專題：機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用 教學(xué)設(shè)計(jì) -2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修第二冊(cè)

專題：機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用教學(xué)設(shè)計(jì)-2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修第二冊(cè)授課內(nèi)容授課時(shí)數(shù)授課班級(jí)授課人數(shù)授課地點(diǎn)授課時(shí)間課程基本信息1.課程名稱：《物理：機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用》

2.教學(xué)年級(jí)和班級(jí)：高一（2）班

3.授課時(shí)間：2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期，第5周，星期二上午第3節(jié)

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：45分鐘

本節(jié)課將緊密圍繞人教版（2019）必修第二冊(cè)中關(guān)于機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用進(jìn)行教學(xué)，通過實(shí)例分析和實(shí)驗(yàn)演示，使學(xué)生深入理解機(jī)械能守恒的原理，并能運(yùn)用該原理解決實(shí)際問題。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)旨在培養(yǎng)學(xué)生以下幾方面的能力：首先，通過探究機(jī)械能守恒定律，提高學(xué)生運(yùn)用物理學(xué)原理解決實(shí)際問題的科學(xué)思維能力；其次，通過小組討論和實(shí)驗(yàn)操作，培養(yǎng)學(xué)生合作交流、動(dòng)手實(shí)踐的能力；再次，通過分析實(shí)際案例，使學(xué)生能夠?qū)⑽锢碇R(shí)與現(xiàn)實(shí)生活相結(jié)合，增強(qiáng)學(xué)生的物理觀念和科學(xué)探究意識(shí)；最后，激發(fā)學(xué)生對(duì)物理學(xué)科的興趣，培養(yǎng)其創(chuàng)新精神及科學(xué)態(tài)度，為學(xué)生終身學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。教學(xué)內(nèi)容與課本緊密關(guān)聯(lián)，注重培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)

（1）機(jī)械能守恒定律的表述及其適用條件。

（2）運(yùn)用機(jī)械能守恒定律分析物體在重力作用下的運(yùn)動(dòng)。

（3）通過實(shí)例解析，掌握機(jī)械能守恒定律在實(shí)際問題中的應(yīng)用。

舉例：如物體在自由落體運(yùn)動(dòng)中，如何運(yùn)用機(jī)械能守恒定律計(jì)算物體落地時(shí)的速度。

2.教學(xué)難點(diǎn)

（1）理解機(jī)械能守恒定律的本質(zhì)，尤其是勢(shì)能與動(dòng)能之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。

（2）在實(shí)際問題中，正確判斷哪些力做功，哪些力不做功，從而確定機(jī)械能是否守恒。

（3）解決復(fù)雜系統(tǒng)中機(jī)械能守恒問題時(shí)，如何分解運(yùn)動(dòng)和力的作用。

舉例：分析物體沿斜面下滑時(shí)，除重力做功外，摩擦力對(duì)機(jī)械能守恒的影響；或者在一個(gè)復(fù)雜的力學(xué)系統(tǒng)中，如何將多個(gè)力的作用分解，判斷機(jī)械能是否守恒。教學(xué)資源1.硬件資源：

-物理實(shí)驗(yàn)室

-投影儀

-計(jì)算機(jī)及多媒體設(shè)備

-力學(xué)實(shí)驗(yàn)器材（斜面、滑輪、小車等）

2.軟件資源：

-課本及教學(xué)參考書

-教學(xué)PPT

-物理仿真軟件

3.課程平臺(tái)：

-學(xué)校教學(xué)管理系統(tǒng)

-電子白板

4.信息化資源：

-電子教案

-動(dòng)態(tài)模擬機(jī)械能守恒過程的動(dòng)畫

-網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源庫(kù)

5.教學(xué)手段：

-講授與討論相結(jié)合

-實(shí)驗(yàn)演示

-小組合作學(xué)習(xí)

-交互式教學(xué)

-課后在線自測(cè)與反饋教學(xué)實(shí)施過程1.課前自主探索

教師活動(dòng)：

-發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：通過學(xué)校教學(xué)管理系統(tǒng)發(fā)布預(yù)習(xí)資料，包括PPT、預(yù)習(xí)視頻和預(yù)習(xí)指南，明確預(yù)習(xí)目標(biāo)和要求。

-設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問題：圍繞“機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用”，設(shè)計(jì)問題如“機(jī)械能守恒的條件是什么？”和“在什么情況下機(jī)械能不守恒？”

-監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：通過系統(tǒng)后臺(tái)查看學(xué)生預(yù)習(xí)資料下載情況和預(yù)習(xí)問題回答情況。

學(xué)生活動(dòng)：

-自主閱讀預(yù)習(xí)資料：按照預(yù)習(xí)指南，閱讀課本相關(guān)章節(jié)，觀看預(yù)習(xí)視頻，理解機(jī)械能守恒的概念。

-思考預(yù)習(xí)問題：嘗試回答預(yù)習(xí)問題，并記錄疑問。

-提交預(yù)習(xí)成果：通過教學(xué)管理系統(tǒng)提交預(yù)習(xí)筆記和問題。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立探索新知識(shí)。

-信息技術(shù)手段：利用教學(xué)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)資源共享和進(jìn)度監(jiān)控。

作用與目的：

-為課堂學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)，了解機(jī)械能守恒的基本原理。

-培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和問題意識(shí)。

2.課中強(qiáng)化技能

教師活動(dòng)：

-導(dǎo)入新課：通過一個(gè)簡(jiǎn)單的物理實(shí)驗(yàn)（如小球從斜面滾下）引出機(jī)械能守恒定律。

-講解知識(shí)點(diǎn)：詳細(xì)講解機(jī)械能守恒的條件和數(shù)學(xué)表達(dá)，結(jié)合實(shí)際案例。

-組織課堂活動(dòng)：進(jìn)行小組討論，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生理解機(jī)械能守恒在實(shí)際問題中的應(yīng)用。

-解答疑問：針對(duì)學(xué)生的疑問，進(jìn)行實(shí)時(shí)解答。

學(xué)生活動(dòng)：

-聽講并思考：認(rèn)真聽講，思考教師提出的問題。

-參與課堂活動(dòng)：在小組內(nèi)討論，共同分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，探討機(jī)械能守恒的具體應(yīng)用。

-提問與討論：對(duì)于不懂的問題或想法，與同學(xué)和老師進(jìn)行討論。

教學(xué)方法/手段/資源：

-講授法：通過講解和案例分析，幫助學(xué)生深入理解機(jī)械能守恒定律。

-實(shí)驗(yàn)活動(dòng)法：通過實(shí)驗(yàn)觀察和數(shù)據(jù)分析，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)機(jī)械能守恒的理解。

-合作學(xué)習(xí)法：通過小組合作，培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和團(tuán)隊(duì)精神。

作用與目的：

-加深對(duì)機(jī)械能守恒定律的理解，掌握其在實(shí)際問題中的應(yīng)用。

-通過實(shí)踐活動(dòng)，提高學(xué)生的動(dòng)手能力和問題解決能力。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動(dòng)：

-布置作業(yè)：布置與機(jī)械能守恒相關(guān)的習(xí)題，要求學(xué)生獨(dú)立完成。

-提供拓展資源：推薦與機(jī)械能守恒相關(guān)的拓展閱讀材料和在線資源。

-反饋?zhàn)鳂I(yè)情況：及時(shí)批改作業(yè)，提供反饋和指導(dǎo)。

學(xué)生活動(dòng)：

-完成作業(yè)：認(rèn)真完成作業(yè)，鞏固課堂所學(xué)。

-拓展學(xué)習(xí)：利用拓展資源，深化對(duì)機(jī)械能守恒的理解。

-反思總結(jié)：總結(jié)學(xué)習(xí)過程中的收獲和不足，制定改進(jìn)措施。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：鼓勵(lì)學(xué)生在課后自主復(fù)習(xí)和拓展學(xué)習(xí)。

-反思總結(jié)法：引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自我評(píng)價(jià)和反思。

作用與目的：

-鞏固機(jī)械能守恒定律的知識(shí)點(diǎn)，提高解題技能。

-通過拓展學(xué)習(xí)，增加學(xué)生對(duì)物理學(xué)科的興趣和認(rèn)識(shí)。

-通過反思總結(jié)，促進(jìn)學(xué)生的自我學(xué)習(xí)和成長(zhǎng)。拓展與延伸1.拓展閱讀材料

-《物理學(xué)史》中關(guān)于機(jī)械能守恒定律的發(fā)展歷程。

-《經(jīng)典力學(xué)》中關(guān)于能量守恒更深入的討論和分析。

-《物理實(shí)驗(yàn)方法》中關(guān)于如何設(shè)計(jì)和進(jìn)行機(jī)械能守恒實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)。

-《現(xiàn)代物理技術(shù)應(yīng)用》中機(jī)械能守恒在現(xiàn)代科技領(lǐng)域的應(yīng)用案例。

2.課后自主學(xué)習(xí)和探究

-研究機(jī)械能守恒定律在生活中的應(yīng)用，例如：分析自行車在下坡過程中的能量轉(zhuǎn)換。

-探索機(jī)械能守恒與環(huán)境保護(hù)的關(guān)系，例如：研究可再生能源的利用和能量守恒的原理。

-設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的物理實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，如使用擺錘實(shí)驗(yàn)來觀察和記錄勢(shì)能和動(dòng)能的轉(zhuǎn)換。

-深入了解機(jī)械能守恒在體育運(yùn)動(dòng)中的體現(xiàn)，如跳水運(yùn)動(dòng)中運(yùn)動(dòng)員的勢(shì)能和動(dòng)能的轉(zhuǎn)換。

-研究復(fù)雜系統(tǒng)中機(jī)械能守恒的挑戰(zhàn)，例如：多自由度系統(tǒng)中能量的轉(zhuǎn)換和守恒。板書設(shè)計(jì)①重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：

-機(jī)械能守恒定律的定義

-適用條件：無外力做功的系統(tǒng)

-表達(dá)式：E_k+E_p=常數(shù)

-實(shí)際應(yīng)用案例分析

②關(guān)鍵詞：

-動(dòng)能

-勢(shì)能

-能量轉(zhuǎn)換

-守恒定律

③核心句：

-機(jī)械能守恒：系統(tǒng)的動(dòng)能和勢(shì)能之和保持不變。

-應(yīng)用實(shí)例：自由落體、斜面滑塊、擺錘運(yùn)動(dòng)等。

板書設(shè)計(jì)示例：

```

機(jī)械能守恒定律

一、定義：

系統(tǒng)的動(dòng)能與勢(shì)能之和在無外力做功時(shí)保持不變。

二、適用條件：

1.無外力做功

2.系統(tǒng)封閉

三、數(shù)學(xué)表達(dá)式：

E_k+E_p=常數(shù)

四、實(shí)際應(yīng)用：

1.自由落體：mgh=1/2mv^2

2.斜面滑塊：mgh=1/2mv^2+W_f（摩擦力做功）

3.擺錘運(yùn)動(dòng)：1/2mv^2+mgh=常數(shù)

關(guān)鍵詞：動(dòng)能勢(shì)能能量轉(zhuǎn)換守恒定律

```

板書設(shè)計(jì)注重邏輯性和直觀性，通過圖示和簡(jiǎn)潔的公式，幫助學(xué)生直觀理解機(jī)械能守恒的概念和應(yīng)用。同時(shí)，板書中的關(guān)鍵詞和核心句能夠強(qiáng)化學(xué)生的記憶，激發(fā)學(xué)生的興趣。課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測(cè)課堂小結(jié)：

本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了機(jī)械能守恒定律的基本概念、適用條件以及在實(shí)際問題中的應(yīng)用。通過課堂講解、實(shí)例分析和實(shí)驗(yàn)演示，我們了解到：

1.機(jī)械能守恒定律定義：系統(tǒng)的動(dòng)能與勢(shì)能之和在無外力做功的情況下保持不變。

2.適用條件：系統(tǒng)封閉，無外力做功。

3.數(shù)學(xué)表達(dá)式：E_k+E_p=常數(shù)。

4.實(shí)際應(yīng)用：自由落體、斜面滑塊、擺錘運(yùn)動(dòng)等。

當(dāng)堂檢測(cè)：

一、選擇題

1.以下哪個(gè)情況符合機(jī)械能守恒定律？

A.自由落體運(yùn)動(dòng)

B.汽車沿斜面向上加速

C.摩擦力做功的物體運(yùn)動(dòng)

D.重力勢(shì)能和動(dòng)能之和增加

2.在斜面滑塊實(shí)驗(yàn)中，若忽略摩擦力，則滑塊的機(jī)械能是：

A.增大

B.減小

C.保持不變

D.無法確定

二、填空題

1.機(jī)械能守恒定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：E_k+E_p=________。

2.在自由落體過程中，物體的勢(shì)能會(huì)轉(zhuǎn)化成_________。

三、計(jì)算題

1.一物體從高為h的位置自由落下，不考慮空氣阻力，求物體落地時(shí)的速度v。

2.一滑塊質(zhì)量為m，從高為h的斜面頂端滑下，斜面傾角為θ，忽略摩擦力，求滑塊滑到斜面底端時(shí)的速度v。

四、應(yīng)用題

1.分析自行車在下坡過程中的能量轉(zhuǎn)換，解釋為什么車速會(huì)加快。

2.以跳傘運(yùn)動(dòng)員為例，分析其在空中下降過程中勢(shì)能和動(dòng)能的轉(zhuǎn)換。課后拓展1.拓展內(nèi)容：

-閱讀材料：《物理學(xué)史》中關(guān)于機(jī)械能守恒定律的發(fā)展歷程。

-閱讀材料：《經(jīng)典力學(xué)》中關(guān)于能量守恒更深入的討論和分析。

-視頻資源：《機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證》。

-閱讀材料：《物理實(shí)驗(yàn)方法》中關(guān)于如何設(shè)計(jì)和進(jìn)行機(jī)械能守恒實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)。

-閱讀材料：《現(xiàn)代物理技術(shù)應(yīng)用》中機(jī)械能守恒在現(xiàn)代科技領(lǐng)域的應(yīng)用案例。

2.拓展要求：

-鼓勵(lì)學(xué)生利用課后時(shí)間閱讀《物理學(xué)史》中關(guān)于機(jī)械能守恒定律的發(fā)展歷程