2024-2025学年高中物理 第四章 机械能和能源 1 功教学设计2 教科版必修2

2024-2025学年高中物理第四章机械能和能源1功教学设计2教科版必修2授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间课程基本信息1.课程名称：2024-2025学年高中物理第四章机械能和能源1功教学设计

2.教学年级和班级：高一年级（1）班

3.授课时间：2024年10月15日星期一上午第二节课

4.教学时数：1课时

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同学们，大家好！今天我们要一起探索物理世界的奇妙——机械能和能源中的“功”。这节课，我们就要揭开“功”的面纱，一起感受物理的魅力！🌟🔍核心素养目标1.培养学生运用物理知识解释日常现象的能力。

2.增强学生分析物理问题、解决问题的逻辑思维能力。

3.提升学生对物理概念的理解和应用能力，培养科学探究精神。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：

学生们在前面的物理学习中，已经对力学的基本概念如力、运动、速度等有了初步的了解。他们能够运用这些基础知识来解决一些简单的物理问题。然而，对于功的概念，他们可能还停留在感性认识阶段，缺乏对功的定量分析和计算能力。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

高一的学生对物理学科普遍保持较高的兴趣，他们喜欢通过实验和观察来理解物理现象。在能力方面，学生的数学基础普遍较好，能够进行基本的代数运算。学习风格上，学生们既有倾向于通过实验操作来学习的，也有偏好通过公式推导来理解的。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

学生在学习功的概念时可能会遇到以下困难：一是对功的定义理解不够深入，容易将功与能量混淆；二是功的计算方法复杂，涉及到力和位移的夹角，学生可能难以把握计算过程中的细节；三是缺乏对实际情境中功的应用经验，难以将理论知识与实际问题相结合。因此，教学中需要通过实例分析和问题引导，帮助学生克服这些困难。教学资源准备1.教材：确保每位学生都有本节课所需的教科版必修2教材。

2.辅助材料：准备与功相关的图片、图表和解释功的计算方法的视频。

3.实验器材：准备滑轮、钩码、弹簧秤等实验器材，用于演示功的测量。

4.教室布置：设置分组讨论区，并在教室前部布置实验操作台，方便学生进行实验操作。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

-发布预习任务：通过在线平台发布PPT，介绍功的定义和计算公式，要求学生观看相关视频，理解功的概念。

-设计预习问题：提出“功的计算在实际生活中有哪些应用？”等问题，引导学生思考。

-监控预习进度：通过平台查看学生提交的预习笔记，确保预习效果。

学生活动：

-自主阅读预习资料：学生通过PPT和视频，了解功的基本概念。

-思考预习问题：学生思考功在生活中的应用，例如机械提升重物时的功。

-提交预习成果：学生提交预习笔记和思考问题，准备课堂讨论。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：通过预习，培养学生的自主学习能力。

-信息技术手段：利用在线平台，实现预习资源的共享和监控。

2.课中强化技能

教师活动：

-导入新课：以“为什么我们搬东西会感到累？”引入功的概念，激发兴趣。

-讲解知识点：讲解功的计算公式和力的方向与位移的关系。

-组织课堂活动：进行小组讨论，让学生通过实例计算功的大小。

-解答疑问：针对学生的疑问，如“为什么功的方向与位移方向不同？”进行解答。

学生活动：

-听讲并思考：学生认真听讲，思考功的计算方法。

-参与课堂活动：学生积极参与小组讨论，实际计算功的例子。

-提问与讨论：学生提出自己的疑问，如“功的单位是什么？”并参与讨论。

教学方法/手段/资源：

-讲授法：讲解功的基本概念和计算方法。

-实践活动法：通过小组讨论和计算，让学生在实践中学习。

-合作学习法：通过小组合作，培养学生的沟通能力和团队合作精神。

3.课后拓展应用

教师活动：

-布置作业：布置计算不同场景下功的题目，如斜面提升重物。

-提供拓展资源：推荐与功相关的科普文章和视频，供学生进一步学习。

-反馈作业情况：批改作业，针对学生的错误进行个别指导。

学生活动：

-完成作业：学生独立完成作业，巩固所学知识。

-拓展学习：学生利用拓展资源，加深对功的理解。

-反思总结：学生反思自己的学习过程，总结学习心得。

本节课的重点在于理解功的概念和计算方法，难点在于掌握功的计算公式及其在实际问题中的应用。通过课前预习、课中活动和课后拓展，帮助学生逐步克服难点，掌握重点。教学资源拓展1.拓展资源：

-功的物理意义：介绍功在物理学中的地位，以及它与能量转换的关系。

-功的计算实例：提供一些生活中常见的功的计算实例，如提升重物、自行车骑行等。

-功的单位：讲解功的国际单位制单位焦耳（Joule）及其换算关系。

-功的守恒定律：介绍功的守恒定律，以及它在物理学中的应用。

-功的测量方法：探讨不同情况下功的测量方法，如使用测力计、位移传感器等。

-功的数学表达：分析功的数学表达式，包括功的标量性质和计算公式。

-功在技术中的应用：介绍功在工程、机械、建筑等领域的应用实例。

2.拓展建议：

-阅读相关科普书籍：推荐《物理学的故事》等科普书籍，帮助学生了解功在物理学发展中的作用。

-观看科普视频：推荐观看《走进科学》中关于功的科普视频，通过生动的实例加深理解。

-参与实验探究：鼓励学生参与“测量斜面提升重物所做的功”的实验，亲身体验功的测量过程。

-撰写科普文章：引导学生撰写关于功的科普文章，锻炼学生的写作能力和表达能力。

-举办知识竞赛：组织关于功的知识竞赛，激发学生的学习兴趣，提高学生对功的理解。

-制作思维导图：让学生制作功的概念、计算方法、应用等方面的思维导图，帮助学生梳理知识体系。

-参与小组讨论：鼓励学生组成学习小组，讨论功的相关问题，培养团队合作精神和沟通能力。

-设计创新实验：鼓励学生设计关于功的创新实验，如利用滑轮系统提升重物，探讨不同条件下功的变化。

-参加学术讲座：邀请物理教师或专家举办关于功的学术讲座，拓宽学生的知识视野。

-完成拓展作业：布置与功相关的拓展作业，如计算不同情境下的功，加深学生对功的理解和应用。反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.案例教学法的应用：在讲解功的概念和计算时，我尝试引入实际案例，如电梯提升货物、自行车骑行等，让学生通过分析案例来理解功的应用，这种教学方法能够激发学生的学习兴趣，提高他们的实践能力。

2.多媒体辅助教学：利用多媒体资源，如动画、视频等，将抽象的物理概念形象化，帮助学生更好地理解功的计算和能量转换过程。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.学生对概念理解不深入：部分学生在学习功的概念时，对功的定义和计算方法理解不够深入，这在一定程度上影响了他们对后续知识点的掌握。

2.课堂互动不足：在课堂活动中，我发现学生之间的互动和讨论不够充分，这可能导致他们对问题的思考不够全面，影响学习效果。

3.评价方式单一：目前主要依靠作业和考试来评价学生的学习成果，这种评价方式可能无法全面反映学生的学习情况，尤其是学生的创新思维和实际操作能力。

反思改进措施（三）

1.深化概念教学：针对学生对功的概念理解不深入的问题，我将通过设计更多层次的问题和实例，引导学生深入思考功的本质和计算方法。

2.丰富课堂互动：为了提高课堂互动，我计划在课堂上设置更多小组讨论和角色扮演环节，鼓励学生积极参与，提出问题，分享观点。

3.多元化评价方式：为了更全面地评价学生的学习成果，我将尝试引入项目式学习、实验报告、课堂表现等多种评价方式，以更全面地了解学生的学习情况。

4.加强实践环节：在教学中，我将增加实验和实践活动，让学生在实际操作中感受功的应用，提高他们的动手能力和解决问题的能力。

5.关注学生个体差异：针对不同学生的学习风格和能力水平，我将提供个性化的学习指导，确保每个学生都能在课堂上得到充分的关注和帮助。

6.定期反思教学：为了不断提高教学质量，我将定期对自己的教学进行反思，总结经验教训，不断调整和优化教学方法。课后作业1.**计算题**：一个物体以10N的力沿水平面移动了5米，求该力所做的功。

-解答：功=力×位移×力与位移的夹角余弦值。由于力与位移方向相同，夹角余弦值为1。所以，功=10N×5m×1=50J。

2.**应用题**：一个工人用20N的力将重物沿斜面提升2米，斜面的长度为4米，求该力所做的功。

-解答：这里需要计算的是斜面上的功，因为力与位移的夹角不是90度。功=力×位移×力与位移的夹角余弦值。假设斜面与水平面的夹角为θ，可以通过三角函数计算cosθ。功=20N×2m×cosθ。如果θ未知，可以假设为30度（cos30°≈0.866），则功≈20N×2m×0.866≈35.2J。

3.**思考题**：为什么在斜面上提升重物时，所做的功比在水平面上提升同样重物所做的功要大？

-解答：在斜面上提升重物时，力不仅要克服重力的作用，还要克服重物沿斜面下滑的趋势，因此需要更大的力。尽管位移相同，但由于力的增加，功也随之增加。

4.**实验题**：设计一个实验来测量物体在斜面上受到的摩擦力所做的功。

-解答：实验步骤：

1.准备一个斜面、一个物体（如小车）、滑轮、钩码和测量工具（如测力计、卷尺）。

2.将物体放在斜面顶端，通过滑轮和钩码施加一个已知重量的力，使物体沿斜面下滑。

3.测量物体下滑的距离和钩码的下降高度。

4.计算摩擦力所做的功，即摩擦力乘以下降高度。

5.**计算题**：一个运动员以100N的力将一个球踢出，球的初速度为10m/s，如果球在空中飞行了5秒，求运动员对球所做的功。

-解答：首先，需要知道球在空中飞行5秒所受的力。由于题目没有给出空气阻力和重力的大小，我们假设只有重力作用。功=力×位移×力与位移的夹角余弦值。在这里，力是重力，位移是球飞行的水平距离。由于球在空中飞行时，力的方向（重力）与位移方向（水平）垂直，所以夹角余弦值为0。因此，功=100N×10m/s×5s×0=0J。这意味着在理想情况下（不考虑空气阻力），运动员对球所做的功为0。内容逻辑关系①本文重点知识点：

-功的定义：力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。

-功的计算公式：功=力