yùn)用能量守恒定律分析解決實(shí)際問(wèn)題，培養(yǎng)科學(xué)思維和問(wèn)題解決能力；

3.關(guān)注能量守恒在科技領(lǐng)域和環(huán)境保護(hù)方面的應(yīng)用，增強(qiáng)科學(xué)探究意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感；

4.培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神，提升交流表達(dá)能力，為未來(lái)學(xué)術(shù)和職業(yè)發(fā)展打下基礎(chǔ)。學(xué)情分析高中二年級(jí)學(xué)生在知識(shí)、能力和素質(zhì)方面具備以下特點(diǎn)：

1.知識(shí)層面：

-學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)力學(xué)基礎(chǔ)、牛頓運(yùn)動(dòng)定律等知識(shí)，具有一定的物理基礎(chǔ)。

-對(duì)守恒量有一定的了解，如質(zhì)量守恒、動(dòng)量守恒，但能量守恒的概念可能還較為陌生。

-對(duì)能量轉(zhuǎn)化和能量守恒定律的理解可能局限于簡(jiǎn)單例子，未能深入理解其內(nèi)涵。

2.能力層面：

-學(xué)生具備一定的數(shù)學(xué)運(yùn)算能力和邏輯思維能力，但在解決復(fù)雜物理問(wèn)題時(shí)可能存在困難。

-部分學(xué)生具備較強(qiáng)的自主學(xué)習(xí)能力，能夠通過(guò)查閱資料、討論等方式拓展知識(shí)面。

-大部分學(xué)生需要教師在解題方法和技巧上給予指導(dǎo)，以提高問(wèn)題解決能力。

3.素質(zhì)層面：

-學(xué)生具有較強(qiáng)的求知欲，對(duì)新鮮事物充滿好奇心，有利于激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。

-部分學(xué)生具有團(tuán)隊(duì)合作精神，能夠在小組討論中發(fā)揮積極作用。

-部分學(xué)生表達(dá)能力較強(qiáng)，能夠清晰地陳述自己的觀點(diǎn)和思考過(guò)程。

4.行為習(xí)慣：

-學(xué)生在課堂上的注意力較為集中，但部分學(xué)生可能在課堂紀(jì)律方面需要加強(qiáng)。

-部分學(xué)生存在拖延現(xiàn)象，對(duì)課后作業(yè)和復(fù)習(xí)的積極性有待提高。

-部分學(xué)生習(xí)慣于被動(dòng)接受知識(shí)，缺乏主動(dòng)思考和探究的意識(shí)。

對(duì)課程學(xué)習(xí)的影響：

1.知識(shí)層面：學(xué)生對(duì)能量守恒概念的理解和掌握程度將直接影響本章節(jié)的學(xué)習(xí)效果。教師需要通過(guò)生動(dòng)形象的教學(xué)手段，幫助學(xué)生建立能量守恒的概念。

2.能力層面：學(xué)生的數(shù)學(xué)運(yùn)算能力和邏輯思維能力對(duì)本章節(jié)的學(xué)習(xí)具有重要意義。教師應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的解題技巧，提高其問(wèn)題解決能力。

3.素質(zhì)層面：學(xué)生的求知欲和好奇心有助于激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，教師應(yīng)充分利用這些特點(diǎn)，設(shè)計(jì)富有啟發(fā)性的教學(xué)活動(dòng)。同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神和表達(dá)能力，有利于提高課堂參與度和學(xué)習(xí)效果。

4.行為習(xí)慣：學(xué)生的課堂紀(jì)律、課后復(fù)習(xí)等方面的行為習(xí)慣對(duì)學(xué)習(xí)效果具有重要影響。教師應(yīng)關(guān)注學(xué)生的行為習(xí)慣，引導(dǎo)他們養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。學(xué)具準(zhǔn)備Xxx課型新授課教法學(xué)法講授法課時(shí)第一課時(shí)師生互動(dòng)設(shè)計(jì)二次備課教學(xué)資源1.硬件資源：

-投影儀、計(jì)算機(jī)、白板等教學(xué)設(shè)備；

-物理實(shí)驗(yàn)器材，如彈簧振子、自由落體裝置等；

-學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)所需的基礎(chǔ)測(cè)量工具。

2.軟件資源：

-課本配套教學(xué)課件；

-相關(guān)教學(xué)視頻和動(dòng)畫(huà)資源；

-物理仿真軟件，用于模擬能量守恒過(guò)程。

3.課程平臺(tái)：

-學(xué)校課程管理系統(tǒng)，發(fā)布教學(xué)通知、教案和課件；

-在線討論平臺(tái)，便于學(xué)生提問(wèn)、交流和討論。

4.信息化資源：

-電子版的教科書(shū)和教學(xué)輔導(dǎo)資料；

-教學(xué)相關(guān)的電子文獻(xiàn)和學(xué)術(shù)文章；

-網(wǎng)絡(luò)物理教育資源，如教育網(wǎng)站的教學(xué)資源。

5.教學(xué)手段：

-授課結(jié)合多媒體演示，如PPT、視頻等；

-實(shí)驗(yàn)教學(xué)，包括演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)；

-小組合作學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生互動(dòng)交流；

-問(wèn)題導(dǎo)向?qū)W習(xí)（PBL），培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的能力。教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標(biāo)：激發(fā)學(xué)生興趣，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注能量守恒定律的實(shí)際意義。

過(guò)程：通過(guò)展示生活中能量守恒的實(shí)例，如太陽(yáng)能電池板、電動(dòng)汽車等，引發(fā)學(xué)生對(duì)能量守恒的思考。提問(wèn)：“我們身邊有哪些能量守恒的例子？”讓學(xué)生分享自己的觀察和思考。

2.知識(shí)講解（10分鐘）

目標(biāo)：使學(xué)生理解能量守恒定律的基本原理和適用條件。

過(guò)程：依據(jù)課本內(nèi)容，講解能量守恒定律的定義、表達(dá)式和適用范圍。通過(guò)圖示和動(dòng)畫(huà)，形象地展示能量守恒的過(guò)程，幫助學(xué)生建立概念。

3.案例分析（20分鐘）

目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用能量守恒定律分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

過(guò)程：分析課本中的案例，如彈簧振子、自由落體等，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用能量守恒定律進(jìn)行問(wèn)題分析。同時(shí)，進(jìn)行課堂討論，讓學(xué)生分享解題思路和技巧。

4.學(xué)生小組討論（10分鐘）

目標(biāo)：提高學(xué)生的合作能力和問(wèn)題解決能力。

過(guò)程：將學(xué)生分為小組，針對(duì)教材中的習(xí)題進(jìn)行討論。鼓勵(lì)小組成員相互交流，共同解決問(wèn)題。教師巡回指導(dǎo)，解答學(xué)生的疑問(wèn)。

5.課堂展示與點(diǎn)評(píng)（15分鐘）

目標(biāo)：鞏固所學(xué)知識(shí)，提高學(xué)生的表達(dá)能力和自信心。

過(guò)程：邀請(qǐng)各小組代表展示解題過(guò)程和答案，其他學(xué)生認(rèn)真聽(tīng)講并進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。教師點(diǎn)評(píng)學(xué)生的解答，強(qiáng)調(diào)關(guān)鍵點(diǎn)和注意事項(xiàng)。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標(biāo)：幫助學(xué)生梳理所學(xué)內(nèi)容，鞏固知識(shí)點(diǎn)。

過(guò)程：教師簡(jiǎn)要回顧本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)能量守恒定律在實(shí)際問(wèn)題中的應(yīng)用。提醒學(xué)生注意課后復(fù)習(xí)和作業(yè)完成，為下一節(jié)課的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。拓展與延伸1.提供與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的拓展閱讀材料：

-《物理學(xué)史》中關(guān)于能量守恒定律的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展的篇章；

-《能源與環(huán)境保護(hù)》相關(guān)章節(jié)，了解能量守恒在可持續(xù)發(fā)展中的作用；

-《現(xiàn)代科技與能量守恒》科普文章，介紹能量守恒在現(xiàn)代科技領(lǐng)域的應(yīng)用；

-《物理學(xué)家傳記》中關(guān)于能量守恒定律發(fā)現(xiàn)者的故事，激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)研究的興趣。

2.鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行課后自主學(xué)習(xí)和探究：

-研究能量守恒定律在自然界和日常生活中的應(yīng)用，如生物體內(nèi)能量轉(zhuǎn)換、可再生能源利用等；

-探究能量守恒定律在現(xiàn)代技術(shù)中的應(yīng)用，如太陽(yáng)能電池、核能發(fā)電等；

-分析能源浪費(fèi)和過(guò)度消費(fèi)對(duì)環(huán)境的影響，探討如何運(yùn)用能量守恒原則實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排；

-學(xué)習(xí)能量守恒定律在物理學(xué)其他領(lǐng)域（如熱力學(xué)、電磁學(xué)等）的應(yīng)用，拓展知識(shí)面；

-研究歷史上能量守恒定律的爭(zhēng)議和辯論，了解科學(xué)發(fā)展的曲折過(guò)程；

-通過(guò)網(wǎng)絡(luò)資源、圖書(shū)館等途徑，查找與能量守恒相關(guān)的學(xué)術(shù)論文和科研進(jìn)展。反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.在教學(xué)過(guò)程中，我嘗試將生活實(shí)例與物理知識(shí)緊密結(jié)合，通過(guò)引入太陽(yáng)能電池、電動(dòng)汽車等現(xiàn)代科技產(chǎn)品，讓學(xué)生感受到能量守恒定律的實(shí)際意義和應(yīng)用，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.我在課堂上采用了小組合作學(xué)習(xí)的方式，鼓勵(lì)學(xué)生相互交流、共同解決問(wèn)題，這不僅增強(qiáng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，也提高了他們的問(wèn)題解決能力。

（二）存在主要問(wèn)題

1.在教學(xué)組織方面，我發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生在小組討論時(shí)參與度不高，可能是因?yàn)閷?duì)討論主題不感興趣或缺乏足夠的背景知識(shí)。

2.在教學(xué)方法上，我意識(shí)到自己在引導(dǎo)學(xué)生深入理解能量守恒定律的內(nèi)涵方面做得不夠，需要尋找更有效的教學(xué)策略來(lái)加深學(xué)生的理解。

（三）改進(jìn)措施

針對(duì)上述問(wèn)題，我計(jì)劃采取以下改進(jìn)措施：

1.在組織小組討論時(shí)，我會(huì)更加注意分配討論題目，確保題目既能貼近生活，又能激發(fā)學(xué)生的興趣。同時(shí)，我會(huì)提前為學(xué)生提供相關(guān)背景資料，幫助他們更好地參與到討論中來(lái)。

2.我將嘗試引入更多的教學(xué)策略，如通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)、模擬演示等直觀的教學(xué)手段，幫助學(xué)生更深入地理解能量守恒定律的原理和應(yīng)用。

3.在教學(xué)評(píng)價(jià)方面，我會(huì)更加關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程，及時(shí)給予反饋，幫助學(xué)生明確自己的學(xué)習(xí)進(jìn)度和需要改進(jìn)的地方。典型例題講解例題1：

一個(gè)質(zhì)量為m的物體從高度h自由落下，不考慮空氣阻力，求物體落地時(shí)的速度v。

解答：

根據(jù)能量守恒定律，物體在高度h處的勢(shì)能等于落地時(shí)的動(dòng)能。

勢(shì)能：E_p=mgh

動(dòng)能：E_k=1/2mv^2

由于能量守恒，E_p=E_k，所以有：

mgh=1/2mv^2

解得：

v=√(2gh)

例題2：

一個(gè)質(zhì)量為m的物體從靜止開(kāi)始沿著光滑的斜面下滑，斜面傾角為θ，求物體滑到斜面底部時(shí)的速度v。

解答：

同樣根據(jù)能量守恒定律，物體在斜面頂部的勢(shì)能等于滑到斜面底部時(shí)的動(dòng)能。

勢(shì)能：E_p=mgh

動(dòng)能：E_k=1/2mv^2

由于能量守恒，E_p=E_k，所以有：

mgh=1/2mv^2

由于h=Lsinθ，L為斜面長(zhǎng)度，代入上式得：

mgLsinθ=1/2mv^2

解得：

v=√(2gLsinθ)

例題3：

一個(gè)彈性勢(shì)能為E的彈簧振子，在平衡位置釋放，求物體到達(dá)最遠(yuǎn)點(diǎn)時(shí)的速度v。

解答：

彈簧振子的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為物體的動(dòng)能。

彈性勢(shì)能：E_p=E

動(dòng)能：E_k=1/2mv^2

由于能量守恒，E_p=E_k，所以有：

E=1/2mv^2

解得：

v=√(2E/m)

例題4：

一個(gè)質(zhì)量為m的物體在水平面上受到一個(gè)恒力F的作用，從靜止開(kāi)始加速運(yùn)動(dòng)，求物體在力F作用下的位移s。

解答：

力F對(duì)物體做功，將轉(zhuǎn)化為物體的動(dòng)能。

功：W=Fs

動(dòng)能：E_k=1/2mv^2

由于能量守恒，W=E_k，所以有：

Fs=1/2mv^2

由于v^2=2as，代入上式得：

Fs=1/2mas

解得：

s=F/2m*t^2（其中t為物體受力F作用的時(shí)間）

例題5：

一個(gè)質(zhì)量為m的物體從高度h自由落下，同時(shí)受到一個(gè)與速度成正比的空氣阻力kv（k為比例常數(shù)），求物體落地時(shí)的速度v。

解答：

考慮空氣阻力，物體在高度h處的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為落地時(shí)的動(dòng)能和克服空氣阻力所做的功。

勢(shì)能：E_p=mgh

動(dòng)能：E_k=1/2mv^2

空氣阻力做的功：W=∫(kv)ds，從0到s

由于能量守恒，E_p=E_k+W，所以有：

mgh=1/2mv^2+∫(kv)ds

考慮到s與v的關(guān)系，ds=vdt，代入上式得：

mgh=1/2mv^2+∫(kv^2)dt

解這個(gè)微分方程，得到物體落地時(shí)的速度v。作業(yè)布置與反饋?zhàn)鳂I(yè)布置：

1.完成課本習(xí)題第7章第1節(jié)第1-5題，鞏固能量守恒定律的基本原理和應(yīng)用。

2.分析下列實(shí)際問(wèn)題，運(yùn)用能量守恒定律進(jìn)行求解：

-一個(gè)質(zhì)量為m的物體從高度h自由落下，同時(shí)受到一個(gè)與速度平方成正比的空氣阻力kv^2（k為比例常數(shù)），求物體落地時(shí)的速度v。

-一個(gè)質(zhì)量為m的物體從靜止開(kāi)始沿著光滑的斜面下滑，斜面傾角為θ，同時(shí)受到一個(gè)與速度成正比的空氣阻力kv（k為比例常數(shù)），求物體滑到斜面底部時(shí)的速度v。

3.撰寫(xiě)一篇小論文，探討能量守恒定律在現(xiàn)代社會(huì)中的應(yīng)用，例如在可再生能源、環(huán)境保護(hù)等方面的作用。

作業(yè)反饋：

1.對(duì)課本習(xí)題的完成情況進(jìn)行批改，指出學(xué)生在解題過(guò)程中存在的問(wèn)題，如計(jì)算錯(cuò)誤、概念不清等，并給出改進(jìn)建議。

2.對(duì)分析題的完成情況進(jìn)行批改，關(guān)注學(xué)生是否能夠正確運(yùn)用能量守恒定律進(jìn)行問(wèn)題分析，指出存在的問(wèn)題，如分析思路不清晰、解題步驟不完整等，并給出改進(jìn)建議。

3.對(duì)小論文的完成情況進(jìn)行批改，關(guān)注學(xué)生是否能夠結(jié)合所學(xué)知識(shí)進(jìn)行深入思考，如論文結(jié)構(gòu)是否合理、論述是否充分等，并給出改進(jìn)建議。板書(shū)設(shè)計(jì)1.能量守恒定律的基本原理

-定義：能量守恒定律是指在一個(gè)封閉系統(tǒng)中，能量不能被創(chuàng)造或消滅，只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形