2024-2025學(xué)年高中物理 第7章 6 實(shí)驗(yàn)：探究功與速度變化的關(guān)系教學(xué)實(shí)錄 新人教版必修2

2024-2025學(xué)年高中物理第7章6實(shí)驗(yàn)：探究功與速度變化的關(guān)系教學(xué)實(shí)錄新人教版必修2課題：科目：班級(jí)：課時(shí)：計(jì)劃1課時(shí)教師：?jiǎn)挝唬阂?、設(shè)計(jì)意圖本節(jié)課旨在通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究功與速度變化的關(guān)系，幫助學(xué)生理解動(dòng)能定理，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)操作能力和科學(xué)探究能力。通過(guò)實(shí)際操作，讓學(xué)生觀察、分析、總結(jié)規(guī)律，提高學(xué)生的物理思維能力和實(shí)際應(yīng)用能力。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)分析三、教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)：

-理解動(dòng)能定理的表達(dá)式：\(W=\DeltaE_k=\Delta\frac{1}{2}mv^2\)，明確功與物體速度變化之間的關(guān)系。

-掌握通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)能定理的方法，包括如何測(cè)量物體在恒力作用下通過(guò)的距離、物體的初速度和末速度等。

-學(xué)會(huì)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出功與速度變化量之間的定量關(guān)系。

2.教學(xué)難點(diǎn)：

-正確理解動(dòng)能定理中的各個(gè)物理量的含義和相互關(guān)系，特別是功的概念在實(shí)驗(yàn)中的具體應(yīng)用。

-掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和誤差分析，理解實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的誤差來(lái)源，如摩擦力、空氣阻力等。

-理解并應(yīng)用牛頓第二定律來(lái)分析物體的加速度與力、質(zhì)量之間的關(guān)系，以及如何將加速度轉(zhuǎn)換為速度變化量。

-在實(shí)驗(yàn)中，如何確保測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和一致性，避免人為誤差和系統(tǒng)誤差。例如，在測(cè)量物體初速度時(shí)，如何減少由于釋放位置不精確帶來(lái)的誤差。四、教學(xué)資源-軟硬件資源：力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置（如滑軌、小車、砝碼、計(jì)時(shí)器、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、鉤碼等）

-課程平臺(tái)：學(xué)校物理實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)

-信息化資源：高中物理實(shí)驗(yàn)視頻資料、在線實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊(cè)

-教學(xué)手段：實(shí)物展示、多媒體課件、教學(xué)軟件五、教學(xué)流程1.導(dǎo)入新課（用時(shí)5分鐘）

-結(jié)合上一節(jié)課的內(nèi)容，提出問(wèn)題：“如何測(cè)量物體在力作用下速度的變化？”

-引導(dǎo)學(xué)生回顧動(dòng)能和功的概念，提出本節(jié)課的研究問(wèn)題：“功與速度變化的關(guān)系是怎樣的？”

-展示實(shí)驗(yàn)裝置圖片，激發(fā)學(xué)生興趣，提出實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：“通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究功與速度變化的關(guān)系。”

2.新課講授（用時(shí)15分鐘）

-介紹實(shí)驗(yàn)原理：動(dòng)能定理，展示公式\(W=\DeltaE_k=\Delta\frac{1}{2}mv^2\)。

-講解實(shí)驗(yàn)步驟：準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)置實(shí)驗(yàn)裝置，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，記錄數(shù)據(jù)。

-強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：確保小車在滑軌上運(yùn)動(dòng)時(shí)摩擦力恒定，記錄準(zhǔn)確的初速度和末速度。

3.實(shí)踐活動(dòng)（用時(shí)20分鐘）

-實(shí)驗(yàn)操作：學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，每組學(xué)生負(fù)責(zé)一個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟，確保實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

-數(shù)據(jù)收集：指導(dǎo)學(xué)生如何正確使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄小車運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的位移和時(shí)間，計(jì)算速度變化量。

-數(shù)據(jù)分析：引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算不同功對(duì)應(yīng)的速度變化量，尋找規(guī)律。

4.學(xué)生小組討論（用時(shí)10分鐘）

-討論內(nèi)容1：如何減小實(shí)驗(yàn)誤差？

-學(xué)生回答舉例：通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)取平均值減小隨機(jī)誤差，確保滑軌水平減小摩擦力影響。

-討論內(nèi)容2：實(shí)驗(yàn)中如何確保功的測(cè)量準(zhǔn)確？

-學(xué)生回答舉例：使用鉤碼確保力恒定，通過(guò)增加鉤碼數(shù)量來(lái)增加功。

-討論內(nèi)容3：實(shí)驗(yàn)結(jié)果如何與理論公式相符？

-學(xué)生回答舉例：通過(guò)比較實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與動(dòng)能定理公式計(jì)算結(jié)果，分析誤差來(lái)源。

5.總結(jié)回顧（用時(shí)5分鐘）

-回顧本節(jié)課的核心內(nèi)容：動(dòng)能定理，功與速度變化的關(guān)系。

-強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的意義：驗(yàn)證了動(dòng)能定理的正確性，加深對(duì)功的理解。

-鼓勵(lì)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題，如汽車加速過(guò)程中功的應(yīng)用。

-指導(dǎo)學(xué)生課后復(fù)習(xí)，預(yù)習(xí)下一節(jié)課內(nèi)容。六、知識(shí)點(diǎn)梳理1.動(dòng)能定理

-動(dòng)能定理的表述：合外力對(duì)物體做的功等于物體動(dòng)能的變化量。

-公式：\(W=\DeltaE_k=\Delta\frac{1}{2}mv^2\)，其中\(zhòng)(W\)為功，\(E_k\)為動(dòng)能，\(m\)為物體質(zhì)量，\(v\)為速度。

2.功的計(jì)算

-功的計(jì)算公式：\(W=F\cdots\cdot\cos\theta\)，其中\(zhòng)(F\)為力，\(s\)為物體在力的方向上移動(dòng)的距離，\(\theta\)為力與移動(dòng)方向之間的夾角。

3.動(dòng)能的變化

-動(dòng)能的變化量：\(\DeltaE_k=E_{k2}-E_{k1}\)，其中\(zhòng)(E_{k2}\)為末動(dòng)能，\(E_{k1}\)為初動(dòng)能。

-動(dòng)能的增減：若\(\DeltaE_k>0\)，則動(dòng)能增加；若\(\DeltaE_k<0\)，則動(dòng)能減少。

4.功與速度變化的關(guān)系

-功與速度變化的關(guān)系：合外力對(duì)物體做的功等于物體動(dòng)能的變化量，即\(W=\DeltaE_k\)。

-速度變化量的計(jì)算：\(\Deltav=\sqrt{\frac{2W}{m}}-v_0\)，其中\(zhòng)(v_0\)為初速度。

5.動(dòng)能定理的應(yīng)用

-在恒力作用下，動(dòng)能定理可以用于計(jì)算物體的末速度。

-在變力作用下，動(dòng)能定理可以用于計(jì)算物體在不同位置的動(dòng)能。

6.動(dòng)能定理與牛頓第二定律的關(guān)系

-動(dòng)能定理可以用來(lái)推導(dǎo)牛頓第二定律，即\(F=m\frac{dv}{dt}\)。

-通過(guò)動(dòng)能定理，可以將加速度與速度的變化關(guān)系轉(zhuǎn)化為功與速度變化的關(guān)系。

7.功的測(cè)量

-利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量物體的速度，通過(guò)計(jì)算打點(diǎn)間距和時(shí)間間隔得到速度。

-通過(guò)測(cè)量鉤碼的重力、物體的質(zhì)量和小車的位移，計(jì)算合外力對(duì)物體做的功。

8.實(shí)驗(yàn)誤差分析

-分析實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的誤差來(lái)源，如摩擦力、空氣阻力、測(cè)量工具的精度等。

-通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析，減小實(shí)驗(yàn)誤差，提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性。

9.動(dòng)能定理的物理意義

-動(dòng)能定理揭示了力與物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化之間的關(guān)系，是力學(xué)中的一個(gè)重要定律。

-動(dòng)能定理可以用來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題，如汽車加速、拋體運(yùn)動(dòng)等。

10.動(dòng)能定理在物理學(xué)中的應(yīng)用

-動(dòng)能定理在物理學(xué)中的廣泛應(yīng)用，如熱力學(xué)、電磁學(xué)等領(lǐng)域。

-動(dòng)能定理是物理學(xué)中的重要工具，可以幫助我們理解和解決許多物理問(wèn)題。七、課后拓展1.拓展內(nèi)容：

-閱讀材料：《物理世界中的功與能》

該閱讀材料以案例的形式介紹了功和能在日常生活和工程中的應(yīng)用，如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理、電梯的運(yùn)行機(jī)制等。通過(guò)閱讀，學(xué)生可以了解功和能在現(xiàn)實(shí)世界中的重要性。

-視頻資源：《動(dòng)能定理的應(yīng)用實(shí)例分析》

這段視頻通過(guò)實(shí)際案例，如汽車碰撞、跳傘運(yùn)動(dòng)等，展示了動(dòng)能定理在實(shí)際問(wèn)題中的應(yīng)用，幫助學(xué)生將理論知識(shí)與實(shí)際問(wèn)題相結(jié)合。

2.拓展要求：

-鼓勵(lì)學(xué)生在課后閱讀相關(guān)材料，思考功和能在不同場(chǎng)景中的作用。

-引導(dǎo)學(xué)生觀看視頻資源，分析案例中動(dòng)能定理的應(yīng)用過(guò)程，嘗試自己解決問(wèn)題。

-學(xué)生可以分組討論，分享各自的學(xué)習(xí)心得，探討如何將動(dòng)能定理應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題。

-教師可以推薦一些相關(guān)的書籍或網(wǎng)站，提供更多的學(xué)習(xí)資源，如《大學(xué)物理》教材附錄中的相關(guān)章節(jié)，以及國(guó)家物理競(jìng)賽的歷年真題等。

3.拓展活動(dòng)建議：

-設(shè)計(jì)一個(gè)小實(shí)驗(yàn)，如使用滑輪和鉤碼系統(tǒng)，驗(yàn)證動(dòng)能定理在不同條件下的應(yīng)用。

-分析日常生活中的現(xiàn)象，如自行車下坡時(shí)的加速，解釋其中功和能的轉(zhuǎn)換。

-撰寫一篇短文，介紹動(dòng)能定理在物理學(xué)中的地位和作用，以及它在其他學(xué)科中的應(yīng)用。

4.拓展作業(yè)：

-完成課后練習(xí)題，鞏固對(duì)動(dòng)能定理的理解。

-選擇一個(gè)感興趣的物理現(xiàn)象，運(yùn)用動(dòng)能定理進(jìn)行解釋，并撰寫一份簡(jiǎn)短的報(bào)告。

-設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)能定理，記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果。八、內(nèi)容邏輯關(guān)系①動(dòng)能定理的提出：

-動(dòng)能定理的定義：合外力對(duì)物體做的功等于物體動(dòng)能的變化量。

-公式：\(W=\DeltaE_k=\Delta\frac{1}{2}mv^2\)

-物理意義：揭示了力與物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化之間的關(guān)系。

②功的計(jì)算與動(dòng)能的變化：

-功的計(jì)算公式：\(W=F\cdots\cdot\cos\theta\)

-動(dòng)能的變化量：\(\DeltaE_k=E_{k2}-E_{k1}\)

-動(dòng)能的增減：\(\DeltaE_k>0\)表示動(dòng)能增加，\(\DeltaE_k<0\)表示動(dòng)能減少。

③功與速度變化的關(guān)系：

-功與速度變化的關(guān)系：\(W=\DeltaE_k\)

-速度變化量的計(jì)算：\(\Deltav=\sqrt{\frac{2W}{m}}-v_0\)

-動(dòng)能定理在恒力和變力作用下的應(yīng)用。

④動(dòng)能定理與牛頓第二定律的關(guān)系：

-動(dòng)能定理可以推導(dǎo)牛頓第二定律：\(F=m\frac{dv}{dt}\)

-通過(guò)動(dòng)能定理，可以將加速度與速度變化關(guān)系轉(zhuǎn)化為功與速度變化的關(guān)系。

⑤功的測(cè)量與實(shí)驗(yàn)誤差分析：

-利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量物體的速度，計(jì)算功。

-分析實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的誤差來(lái)源，如摩擦力、空氣阻力等。

⑥動(dòng)能定理的物理意義與應(yīng)用：

-動(dòng)能定理的物理意義：揭示力與物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化之間的關(guān)系。

-動(dòng)能定理在物理學(xué)中的應(yīng)用：解決實(shí)際問(wèn)題，如汽車加速、拋體運(yùn)動(dòng)等。教學(xué)反思與改進(jìn)教學(xué)反思是我們教學(xué)過(guò)程中不可或缺的一環(huán)，它幫助我們總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，不斷改進(jìn)教學(xué)方法。以下是我對(duì)“探究功與速度變化的關(guān)系”這一節(jié)課的教學(xué)反思與改進(jìn)措施。

1.設(shè)計(jì)反思活動(dòng)

-課后學(xué)生反饋：收集學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及課堂互動(dòng)的評(píng)價(jià)，了解他們對(duì)課程內(nèi)容的理解和興趣點(diǎn)。

-教學(xué)效果評(píng)估：通過(guò)觀察學(xué)生在課堂上的參與度、實(shí)驗(yàn)操作的熟練程度以及課堂討論的活躍度來(lái)評(píng)估教學(xué)效果。

-實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析：分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，評(píng)估實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是否合理，數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確，以及是否存在系統(tǒng)誤差或隨機(jī)誤差。

2.制定改進(jìn)措施

-實(shí)驗(yàn)操作指導(dǎo)：在實(shí)驗(yàn)前，提供更詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)操作步驟和注意事項(xiàng)，確保學(xué)生能夠正確、安全地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

-數(shù)據(jù)處理教學(xué)：加強(qiáng)數(shù)據(jù)處理的教學(xué)，教授學(xué)生如何分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，識(shí)別和減少誤差，提高學(xué)生的數(shù)據(jù)分析能力。

-課堂互動(dòng)設(shè)計(jì)：增加課堂互動(dòng)環(huán)節(jié)，如小組討論、問(wèn)題解答等，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的參與度。

-個(gè)性化教學(xué)：針對(duì)不同學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格和掌握程度，提供個(gè)性化的指導(dǎo)，確保每個(gè)學(xué)生都能跟上教學(xué)進(jìn)度。

-資源整合：整合多種教學(xué)資源，如多媒體課件、實(shí)驗(yàn)視頻等，豐富教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)的趣味性和吸引力。

在未來(lái)的教學(xué)中，我將采取以下具體措施：

-在實(shí)驗(yàn)前，提供詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)操作視頻，讓學(xué)生在課