2024-2025学年高中物理 第4章 3 势能教学实录 教科版必修2

2024-2025学年高中物理第4章3势能教学实录教科版必修2主备人备课成员设计思路本节课以“势能”为主题，紧密围绕教科版必修2物理教材第4章第3节内容展开。通过引入实例，引导学生理解重力势能和弹性势能的概念，并通过实验探究其影响因素。结合实际问题，培养学生的科学探究能力和解决实际问题的能力，实现知识与技能的有机融合。核心素养目标1.培养学生运用物理知识解释自然现象的能力。

2.培养学生通过实验探究发现物理规律的科学探究素养。

3.培养学生运用数学工具分析物理问题的数学建模素养。

4.培养学生理解物理现象中的能量转化与守恒观念。重点难点及解决办法重点：重力势能和弹性势能的概念及其影响因素。

难点：势能计算公式的推导和应用。

解决办法：

1.通过实例引入，帮助学生理解势能的概念。

2.利用实验演示，直观展示势能的变化。

3.通过小组讨论，引导学生推导势能计算公式。

4.结合实际问题，练习应用势能公式解决实际问题。

5.设计变式练习，帮助学生突破计算难点。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.软硬件资源：物理实验室、力学实验器材（弹簧秤、钩码、测力计等）、多媒体教学设备（投影仪、电脑）。

2.课程平台：学校物理教学平台、教科书配套电子资源。

3.信息化资源：在线视频教程、物理教学软件、在线实验平台。

4.教学手段：实物演示、多媒体教学、小组合作探究、课堂讨论。教学过程设计导入环节（5分钟）

1.创设情境：展示自然界中物体运动的现象，如瀑布、抛物线运动等。

2.提出问题：引导学生思考物体在运动过程中是否具有能量，以及这种能量的性质。

3.学生讨论：分组讨论，分享各自对能量的理解。

4.总结：引导学生引出势能的概念。

讲授新课（20分钟）

1.重力势能概念：

-通过实例讲解重力势能的定义和计算公式。

-利用多媒体展示重力势能的变化过程。

-学生跟随讲解，推导重力势能的计算公式。

2.弹性势能概念：

-通过实例讲解弹性势能的定义和计算公式。

-利用多媒体展示弹性势能的变化过程。

-学生跟随讲解，推导弹性势能的计算公式。

3.势能影响因素：

-分析重力势能和弹性势能的影响因素，如高度、弹性形变等。

-通过实验演示，直观展示影响因素的变化。

-学生观察实验现象，总结影响因素。

巩固练习（10分钟）

1.课堂练习：布置相关练习题，要求学生在规定时间内完成。

2.学生展示：选取部分学生展示解题过程，教师点评。

3.小组讨论：分组讨论练习中的难点问题，共同解决。

课堂提问（5分钟）

1.提问：重力势能和弹性势能有什么区别？

2.学生回答：引导学生总结重力势能和弹性势能的特点。

3.提问：如何计算重力势能和弹性势能？

4.学生回答：引导学生回顾计算公式，加深理解。

师生互动环节（5分钟）

1.教师提问：在日常生活中，我们如何利用势能？

2.学生回答：分享生活中与势能相关的实例。

3.教师点评：总结学生的回答，强调势能的应用。

4.教师提问：如何将势能转化为其他形式的能量？

5.学生回答：引导学生思考能量转化的过程。

教学拓展（5分钟）

1.引导学生思考势能与其他物理量的关系。

2.学生讨论：小组讨论，总结势能与速度、高度等物理量的关系。

3.教师点评：总结学生的讨论成果，拓展学生对物理知识的理解。

1.回顾本节课所学内容，强调重点。

2.布置课后作业，巩固所学知识。

3.学生提问：解答学生在课堂上的疑问。

总用时：45分钟教学资源拓展1.拓展资源：

-势能的守恒定律：介绍势能守恒定律的基本原理，包括机械能守恒定律的适用条件和推导过程。

-势能的应用实例：收集生活中势能应用的实例，如水力发电、弹簧测力计等。

-势能与能量转化的关系：探讨势能与其他形式能量（如动能、热能）之间的转化过程。

-势能计算的实际应用：介绍势能计算在工程、建筑、体育等领域的应用案例。

2.拓展建议：

-阅读相关科普书籍或文章，如《物理世界中的能量》等，以加深对势能概念的理解。

-观看科普视频，如“势能守恒定律的动画演示”，通过视觉方式理解势能的变化。

-参与物理实验，如“弹簧测力计的原理与制作”，亲身体验势能的测量和计算。

-完成课后作业中的拓展题，如“设计一个利用势能的简易机械装置”，将所学知识应用于实际设计。

-参加物理竞赛或科技活动，如“物理创新实验设计大赛”，提升解决实际问题的能力。

-与同学组成学习小组，共同探讨势能相关的物理问题，通过合作学习加深理解。

-阅读物理学史，了解势能概念的发展历程，感受科学家们的探索精神。

-利用网络资源，如在线课程、教育论坛等，获取更多关于势能的学术信息和讨论。课堂小结，当堂检测课堂小结：

1.回顾本节课的主要内容，包括重力势能和弹性势能的概念、计算公式及其影响因素。

2.强调势能守恒定律的重要性，以及在物理学中的应用。

3.总结本节课的关键知识点，如势能的定义、势能计算公式的推导、势能守恒的应用等。

4.引导学生思考势能在日常生活和科技发展中的应用，如水力发电、弹簧测力计等。

5.提醒学生在课后复习时，重点关注势能的概念理解和计算公式的运用。

当堂检测：

1.选择填空题：请从下列选项中选择正确的答案。

-重力势能的大小与下列哪个因素无关？（A.质量B.高度C.重力加速度D.物体的形状）

-弹性势能的计算公式为：（A.E=1/2kx^2B.E=1/2mv^2C.E=mghD.E=QV）

2.计算题：一物体从高度h处自由落下，求落地时物体的动能和势能。

3.应用题：一个弹簧测力计的弹簧劲度系数为k，当弹簧被拉伸5cm时，测力计的示数为F。求弹簧的弹性势能。

4.简答题：简述势能守恒定律，并举例说明其在生活中的应用。

5.判断题：势能守恒定律在所有情况下都成立。（正确/错误）

检测目的：

1.检查学生对本节课知识点的掌握程度。

2.帮助学生巩固所学知识，发现并纠正学习中的错误。

3.培养学生的计算能力和应用能力。

4.为课后复习和下一节课的学习做好准备。典型例题讲解例题1：

一个质量为m的物体从高度h处自由落下，不计空气阻力。求物体落地时的速度v。

解：物体自由落下的过程中，势能转化为动能，根据机械能守恒定律，有：

mgh=1/2mv^2

解得：

v=√(2gh)

例题2：

一个弹簧振子的质量为m，弹簧的劲度系数为k，振幅为A。求弹簧振子达到最大位移时的速度v。

解：弹簧振子达到最大位移时，动能全部转化为弹性势能，根据机械能守恒定律，有：

1/2mv^2=1/2kA^2

解得：

v=√(kA^2/m)

例题3：

一个物体从高度h处以初速度v0水平抛出，不计空气阻力。求物体落地时的速度v。

解：物体水平抛出的过程中，水平方向速度不变，竖直方向做自由落体运动。根据机械能守恒定律，有：

mgh=1/2mv^2

解得：

v=√(v0^2+2gh)

例题4：

一个物体从斜面上滑下，斜面倾角为θ，物体与斜面的动摩擦因数为μ。求物体滑下斜面到底部时的速度v。

解：物体滑下斜面的过程中，重力势能转化为动能和摩擦力做的功，根据机械能守恒定律，有：

mgh-μmgcosθ*h=1/2mv^2

解得：

v=√(2gh-2μghcosθ)

例题5：

一个质量为m的物体从静止开始，沿斜面下滑，斜面倾角为θ，斜面长度为l。求物体下滑过程中克服摩擦力所做的功W。

解：物体下滑过程中，重力势能转化为动能和摩擦力做的功，根据机械能守恒定律，有：

mgh=1/2mv^2+W

由于物体从静止开始，初速度为0，因此动能项为0，解得：

W=mgh

答案：

例题1：v=√(2gh)

例题2：v=√(kA^2/m)

例题3：v=√(v0^2+2gh)

例题4：v=√(2gh-2μghcosθ)

例题5：W=mgh反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.情境教学：通过创设与生活实际相关的物理情境，激发学生的学习兴趣，提高学生对物理知识的理解与应用能力。

2.实验探究：注重实验操作，让学生通过亲自动手实验，体验物理规律，培养科学探究精神。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.学生对物理概念的理解不够深入：部分学生在学习物理概念时，仅停留在记忆层面，缺乏对概念本质的理解。

2.学生应用物理知识解决实际问题的能力不足：学生在面对实际问题时的物理知识运用不够灵活，缺乏实际操作经验。

3.教学评价方式单一：目前的教学评价主要依赖于书面考试，对学生的综合能力评价不够全面。

反思改进措施（三）改进措施

1.深化物理概念教学：通过举例、类比、比较等方法，引导学生深入理解物理概念，提高学生的概念理解能力。

2.强化实践操作环节：增加实验课的比重，让学生在实验中学习物理知识，培养实际操作能力。

3.丰富教学评价方式：结合过程性评价和结果性评价，关注学生的综合能力发展，如实验操作、小组合作、创新思维等方面。