2024-2025学年高中物理 第七章 机械能守恒定律 1 追寻守恒量-能量（4）教案 新人教版必修2

2024-2025学年高中物理第七章机械能守恒定律1追寻守恒量——能量（4）教案新人教版必修2学校授课教师课时授课班级授课地点教具教学内容本节课选自新人教版必修2第七章《机械能守恒定律》的第一节“追寻守恒量——能量（4）”。教学内容主要包括以下几部分：

1.能量守恒定律的概念及其表述；

2.能量守恒定律在物体运动中的应用；

3.动能定理与能量守恒定律的关系；

4.实际问题中能量守恒定律的运用，如碰撞、抛体运动等；

5.探讨能量守恒定律在自然界和社会生活中的重要性。核心素养目标1.让学生理解能量守恒定律的基本原理，培养其物理观念和科学思维；

2.培养学生运用能量守恒定律分析物体运动问题的能力，提高解决问题的科学探究能力；

3.引导学生关注能量守恒定律在现实生活中的应用，增强其科学态度与责任；

4.通过对能量守恒定律的学习，激发学生对物理学科的兴趣，培养其学科核心素养。学习者分析1.学生已经掌握了牛顿运动定律、功与能的基本概念，了解动能、势能以及它们之间的转化关系，为学习能量守恒定律奠定了基础。

2.学生对物理现象和实验有一定的兴趣，具备一定的观察能力和思维能力。在学习过程中，他们擅长运用逻辑推理和数学工具解决问题。此外，学生的自主学习能力和合作学习能力也较强。

3.学生在学习能量守恒定律时可能遇到的困难和挑战包括：

a.理解能量守恒定律的抽象概念，如能量守恒、能量转化与守恒等；

b.在实际问题中运用能量守恒定律进行分析，尤其是复杂的多过程问题；

c.理解能量守恒定律与牛顿运动定律之间的联系与区别；

d.在解决实际问题时，可能难以把握能量守恒定律的应用范围和条件；

e.部分学生对物理学科的信心不足，可能在遇到困难时容易产生挫败感。

针对以上分析，教师在教学过程中应关注学生的个体差异，给予有针对性的指导，提高学生的学习兴趣和自信心。教学资源1.硬件资源：

-物理实验室

-投影仪

-计算器

-模拟实验器材（如滑轮组、小车等）

2.软件资源：

-多媒体教学软件（PPT、动画等）

-物理学科教学辅助软件

3.课程平台：

-学校教学管理系统

-在线学习平台（用于发布预习资料、课后作业等）

4.信息化资源：

-网络教学资源（物理学科网站、教育论坛等）

-电子书籍、电子教案

5.教学手段：

-探究式教学

-小组合作学习

-实验教学

-案例分析

-课堂讨论与问答教学流程（一）课前准备（预计用时：5分钟）

学生预习：

发放预习材料，引导学生提前了解能量守恒定律的学习内容，标记出有疑问或不懂的地方。设计预习问题，激发学生思考，为课堂学习能量守恒定律内容做好准备。

教师备课：

深入研究教材，明确教学目标和重难点。准备教学用具和多媒体资源，确保教学过程的顺利进行。设计课堂互动环节，提高学生学习能量守恒定律的积极性。

（二）课堂导入（预计用时：3分钟）

激发兴趣：

回顾旧知：

简要回顾上节课学习的功与能的内容，帮助学生建立知识之间的联系。提出问题，检查学生对旧知的掌握情况，为学习新课打下基础。

（三）新课呈现（预计用时：25分钟）

知识讲解：

清晰、准确地讲解能量守恒定律的知识点，结合实例帮助学生理解。突出重点，强调难点，通过对比、归纳等方法帮助学生加深记忆。

互动探究：

设计小组讨论环节，让学生围绕能量守恒定律问题展开讨论，培养学生的合作精神和沟通能力。鼓励学生提出自己的观点和疑问，引导学生深入思考，拓展思维。

技能训练：

总结归纳：

在新课呈现结束后，对能量守恒定律知识点进行梳理和总结。强调重点和难点，帮助学生形成完整的知识体系。

（四）巩固练习（预计用时：5分钟）

随堂练习：

随堂练习题，让学生在课堂上完成，检查学生对能量守恒定律知识的掌握情况。鼓励学生相互讨论、互相帮助，共同解决问题。

错题订正：

针对学生在随堂练习中出现的错误，进行及时订正和讲解。引导学生分析错误原因，避免类似错误再次发生。

（五）拓展延伸（预计用时：3分钟）

知识拓展：

介绍与能量守恒定律相关的拓展知识，拓宽学生的知识视野。引导学生关注学科前沿动态，培养学生的创新意识和探索精神。

情感升华：

结合能量守恒定律内容，引导学生思考学科与生活的联系，培养学生的社会责任感。鼓励学生分享学习心得和体会，增进师生之间的情感交流。

（六）课堂小结（预计用时：2分钟）

简要回顾本节课学习的能量守恒定律内容，强调重点和难点。肯定学生的表现，鼓励他们继续努力。

布置作业：

根据本节课学习的能量守恒定律内容，布置适量的课后作业，巩固学习效果。提醒学生注意作业要求和时间安排，确保作业质量。知识点梳理1.能量守恒定律的基本概念

-定义：能量守恒定律指出，在封闭系统中，能量不能被创造或消灭，只能从一种形式转化为另一种形式，系统总能量保持不变。

-数学表达式：E初=E末，其中E表示能量，初、末分别表示某一过程开始和结束时的状态。

2.能量的不同形式

-动能：物体由于运动而具有的能量。

-势能：物体在某一位置由于位置关系具有的能量，如重力势能、弹性势能等。

-内能：物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和。

3.能量守恒定律的应用

-动能与势能的转化：在抛体运动、弹簧振子等过程中，动能与势能相互转化，总能量守恒。

-碰撞问题：在完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞中，能量守恒定律同样适用。

-功与能量关系：功等于能量转化的量度，外力对物体所做的功等于物体动能的变化量。

4.能量守恒定律与牛顿运动定律的关系

-牛顿运动定律描述物体运动状态的变化，而能量守恒定律关注的是物体在运动过程中能量的变化。

-在某些情况下，能量守恒定律可以简化问题的分析，避免复杂的运动方程求解。

5.实际问题中的能量守恒定律

-分析实际问题时，要判断系统是否封闭，外力做功和热交换情况。

-在多过程问题中，要分段考虑能量的转化和守恒。

6.能量守恒定律的重要性

-在自然界中，能量守恒定律是基本规律之一，对于理解各种自然现象具有重要意义。

-在社会生活中，能量守恒定律在节约能源、提高能源利用效率等方面具有指导作用。

7.能量守恒定律的局限性

-在相对论和量子力学领域，能量守恒定律需要做出相应的修正。

-在非封闭系统中，能量守恒定律可能不再适用，需要考虑外力做功和热交换等因素。课后作业1.计算题：一个质量为m的小球从高度h自由落下，求落地瞬间的速度以及落地前一刻的势能和动能。

答案：根据能量守恒定律，落地瞬间的动能等于起始位置的势能，即mgh=1/2mv^2，解得v=√(2gh)。落地前一刻的势能为0，动能为1/2mv^2。

2.应用题：一辆质量为M的汽车以速度v0撞向一堵墙，假设完全非弹性碰撞，墙对汽车的平均作用力为F，求汽车与墙接触的时间。

答案：由能量守恒定律，汽车损失的动能等于墙对汽车所做的功，即1/2Mv0^2=Fd，其中d为汽车在墙上的位移。由牛顿第二定律F=Ma，结合d=1/2at^2，可解得接触时间t=√(2d/a)。

3.分析题：分析在抛体运动中，物体在最高点和最低点的动能和势能的变化情况。

答案：在最高点，物体速度为零，动能为零，势能达到最大值。在最低点，物体速度最大，动能最大，势能为零。

4.计算题：一个质量为m的物体从高度h自由落下，不考虑空气阻力，求物体在高度h/2处的速度。

答案：根据能量守恒定律，物体在高度h/2处的动能加上势能等于起始位置的势能，即1/2mv^2+mgh/2=mgh，解得v=√(2gh/2)=√gh。

5.综合题：一个质量为m的小球从高度h自由落下，在距地面h/2处遇到一个弹簧，弹簧的劲度系数为k。求小球与弹簧接触后的最大压缩量。

答案：根据能量守恒定律，小球在接触弹簧前的势能等于弹簧压缩后的势能加上小球的动能，即mgh=1/2mv^2+1/2kx^2，其中v为小球接触弹簧时的速度，x为弹簧的最大压缩量。由机械能守恒，v^2=2gh/2，代入可得x=√(2mgh/k)。教学反思与总结在本节课的教学过程中，我采用了讲解、互动探究和实验相结合的方式，旨在让学生更好地理解和掌握能量守恒定律。在教学方法上，我注意到引导学生通过实例和实验去体会能量守恒的过程，让学生在探究中理解和运用物理知识。这一策略在一定程度上提高了学生的兴趣和参与度，但从学生的反馈来看，可能还需要进一步增加课堂互动，让学生更多地参与到课堂讨论中。

在课堂管理方面，我尽量保持课堂秩序，让学生能专心听讲和参与讨论。但同时，我也发现部分学生在小组讨论时过于活跃，影响了课堂纪律。针对这一问题，我将在今后的教学中加强对课堂纪律的管理，引导学生更好地开展合作学习。

对于教学效果，我认为学生在知识掌握方面有了明显的进步。他们能够理解能量守恒定律的基本概念，并能在一些简单问题中运用这一原理进行分析。在技能方面，通过例题讲解和练习，学生掌握了运用能量守恒定律解决问题的方法。在情感态度方面，学生对物理学科的兴趣有所提高，对能量守恒定律在生活中的应用也有了更深入的认识。

然而，在教学过程中，我也发现了一些问题和不足。首先，部分学生对能量守恒定律的理解还不够深入，需要我在今后的教学中继续加强讲解和引导。其次，课堂讨论环节还有待加强，可以尝试设置更多有趣的问题和情境，激发学生的思考和讨论兴趣。此外，对于学困生，我需要给予更多的关注和指导，帮助他们克服困难，提高学习信心。

针对这些问题和不足，我将在今后的教学中采取以下改进措施：

1.进一步优化教学方法，增加课堂互动，让学生更多地进行思考和讨论。

2.加强对课堂纪律的管理，引导学生有序开展合作学习。

3.针对学困生，制定个性化的辅导计划，帮助他们提高学习效果。

4.结合生活实例，让学生更好地感受能量守恒定律在实际中的应用，提高学习的兴趣和积极性。课堂小结，当堂检测在本节课中，我们学习了能量守恒定律的基本概念及其应用。通过学习，我们知道了能量守恒定律指出，在封闭系统中，能量不能被创造或消灭，只能从一种形式转化为另一种形式，系统总能量保持不变。能量的形式有动能、势能和内能。能量守恒定律在物体运动、碰撞问题、功与能量关系等方面有广泛应用。同时，我们也了解了能量守恒定律与牛顿运动定律的关系，以及实际应用中需要注意的问题。

为了检测大家对本节课知识的掌握情况，下面进行当堂检测。请同学们认真完成以下题目，并检查自己的答案。

1.一质量为m的物体从高度h自由落下，求落地瞬间的速度以及落地前一刻的势能和动能。

2.一辆质量为M的汽车以速度v0撞向一堵墙，假设完全非弹性碰撞，墙对汽车的平均作用力为F，求汽车与墙接触的时间。

3.分析在抛体运动中，物体在