2024-2025学年高中物理 第四章 机械能和能源 第3节 探究外力做功与物体动能变化的关系教案1 粤教版必修2

2024-2025学年高中物理第四章机械能和能源第3节探究外力做功与物体动能变化的关系教案1粤教版必修2主备人备课成员教学内容2024-2025学年高中物理第四章机械能和能源第3节“探究外力做功与物体动能变化的关系”，以粤教版必修2为教材。本节课内容主要包括：物体动能的表达式及其变化、外力做功的计算方法、外力做功与物体动能变化的关系。通过实验和理论分析，让学生掌握以下知识点：

1.动能的表达式及其物理意义；

2.外力做功的计算方法；

3.探究外力做功与物体动能变化的关系；

4.应用动能定理解决实际问题。核心素养目标1.科学探究：培养学生运用物理知识分析物体动能变化与外力做功关系的探究能力；

2.物理观念：形成对动能、功的概念及它们之间关系的深刻理解；

3.科学思维：训练学生运用数学工具描述物理过程，提高逻辑推理和数据分析能力；

4.科学态度与责任：激发学生对物理现象的好奇心，培养尊重事实、严谨治学的态度。教学难点与重点1.教学重点

-动能的表达式及其物理意义的理解；

-外力做功的计算方法及其与物体动能变化的关系；

-动能定理的应用，特别是在实际问题中的运用。

举例：通过分析物体在水平面和倾斜面上的运动，强调动能与速度的平方成正比的关系；讲解外力做功的计算方法，并结合实际运动轨迹说明如何应用。

2.教学难点

-理解并掌握动能的数学表达，尤其是速度的平方在动能计算中的作用；

-外力做功与动能变化之间的对应关系，如何从物理现象中抽象出这一关系；

-在复杂运动情况下，如何正确应用动能定理进行问题的分析和解决。

举例：针对学生对速度平方的物理意义理解困难，设计实验和图示讲解，帮助学生形象理解；针对动能定理的应用难点，通过例题分析，指导学生如何识别外力做功和动能变化的关系，并应用于实际问题。学具准备多媒体课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学资源1.硬件资源：

-物理实验室；

-动能实验装置（如小车、斜面、滑轮等）；

-计算器或计算机。

2.软件资源：

-多媒体教学软件（如PPT、动画演示等）；

-物理模拟软件（如物理实验室模拟软件）；

-动画制作软件（如Flash）。

3.课程平台：

-在线学习平台（如学校自建的数字化学习平台）；

-教育资源共享平台。

4.信息化资源：

-网络教学资源（如数字化教材、教学视频等）；

-电子教案和课件；

-在线试题库。

5.教学手段：

-实验教学；

-案例分析；

-小组合作学习；

-互动式教学。教学实施过程1.课前自主探索

-教师活动：

发布预习任务：通过学校在线学习平台，发布预习资料，包括动能表达式的推导和应用案例，明确要求学生理解动能的物理意义。

设计预习问题：围绕“动能如何随速度变化”设计问题，引导学生思考动能与速度平方的关系。

监控预习进度：通过平台跟踪学生的预习情况，确保学生掌握基本概念。

-学生活动：

自主阅读预习资料：学生阅读预习资料，初步理解动能公式。

思考预习问题：学生尝试解释动能与速度平方的关系，并记录疑问。

提交预习成果：学生将预习笔记或疑问通过平台提交。

-教学方法/手段/资源：

自主学习法：鼓励学生自主探索，培养预习习惯。

信息技术手段：利用在线平台，实现预习资源的共享和进度监控。

-作用与目的：

让学生提前接触动能概念，为课堂深入学习打下基础。

培养学生的自主学习能力和问题意识。

2.课中强化技能

-教师活动：

导入新课：通过播放物体加速运动的视频，引出动能的概念。

讲解知识点：详细讲解动能表达式及其与外力做功的关系，结合实验数据进行分析。

组织课堂活动：设计小组讨论，分析实验数据，探讨外力做功与动能变化的关系。

解答疑问：针对学生的问题，进行个别或集体解答。

-学生活动：

听讲并思考：学生认真听讲，思考动能与外力做功的联系。

参与课堂活动：学生在小组内讨论，共同分析实验结果。

提问与讨论：学生针对不懂的问题提出疑问，参与课堂讨论。

-教学方法/手段/资源：

讲授法：通过讲解，帮助学生理解动能与外力做功的物理关系。

实验活动法：通过实验，让学生直观感受动能变化。

合作学习法：通过小组合作，培养学生的协作能力。

-作用与目的：

加深学生对动能定理的理解，掌握外力做功的计算方法。

培养学生的实验操作能力和数据分析能力。

3.课后拓展应用

-教师活动：

布置作业：根据课堂内容，布置相关习题，巩固学生对动能定理的理解。

提供拓展资源：推荐相关物理书籍和在线资源，供学生深入了解动能定理的应用。

反馈作业情况：及时批改作业，给予学生个性化反馈。

-学生活动：

完成作业：学生独立完成作业，应用动能定理解决实际问题。

拓展学习：学生利用拓展资源，深化对动能定理应用的理解。

反思总结：学生对学习过程进行反思，总结动能定理学习的收获和不足。

-教学方法/手段/资源：

自主学习法：鼓励学生自主完成作业，自主拓展学习。

反思总结法：引导学生进行自我评价，促进自我提升。

-作用与目的：

巩固课堂所学知识，提高学生的实际应用能力。

培养学生的自主学习习惯和自我反思能力。学生学习效果1.知识与技能：

-掌握了动能的表达式及其物理意义，能够理解速度平方在动能计算中的作用；

-学会了外力做功的计算方法，并能将其应用于分析物体动能的变化；

-能够运用动能定理解决实际问题，具备一定的物理模型分析能力；

-通过实验操作，提高了实验数据的观察和分析能力。

2.过程与方法：

-通过自主探索、小组合作、课堂讨论等学习方式，培养了自主学习、合作交流和问题解决的能力；

-在实验过程中，学会了观察现象、收集数据、分析问题，养成了科学探究的习惯；

-通过预习、课堂学习、课后作业等环节，掌握了物理知识的学习方法和策略。

3.情感态度与价值观：

-增强了对物理学科的兴趣，激发了学习物理的热情；

-形成了尊重事实、严谨治学的态度，培养了科学精神和科学素养；

-通过学习物理知识，认识到了物理与生活的紧密联系，增强了学以致用的意识。

具体表现在以下方面：

1.知识掌握方面：

-学生能够熟练地运用动能表达式，计算出物体在不同速度下的动能；

-学生能够根据外力做功的计算方法，分析物体在运动过程中动能的变化；

-学生能够运用动能定理，解决一些简单的实际问题，如计算物体在斜面上下滑时的速度等。

2.技能提升方面：

-学生在实验操作过程中，能够熟练地使用相关仪器，观察并记录实验数据；

-学生能够根据实验数据，分析外力做功与物体动能变化的关系，并提出自己的观点；

-学生在课后作业中，能够独立完成相关习题，提高了解决实际问题的能力。

3.情感态度方面：

-学生对物理学科产生了浓厚的兴趣，表现出强烈的学习积极性；

-学生在学习过程中，形成了良好的学习习惯，如主动预习、课堂认真听讲、课后及时巩固；

-学生通过学习物理知识，认识到了物理在生活中的应用，提高了学习的实用性。典型例题讲解例题1：

一物体质量为m，从静止开始沿水平面加速运动，经过一段距离s后，速度达到v。求物体在运动过程中外力做的功。

解答：

由动能定理知，外力做的功等于物体动能的变化量。

物体初始时动能E_k1=0，最终时动能E_k2=1/2*m*v^2。

外力做的功W=E_k2-E_k1=1/2*m*v^2。

例题2：

物体质量为m，沿斜面向下滑动，斜面倾角为θ。物体从斜面顶部滑到底部，求外力做的功。

解答：

物体沿斜面下滑过程中，重力做功W_g=m*g*h，其中h为物体下滑的高度，g为重力加速度。

由于斜面倾角为θ，h=s*sinθ，s为物体在斜面上的位移。

外力做的功W=W_g=m*g*s*sinθ。

例题3：

物体质量为m，在水平面上受到一个恒力F的作用，从静止开始加速运动。已知物体在力F作用下移动了距离s，求物体获得的动能。

解答：

由动能定理知，外力做的功等于物体动能的变化量。

物体初始时动能E_k1=0，外力做的功W=F*s。

物体获得的动能E_k2=W=F*s。

例题4：

物体质量为m，从高度h自由下落。求物体落地瞬间的动能。

解答：

物体自由下落过程中，重力做功W_g=m*g*h，其中g为重力加速度。

物体落地瞬间的动能E_k=W_g=m*g*h。

例题5：

物体质量为m，在水平面上以速度v1沿x轴正方向运动，受到一个恒力F的作用，使得物体在x轴方向上加速度a持续一段时间t。求物体在力F作用下获得的动能。

解答：

物体在力F作用下，沿x轴方向上的位移s=v1*t+1/2*a*t^2。

外力做的功W=F*s=F*(v1*t+1/2*a*t^2)。

物体获得的动能E_k=W=F*(v1*t+1/2*a*t^2)。内容逻辑关系-动能表达式及其物理意义；

-外力做功的计算方法；

-动能定理及其应用。

2.词与句：

-动能：物体由于运动而具有的能量，表达式为E_k=