2024年高中物理 3.3 能量守恒定律教案 新人教版选择性必修第三册

2024年高中物理3.3能量守恒定律教案新人教版选择性必修第三册课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、教学内容分析本节课的主要教学内容为《2024年高中物理3.3能量守恒定律》，此章节内容隶属于新人教版选择性必修第三册。教学内容围绕能量守恒定律展开，涉及能量守恒的定义、定律表述、能量转换与守恒的实例分析等。此外，还包括对能量守恒定律在实际问题中的应用，如机械能守恒、内能守恒等。

教学内容与学生已有知识的联系在于，学生在前期课程中已学习了运动定律、功与能量等基本概念，对物体运动和能量变化有了初步了解。在此基础上，本节课将引导学生从宏观角度理解能量守恒定律，并将其与实际物理现象相结合，深化对能量守恒概念的理解。通过本节课的学习，学生将能够运用能量守恒定律分析解决实际问题，提高物理学科素养。二、核心素养目标本节课旨在培养学生以下核心素养：科学思维、物理观念、科学探究。通过学习能量守恒定律，使学生能够运用科学思维方式分析物理现象，形成物理观念，掌握物理学科的基本方法。具体包括：1.培养学生运用能量守恒定律解释自然界和生活中的物理现象，提高科学思维能力；2.使学生理解能量守恒的普遍性和重要性，形成能量守恒的物理观念；3.引导学生通过实验和实例分析，探究能量守恒定律在实际问题中的应用，增强科学探究能力。通过本节课的学习，提升学生在物理学科领域的核心素养，为学生的终身发展奠定基础。三、教学难点与重点1.教学重点

（1）能量守恒定律的表述与应用：本节课的核心内容是能量守恒定律的表述及其在物理现象中的应用。教师应着重讲解能量守恒定律的基本原理，使学生能够准确理解并运用该定律分析实际问题。

举例：在物体运动过程中，如何判断系统的机械能守恒？

（2）能量守恒定律与实际问题的结合：重点讲解如何将能量守恒定律应用于解决实际问题，如物体在重力势能与动能之间的转换、非保守力做功等。

举例：分析物体在斜面上下滑过程中，重力势能、动能与内能之间的转换关系。

（3）能量守恒定律的普遍性与重要性：强调能量守恒定律在自然界和生活中的普遍适用性，以及其在物理学科中的基础地位。

举例：日常生活中，哪些现象可以说明能量守恒定律的存在？

2.教学难点

（1）能量守恒定律的抽象理解：能量守恒定律是一个抽象的概念，学生可能难以理解。教师应通过实例、实验等方法，帮助学生形象地理解能量守恒定律。

难点举例：如何让学生理解能量守恒定律中“能量不能被创造或消失，只能从一种形式转换为另一种形式”的含义？

（2）能量守恒定律在实际问题中的应用：学生在将能量守恒定律应用于解决实际问题时，可能会遇到困难。教师应指导学生掌握解决问题的方法和步骤。

难点举例：如何引导学生运用能量守恒定律分析复杂物理问题，如多个力作用下的物体运动？

（3）能量守恒定律与守恒量的区别与联系：学生可能对能量守恒定律与守恒量（如动量、电荷等）之间的区别与联系产生混淆。教师应明确讲解两者的关系。

难点举例：如何解释能量守恒定律与动量守恒定律之间的区别？

（4）能量守恒定律的非绝对性：在特定条件下，能量守恒定律可能不适用，如相对论和量子力学等领域。教师应向学生说明这一点，避免产生误解。

难点举例：如何向学生解释在极端条件下（如接近光速），能量守恒定律可能不再成立？四、教学资源准备1.教材：

-确保每位学生都有新人教版选择性必修第三册物理教材，提前指导学生预习本节课相关内容，了解能量守恒定律的基本概念。

-准备教材课后习题及解析，便于学生在课堂上及时巩固所学知识。

2.辅助材料：

-准备与能量守恒定律相关的图片、图表、视频等多媒体资源，以便在课堂上展示能量守恒现象的实例，增强学生的直观感受。

-收集一些日常生活中的能量守恒实例，如电动汽车的能量转换、水力发电等，让学生了解能量守恒定律在现实生活中的应用。

-准备能量守恒定律的基本原理和公式的PPT或教学课件，方便学生跟随教师思路，理解能量守恒定律的内涵。

3.实验器材：

-准备实验所需的器材，如滑轮、小车、重物、斜面、打点计时器等，确保实验器材的完整性和安全性。

-提前进行实验演示，确保实验过程顺利，避免因操作失误导致实验结果不准确。

4.教室布置：

-根据教学需要，将教室分为讲授区、实验操作台和分组讨论区，便于学生进行合作学习、实验操作和讨论交流。

-在教室墙上张贴能量守恒定律的相关海报、公式和实例，营造学习氛围，激发学生学习兴趣。

-确保教室光线充足，多媒体设备正常运行，为学生创造一个舒适的学习环境。五、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《能量守恒定律》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运动过程中能量转换的情况？”（如自行车下坡时速度加快）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，让我们一同探索能量守恒定律的奥秘。

二、新课讲授（用时10分钟）

1.理论介绍：首先，我们要了解能量守恒定律的基本概念。能量守恒定律是指在一个封闭系统中，能量不能被创造或消失，只能从一种形式转换为另一种形式。它是自然界中普遍适用的基本定律，对于解释物理现象具有重要意义。

2.案例分析：接下来，我们来看一个具体的案例。分析物体在斜面上下滑过程中，重力势能、动能与内能之间的转换关系。这个案例展示了能量守恒定律在实际中的应用，以及它如何帮助我们解决问题。

3.重点难点解析：在讲授过程中，我会特别强调能量守恒定律的表述和应用这两个重点。对于难点部分，如能量守恒定律与守恒量的区别与联系，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，每组讨论一个与能量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，如滑轮和重物的实验，演示能量守恒定律的基本原理。

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“能量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，我们了解了能量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能量守恒定律的理解。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。六、知识点梳理1.能量守恒定律的定义与表述

-能量守恒定律：在一个封闭系统中，能量不能被创造或消失，只能从一种形式转换为另一种形式。

-表述：系统总能量E=常数，即E1+E2=E3，其中E1、E2、E3分别表示系统在不同状态下的能量。

2.能量的基本形式

-动能（KE）：物体由于运动而具有的能量。

-重力势能（PE）：物体在重力作用下，由于位置的高低而具有的能量。

-弹性势能：物体由于形变而具有的能量。

-内能：物体内部所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和。

3.能量守恒定律的应用

-机械能守恒：在没有非保守力做功的情况下，系统的机械能（动能与势能之和）守恒。

-内能守恒：在没有热量交换和做功的情况下，物体的内能守恒。

4.实际问题中的能量守恒分析

-实例1：物体在斜面上下滑，分析动能、重力势能和内能之间的转换。

-实例2：分析汽车制动过程中，动能转化为热能的过程。

5.能量守恒定律的普遍性与局限性

-普遍性：在宏观世界中，能量守恒定律具有普遍适用性，是自然界的基本规律之一。

-局限性：在微观领域（如量子力学）和极端条件下（如相对论），能量守恒定律可能不再适用。

6.能量守恒定律与守恒量的区别与联系

-区别：能量守恒定律关注的是能量的转换与守恒，而守恒量（如动量、电荷等）关注的是某一特定属性的守恒。

-联系：它们都是自然界中的基本守恒原理，用于解释和描述物理现象。

7.能量守恒定律的验证方法

-理论推导：通过数学公式推导，证明能量守恒定律的正确性。

-实验验证：设计实验，如滑轮和重物实验，验证能量守恒定律在实际操作中的有效性。七、内容逻辑关系①能量守恒定律的基本概念与表述

-重点知识点：能量守恒定律的定义，系统总能量守恒的表述

-板书设计：能量守恒定律：E1+E2=E3

②能量的基本形式与转换

-重点知识点：动能、重力势能、弹性势能、内能的定义及相互转换

-板书设计：能量形式：KE、PE、ElasticPE、InternalE

③能量守恒定律的应用与实例分析

-重点知识点：机械能守恒、内能守恒的应用，实际问题中的能量守恒分析

-板书设计：应用实例：斜面下滑、汽车制动

④能量守恒定律的普遍性与局限性

-重点知识点：能量守恒定律的普遍适用性，微观和极端条件下的局限性

-板书设计：普遍性：宏观世界，局限性：微观、极端条件

⑤能量守恒定律与守恒量的区别与联系

-重点知识点：能量守恒与动量守恒、电荷守恒的区别与联系

-板书设计：能量守恒vs守恒量：能量转换vs特定属性守恒

⑥能量守恒定律的验证方法

-重点知识点：理论推导、实验验证方法

-板书设计：验证方法：理论推导、实验验证八、教学反思与改进在完成本节课的教学后，我会进行反思活动来评估教学效果并识别需要改进的地方。

首先，我会观察学生在课堂上的参与程度和互动情况。如果发现学生在讨论或实验操作中存在困难，我会考虑调整教学方法，例如提供更多的实例或进行更详细的解释。

其次，我会收集学生的反馈意见。通过问卷调查或个别交流，了解学生对能量守恒定律的理解程度和对教学活动的满意度。学生的反馈可以帮助我了解他们的学习需求，从而更好地调整教学策略。

另外，我还会检查学生的学习成果。通过观察学生的作业和测试成绩，评估他们是否真正掌握了能量守恒定律的概念和应用。如果发现学生在某个方面存在困难，我会考虑提供额外的辅导或练习机会。

基于反思的结果，我会制定改进措施并计划在未来的教学中实施。例如，如果发现学生对能量守恒定律的理解不够深入，我会在下一次教学中更加注重理论讲解和实例分析，以帮助学生更好地理解定律的含义和适用范围。如果学生在实验操作中遇到困难，我会考虑提供更多的实验机会或指导，以帮助他们熟练掌握实验技巧。

此外，我还计划加强与学生的互动和参与。通过组织小组讨论和实验活动，鼓励学生积极思考和参与，提高他们的学习兴趣和主动性。同时，我也会注重培养学生的合作能力和团队精神，让他们在合作中共同进步。典型例题讲解例题1：一个质量为m的物体从高度h自由下落，不考虑空气阻力。求物体落地瞬间的速度v。

解答：由能量守恒定律，物体在落地瞬间的重力势能转化为动能，即mgh=1/2mv^2。解得v=sqrt(2gh)。

例题2：一个质量为m的物体沿着光滑斜面下滑，斜面倾角为θ，求物体到达斜面底端时的速度v。

解答：由能量守恒定律，物体下滑过程中的重力势能转化为动能，即mgh=1/2mv^2。由于斜面倾角为θ，h=lsinθ，其中l为斜面长度。解得v=sqrt(2gh)=sqrt(2glsinθ)。

例题3：一个质量为m的物体从高度h自由下落，空气阻力f与速度v成正比，即f=kv^2，求物体落地瞬间的速度v。

解答：由牛顿第二定律和能量守恒定律，mg-kv^2=ma，其中a为加速度。解得v=sqrt(mgh/k)。

例题4：一个质量为m的物体在水平面上受到一个恒力F作用，求物体在力F作用下的位移s。

解答：由牛顿第二定律，F=ma。由动能定理，Fs=1/2mv^2。联立两式得s=mv^2/2F。

例题5：一个质量为m的物体从高度h自由下落，空气阻力f与速度v的平方成正比，即f=kv^3，求物体落地瞬间的速度v。

解答：由牛顿第二定律和能量守恒定律，mg-kv^3=ma。解得v=(mg/k)^(1/2)。作业布置与反馈为了巩固学生对能量守恒定律的理解，我布置了以下作业：

1.计算题：学生需要计算不同物体在不同条件下的速度、位移等物理量，应用能量守恒定律和动能定理等知识。

2.应用题：学生需要解决实际问题，如计算物体在斜面上下滑的速度、汽车制动过程中的能量转换等，应用能量守恒定律的知识。

3.实验报告：学生需要根据实验操作，撰写实验报告，描述实验过程、结果和结论，分析实验中能量守