高一物理功和能量變化的關(guān)系(共5頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第五章 E 功和能量變化的關(guān)系一、教學(xué)任務(wù)分析從知識體系上看，功和能量變化的關(guān)系不僅將功和能量聯(lián)系起來，更是把運(yùn)動學(xué)、力學(xué)、功、能的知識融合在一起，運(yùn)用功能關(guān)系解決問題即是對所有力學(xué)知識的綜合運(yùn)用。同時，功能關(guān)系是理解能量守恒和能量轉(zhuǎn)化定律的基礎(chǔ)。因此本節(jié)課是物理學(xué)習(xí)中的一個重要內(nèi)容。學(xué)習(xí)本節(jié)課需要以功、動能、重力勢能、牛頓運(yùn)動定律、運(yùn)動學(xué)等相關(guān)知識為基礎(chǔ)。本設(shè)計(jì)的引入部分要求學(xué)生完成指定的任務(wù)，然后仔細(xì)分析完成任務(wù)的過程，發(fā)現(xiàn)能量變化的過程中總伴隨著有力在做功，從而引出能量的變化與力做功有關(guān)。然后在兩個不同的情景中分別對動能和重力勢能變化的過程中力做功的情況進(jìn)行仔細(xì)

2、的討論，得出動能的變化與外力做功的關(guān)系、重力勢能的變化與重力做功的關(guān)系。最后，在教師的指導(dǎo)下，將能量的變化與功的關(guān)系，即功是能量變化的量度推廣到所有能量的變化。本設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)學(xué)生在已有知識的基礎(chǔ)上，通過自主活動，在解決問題的過程中，逐步形成新的知識、規(guī)律。在運(yùn)用動力學(xué)、功能關(guān)系兩種方法解決問題的過程中，通過比較感受兩種解決問題的方法的不同之處。在得出結(jié)論功是能量變化的量度這一結(jié)論時，學(xué)生可以感悟到物質(zhì)世界的普遍聯(lián)系。二、教學(xué)目標(biāo)1知識與技能（1）知道功是能量變化的量度，理解功與能的關(guān)系。（2）會用外力做功與動能變化的關(guān)系和重力做功與重力勢能變化的關(guān)系進(jìn)行簡單計(jì)算。（3）知道功是過程物理量，能是狀態(tài)

3、物理量。2過程與方法（1）利用已有的知識，在自主解決問題的過程中，經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)和建立新規(guī)律的過程。（2）在運(yùn)用動力學(xué)、功能關(guān)系兩種方法解決問題的過程中，運(yùn)用比較的方法，感受新方法的便捷之處。3情感、態(tài)度與價(jià)值觀（1）在力學(xué)量和運(yùn)動學(xué)量之間再次發(fā)現(xiàn)新的關(guān)系的過程中，感悟到世界的不斷變化與緊密聯(lián)系。（2）在已有知識的基礎(chǔ)上，通過自主活動逐步形成新規(guī)律的過程，體驗(yàn)學(xué)習(xí)的艱辛和成功的喜悅。三、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)： 理解合外力做功與動能變化的關(guān)系，重力做功與勢能變化的關(guān)系，即功是能量變化的量度，并進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。難點(diǎn)： 理解外力做正功時動能增加，重力做正功時重力勢能減少。四、教學(xué)資源器材：玩具小車、籃球、橡皮

4、筋五、教學(xué)設(shè)計(jì)思路本設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括三個方面：一是通過做功的方式可以改變物體的能量，二是動能的改變可以通過合外力做功來量度、重力勢能的變化可以用重力做的功來量度以及相關(guān)的計(jì)算，三是功是能量變化的量度。本設(shè)計(jì)的基本思路是：由演示實(shí)驗(yàn)從定性的角度引出做功可以改變物體的能量，然后在學(xué)生已有知識的基礎(chǔ)上、在解決問題的過程中，使動能和重力勢能兩種能量的變化分別與哪些力做的功有關(guān)、有怎樣的關(guān)系、如何運(yùn)用這些關(guān)系等問題逐漸明朗；最后，教師予以提升：不僅是動能和重力勢能的變化，所有能量的變化都對應(yīng)某個（或某些）力做的功。本設(shè)計(jì)要突出的重點(diǎn)是：學(xué)生在已有知識的基礎(chǔ)上，通過自主活動，逐步理解動能的變化與合外力做功的

5、關(guān)系、重力勢能的變化與重力做功的關(guān)系，并進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。本設(shè)計(jì)要突破的難點(diǎn)是：外力做正功時，動能增加；重力做正功，重力勢能減少。這些規(guī)律，均是學(xué)生在自主解決問題的過程中逐步發(fā)現(xiàn)的，較容易接受。 本設(shè)計(jì)主要針對兩種能量即動能和重力勢能的變化與哪些力做功有關(guān)展開討論，在建立功是能量轉(zhuǎn)化的量度的基本認(rèn)識的過程中，學(xué)會解決問題的一種新方法功能關(guān)系的運(yùn)用，并在與牛頓運(yùn)動定律的方法進(jìn)行比較的過程中，體會兩種方法各自的特點(diǎn)。學(xué)生曾經(jīng)運(yùn)用牛頓運(yùn)動定律在運(yùn)動學(xué)量與力學(xué)量之間建立了聯(lián)系，而在本節(jié)課上功能關(guān)系的運(yùn)用再次將力學(xué)量與運(yùn)動學(xué)量聯(lián)系起來，在這一過程中，學(xué)生可以感悟到物質(zhì)世界的不斷變化與緊密聯(lián)系。完成本設(shè)計(jì)的內(nèi)

6、容約需1課時。六、教學(xué)流程活動III簡單應(yīng)用活動II解決問題動能的變化用外力做功來量度1教學(xué)流程圖 活動I完成指定任務(wù)做功可以改變物體的能量重力勢能的變化用重力做功來量度活動V簡單應(yīng)用活動IV討論交流功是能量轉(zhuǎn)化的量度活動VI師生互動2流程圖說明活動I 提供器材，請學(xué)生完成任務(wù)請學(xué)生通過操作實(shí)驗(yàn)、回答問題找出使物體的動能、重力勢能或彈性勢能發(fā)生變化方法，然后分析其中的過程，發(fā)現(xiàn)不管是哪個過程都伴隨著有力對物體做功（或負(fù)功），從而得出做功可以改變物體的能量活動II 研究動能的變化與什么力做功有關(guān)，有怎樣的關(guān)系一質(zhì)量為m的物體靜止在水平地面上，在一水平拉力F的作用下由靜止開始運(yùn)動，運(yùn)動的過程中還受

7、到地面的阻力f的作用，求運(yùn)動s的過程中物體增加的動能是多少？外力對物體所做的功分別是多少？若運(yùn)動s時撤去F，物體還能克服f做多少功？在解決這一問題的的同時，可以發(fā)現(xiàn)：物體動能的增加量就等于外力做功的和，或是合外力做的功；合外力做正功，動能增加，合外力做負(fù)功，動能減少。活動III 簡單應(yīng)用利用外力做功與動能變化的關(guān)系解決具體問題，比較兩種方法，體會各自的特點(diǎn)?；顒覫V 研究重力勢能的變化與什么力做功有關(guān)，有怎樣的關(guān)系研究籃球在不同的運(yùn)動過程中，其重力勢能的變化、力做功的情況，發(fā)現(xiàn)重力勢能的變化與重力做功的關(guān)系。 活動V 簡單應(yīng)用解決教材P57示例2的問題，進(jìn)一步理解重力做功與重力勢能變化的關(guān)系。

8、活動VI 師生互動，將結(jié)論進(jìn)一步推廣歸納并推廣結(jié)論：某種能量的變化過程總伴隨著某個（些）做功的過程，能量是狀態(tài)量，功是過程量；可用力做功的多少來量度能量的變化，即功是能量變化的量度。3教學(xué)的主要環(huán)節(jié) 本設(shè)計(jì)可分為三個主要的教學(xué)環(huán)節(jié)。第一環(huán)節(jié)，通過對實(shí)際過程的分析得出物體的能量變化的過程即力做功的過程。第二環(huán)節(jié)，確認(rèn)動能的變化與外力做功的關(guān)系、重力勢能變化與重力做功的關(guān)系，并運(yùn)用功、能關(guān)系進(jìn)行簡單計(jì)算。 第三環(huán)節(jié)，將結(jié)論推廣：功是能量變化的量度。七、教案示例（一）引出能量的變化與做功有關(guān)提供玩具小車（無電動裝置）、籃球、橡皮筋等器材，提出任務(wù)：任務(wù)1：增加原來靜止小車的動能任務(wù)2：改變籃球的重力

9、勢能任務(wù)3：增加橡皮筋的彈性勢能請學(xué)生通過操作完成任務(wù)，并演示。小結(jié)和引導(dǎo)：仔細(xì)觀察和分析上述能量變化的過程，發(fā)現(xiàn)都有力的作用和發(fā)生一段位移，即都有做功的過程。我們可以得出這樣的初步結(jié)論：能量變化的過程與力做功有關(guān)。下面我們就具體的探究我們比較熟悉的動能、重力勢能的變化分別與那些力做的功有關(guān)，有怎樣的關(guān)系。（二）探究動能、重力勢能的變化分別與外力、重力做功的關(guān)系1動能的變化任務(wù)1：一質(zhì)量為m的物體靜止在水平地面上，在一水平拉力F的作用下由靜止開始運(yùn)動，運(yùn)動過程中還受到地面的阻力f的作用，求物體運(yùn)動s的過程中增加的動能是多少？外力對物體所做的功分別是多少？若運(yùn)動s時撤去F，物體還能克服f做多少功

10、？結(jié)論：物體增加的動能與外力做的總功的多少相等，物體減少的動能與外力對物體做的負(fù)功的多少相等。任務(wù)2：教材P53示例1請學(xué)生比較兩種解法的不同之處，并請個別學(xué)生在全班交流。結(jié)論：對力和運(yùn)動的問題，我們除了用牛頓定律解決之外，還可以用功和動能變化之間的關(guān)系來解決，并且新的方法更便捷，不涉及中間過程。2重力勢能的變化任務(wù)1：請將下列表格填寫完整運(yùn)動過程（籃球質(zhì)量為m）重力勢能的變化所受力做的功手用力F托著籃球向上運(yùn)動h的距離增加mghF：Fh； 重力：-mgh被拋出的籃球豎直方向上升h的距離增加mgh重力：-mgh籃球自由下落h的距離減少mgh重力：mgh籃球沿斜面運(yùn)動，豎直方向下降h的高度減少mgh重力：mgh結(jié)論：重力的勢能增加多少，重力就對物體做等量的負(fù)功；重力勢能減少多少，重力就對物體做等量的功，所以可以用重力做功來量度重力勢能的變化。任務(wù)2：教材P54示例2（三）功是能量轉(zhuǎn)化的量度今天，通過大家的努力我們確認(rèn)了動能的變化可以用外力做的總功來量度，重力勢能的變化可以用重力做的功來量度；功總是伴隨