专题1：求变力做功的方法（教学设计） 2023-2024学年高一物理同步讲练课堂（人教版2019必修第二册）

专题1：求变力做功的方法（教学设计）2023-2024学年高一物理同步讲练课堂（人教版2019必修第二册）.课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、教学内容本节课的教学内容来自于人教版2019必修第二册的物理教材，主要涉及“专题1：求变力做功的方法”。具体内容包括：

1.力的概念：向学生介绍力的定义、力的计量单位以及力的分类。

2.力的作用：讲解力的作用原理，包括作用力和反作用力，并通过实例让学生理解力的作用。

3.功的计算：介绍功的概念，讲解恒力做功和变力做功的计算方法，并通过例题让学生掌握求变力做功的方法。

4.能量守恒：通过讲解力和能量的关系，让学生理解力做功的本质，并运用能量守恒定律分析实际问题。

教学重点是让学生掌握求变力做功的方法，学会运用能量守恒定律分析问题。教学难点是力的概念和功的计算方法的掌握。二、核心素养目标本节课的核心素养目标主要包括：

1.科学思维：通过讲解力的概念、功的计算方法以及能量守恒定律，培养学生的逻辑思维和科学推理能力。

2.科学探究：引导学生通过观察、实验和分析，探索力和功的关系，培养学生的实证分析和问题解决能力。

3.科学态度：在学习过程中，培养学生对物理现象的好奇心、批判精神和合作态度，使其能够积极主动地参与学习。

4.科学应用：通过实际例题和问题，引导学生运用所学的力和功的知识，解决生活中的物理问题，培养学生的知识应用能力。三、教学难点与重点1.教学重点：

a.力的概念：力的定义、力的计量单位以及力的分类。

b.功的计算：恒力做功和变力做功的计算方法。

c.能量守恒：理解力做功的本质，运用能量守恒定律分析问题。

d.力的作用：力的作用原理，包括作用力和反作用力，并通过实例让学生理解力的作用。

2.教学难点：

a.力的概念：理解力的本质和力的分类，以及力的作用原理。

b.功的计算：掌握变力做功的计算方法，能够灵活运用到实际问题中。

c.能量守恒：运用能量守恒定律分析实际问题，理解力和能量的关系。

d.力的作用：理解作用力和反作用力的概念，并能够运用到实际问题中。

e.力的合成与分解：掌握力的合成与分解方法，能够解决实际问题中的力的合成与分解问题。

f.力与运动的关系：理解力与运动的关系，掌握牛顿运动定律，并能够运用到实际问题中。四、教学方法与手段教学方法：

1.讲授法：通过教师的讲解，向学生传授力的概念、功的计算方法和能量守恒定律等核心知识。

2.讨论法：组织学生进行小组讨论，引导学生主动思考和探索力的作用和功的关系，促进学生的理解和思考能力。

3.实验法：安排实验环节，让学生亲身体验和观察力的作用和功的计算，提高学生的实证分析和问题解决能力。

教学手段：

1.多媒体设备：利用多媒体课件和视频，生动形象地展示力的作用原理和功的计算过程，提高学生的学习兴趣和理解程度。

2.教学软件：运用教学软件进行模拟和动画演示，帮助学生直观地理解力的合成与分解以及力与运动的关系。

3.互动平台：利用互动平台进行实时提问和解答，促进学生主动参与课堂讨论，提高学生的积极性和主动性。五、教学过程课堂导入（5分钟）

大家好，今天我们要学习的是“专题1：求变力做功的方法”。在这个专题中，我们将深入探究力的概念、功的计算以及能量守恒定律。希望通过本节课的学习，大家能够掌握求变力做功的方法，并能够运用能量守恒定律分析实际问题。

首先，我们来回顾一下力的概念。力是物体之间相互作用的结果，它可以改变物体的形状或者改变物体的运动状态。力的计量单位是牛顿，常用的符号是F。力可以分为接触力和非接触力，接触力如弹力、摩擦力，非接触力如重力、电磁力等。

现在，我们来探讨一下能量守恒定律。能量守恒定律指出，在一个封闭系统中，能量不会凭空产生也不会凭空消失，只会从一种形式转化为另一种形式，系统的总能量保持不变。在力学中，能量守恒定律可以表述为：一个系统的总机械能（动能和势能之和）保持不变。

（学生解答例题，老师巡回指导，约15分钟）

现在，我们来进行讨论。请大家小组合作，探讨一下力的合成与分解的方法。每个小组可以选择一个实际问题，比如一个物体受到两个力的作用，请大家运用所学的力的合成与分解方法，解决这个实际问题。

（学生分组讨论，老师巡回指导，约15分钟）

（学生进行实验，老师巡回指导，约15分钟）

最后，我们来进行总结。通过本节课的学习，我们掌握了力的概念、功的计算方法以及能量守恒定律。我们学习了如何求变力做功，并能够运用能量守恒定律分析实际问题。希望大家能够通过本节课的学习，提高自己的科学思维和问题解决能力。

（课堂总结，约5分钟）

今天的课就到这里，下节课我们将继续学习新的内容。谢谢大家！

（课堂结束，学生放学，老师整理教学器材，准备下一节课的教学）六、知识点梳理1.力的概念

-力的定义：力是物体之间相互作用的结果。

-力的计量单位：牛顿（N）

-力的分类：接触力（如弹力、摩擦力）和非接触力（如重力、电磁力）。

2.功的计算

-恒力做功的计算：功=力×距离×cosθ

-变力做功的计算：功=∫力dx（积分求解）

3.能量守恒定律

-能量守恒定律：在一个封闭系统中，能量不会凭空产生也不会凭空消失，只会从一种形式转化为另一种形式，系统的总能量保持不变。

4.力的合成与分解

-力的合成：两个力的合力大小和方向通过平行四边形法则确定。

-力的分解：一个力可以分解为两个力，分解后的两个力的合力等于原力，且方向相反。

5.力与运动的关系

-牛顿运动定律：力等于物体的质量乘以加速度（F=ma）。

-加速度与力、质量的关系：加速度与作用力成正比，与物体质量成反比。

6.实验方法

-实验目的：通过实验观察和测量力的作用和功的计算。

-实验器材：弹簧测力计、滑轮组、钩码、桌子等。

-实验步骤：搭建实验装置，测量力的大小和物体的位移，计算功的大小。

7.实际问题分析

-运用能量守恒定律分析实际问题：分析系统的能量输入和输出，判断系统能量的增减。

-运用力的合成与分解方法解决实际问题：分析物体受到的多个力的作用，通过合成与分解方法求解合力的大小和方向。七、典型例题讲解现在，我们来讲解一些典型的例题，帮助大家更好地理解和掌握所学的知识。

例题1：

一个物体受到两个力的作用，力F1的大小为10N，方向与位移方向相同；力F2的大小为8N，方向与位移方向相反。求物体所做的总功。

解答：

总功=∫F1dx+∫F2dx

由于F1和F2都是恒力，我们可以直接计算积分：

总功=F1x1+F2x2

代入数值：

总功=10N×x1-8N×x2

例题2：

一个物体受到一个恒力F的作用，力的大小为10N，方向与位移方向相同。物体的质量为2kg，加速度为5m/s²。求物体所做的功。

解答：

根据牛顿第二定律：F=ma

解得：a=F/m=10N/2kg=5m/s²

根据位移公式：x=1/2at²

代入数值：x=1/2×5m/s²×(2s)²=10m

物体所做的功=F×x=10N×10m=100J

例题3：

一个物体沿着斜面滑下，受到重力、斜面的支持力和摩擦力的作用。已知重力的大小为20N，斜面的支持力为10N，摩擦力的大小为5N，斜面与水平面的夹角为30°。求物体滑下斜面所做的功。

解答：

物体所做的功=∫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

物体所做的总功=50J-50J=0J

例题4：

一个物体做匀速直线运动，受到两个力的作用，力F1的大小为10N，方向与位移方向相同；力F2的大小为8N，方向与位移方向相反。求物体的速度。

解答：

由于物体做匀速直线运动，加速度为0，根据牛顿第二定律：F=ma

可得：F1-F2=0

解得：F1=F2

由于力与位移方向相同，功等于力与位移的乘积，物体所做的总功等于F1×x：

总功=F1×x=10N×10m=100J

由于物体做匀速直线运动，功等于能量的增加，即总功等于物体的动能增加量：

动能增加量=1/2mv²

代入数值：100J=1/2×m×v²

解得：v=√(200/m)

例题5：

一个物体从高度h自由落下，受到重力的作用。已知重力的大小为20N，物体的质量为2kg。求物体落地时所做的功。

解答：

物体所做的功=∫重力×位移dx

由于重力是恒力，我们可以直接计算积分：

物体所做的功=mgh

代入数值：物体所做的功=2kg×10m/s²×h八、教学反思与总结今天讲完“专题1：求变力做功的方法”，我坐在办公室里，静静地反思这节课的教学。我意识到，教学不仅仅是一个单向的知识传递过程，更是一个师生互动、共同探索的过程。

我首先感到满意的是，我能够通过生动的例子和实际的物理现象，让学生们更好地理解了力的概念、功的计算以及能量守恒定律。例如，我在讲解力的合成与分解时，通过让学生们自己动手做实验，让他们直观地看到了力的合成与分解的效果，这样他们就能够更好地理解和记忆这个概念。

然而，我也意识到教学中存在的一些问题。例如，在讲解功的计算时，我发现有些学生对于变力做功的计算还是有些困惑，他们不太能够理解如何通过积分