2024-2025學(xué)年高中物理 第四章 機(jī)械能和能源 3 勢(shì)能教學(xué)實(shí)錄 教科版必修2

2024-2025學(xué)年高中物理第四章機(jī)械能和能源3勢(shì)能教學(xué)實(shí)錄教科版必修2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)間設(shè)計(jì)思路本節(jié)課以“勢(shì)能”為主題，結(jié)合高中物理必修2教材內(nèi)容，通過實(shí)驗(yàn)、討論、講解等多種教學(xué)方式，引導(dǎo)學(xué)生理解和掌握勢(shì)能的概念、計(jì)算方法以及勢(shì)能的應(yīng)用。課程設(shè)計(jì)注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，通過實(shí)驗(yàn)探究，使學(xué)生深刻理解勢(shì)能的本質(zhì)，培養(yǎng)科學(xué)探究能力和創(chuàng)新思維。核心素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，提高科學(xué)探究精神和創(chuàng)新意識(shí)。通過探究勢(shì)能的變化，學(xué)生能夠?qū)W會(huì)從不同角度觀察和思考問題，發(fā)展邏輯推理和數(shù)據(jù)分析能力，同時(shí)增強(qiáng)對(duì)科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)和環(huán)境相互關(guān)系的認(rèn)識(shí)。重點(diǎn)難點(diǎn)及解決辦法重點(diǎn)：勢(shì)能的概念理解和計(jì)算方法。

難點(diǎn)：勢(shì)能守恒定律的應(yīng)用和勢(shì)能變化與機(jī)械能守恒的關(guān)系。

解決辦法：

1.通過實(shí)驗(yàn)演示，直觀展示勢(shì)能的變化，幫助學(xué)生建立勢(shì)能的概念。

2.結(jié)合具體實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生分析勢(shì)能的計(jì)算方法，強(qiáng)化公式應(yīng)用。

3.通過課堂討論，引導(dǎo)學(xué)生理解勢(shì)能守恒定律，并運(yùn)用到實(shí)際問題中。

4.設(shè)計(jì)分層練習(xí)，逐步提高學(xué)生解決復(fù)雜問題的能力，突破學(xué)習(xí)難點(diǎn)。教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生擁有教科版《物理》必修2教材。

2.輔助材料：準(zhǔn)備與勢(shì)能相關(guān)的圖片、圖表、動(dòng)畫等多媒體素材。

3.實(shí)驗(yàn)器材：準(zhǔn)備彈簧秤、橡皮筋、斜面等實(shí)驗(yàn)器材，確保安全操作。

4.教室布置：設(shè)置分組討論區(qū)，布置實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)，確保教學(xué)環(huán)境適宜。教學(xué)過程1.導(dǎo)入新課

（1）師：同學(xué)們，上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了動(dòng)能和重力勢(shì)能，了解了動(dòng)能與哪些因素有關(guān)。今天我們來繼續(xù)學(xué)習(xí)勢(shì)能的另一種形式——?jiǎng)菽堋?/p>

（2）生：勢(shì)能是指物體由于位置而具有的能量。

師：很好，那今天我們就來探究勢(shì)能的概念、計(jì)算方法以及勢(shì)能的應(yīng)用。

2.新課學(xué)習(xí)

（1）探究勢(shì)能的概念

①師：首先，我們來回顧一下重力勢(shì)能的概念。重力勢(shì)能是物體由于被舉高而具有的能量，那么勢(shì)能是否只與物體的高度有關(guān)呢？

②生：我覺得還與物體的質(zhì)量有關(guān)。

③師：很好，那我們通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證一下。請(qǐng)同學(xué)們分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，將相同質(zhì)量的物體從不同高度釋放，觀察落地時(shí)的現(xiàn)象。

④生：我們發(fā)現(xiàn)，從更高的地方落下的物體落地速度更快。

⑤師：這說明，勢(shì)能的大小不僅與物體的高度有關(guān)，還與物體的質(zhì)量有關(guān)。我們將物體由于位置而具有的能量稱為勢(shì)能。

（2）勢(shì)能的計(jì)算

①師：那么，如何計(jì)算勢(shì)能呢？

②生：我覺得可以用公式E_p=mgh來計(jì)算，其中m是物體的質(zhì)量，g是重力加速度，h是物體的高度。

③師：非常好，你提出了計(jì)算勢(shì)能的公式。接下來，我們通過實(shí)例來驗(yàn)證一下這個(gè)公式的正確性。

④生：我們小組找到了一本物理課本，測(cè)量了它的質(zhì)量是0.2kg，從1米高的地方釋放，落地時(shí)的勢(shì)能是多少？

⑤師：根據(jù)公式，我們可以計(jì)算出落地時(shí)的勢(shì)能E_p=0.2kg×10N/kg×1m=2J。

（3）勢(shì)能的應(yīng)用

①師：那么，勢(shì)能在現(xiàn)實(shí)生活中有哪些應(yīng)用呢？

②生：我想到了一個(gè)例子，就是電梯。當(dāng)電梯上升時(shí)，我們感到身體被擠壓，這是因?yàn)槲覀兙哂袆?shì)能。

③師：非常好，電梯上升時(shí)，我們確實(shí)具有勢(shì)能。那么，電梯下降時(shí)，勢(shì)能會(huì)怎樣呢？

④生：下降時(shí)，勢(shì)能會(huì)轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，我們感到身體變輕。

⑤師：沒錯(cuò)，勢(shì)能可以轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，這是勢(shì)能的一種重要應(yīng)用。

3.鞏固練習(xí)

（1）師：請(qǐng)同學(xué)們完成課本中的例題和習(xí)題，鞏固所學(xué)知識(shí)。

（2）生：我完成了課本中的例題，現(xiàn)在來檢查一下。

4.總結(jié)提升

（1）師：今天我們學(xué)習(xí)了勢(shì)能的概念、計(jì)算方法以及勢(shì)能的應(yīng)用，那么，請(qǐng)同學(xué)們談?wù)劚竟?jié)課的收獲。

（2）生：我學(xué)會(huì)了勢(shì)能的概念和計(jì)算方法，還了解了勢(shì)能在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用。

（3）師：很好，希望同學(xué)們能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際生活中，解決實(shí)際問題。

5.課堂小結(jié)

（1）師：本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了勢(shì)能的概念、計(jì)算方法以及勢(shì)能的應(yīng)用。在日常生活中，我們可以觀察到的現(xiàn)象很多都涉及勢(shì)能，例如跳傘、彈射等。同學(xué)們要善于觀察、思考，將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際生活中。

（2）生：明白了，謝謝老師。學(xué)生學(xué)習(xí)效果學(xué)生學(xué)習(xí)效果

1.知識(shí)掌握：學(xué)生在學(xué)習(xí)本節(jié)課后，能夠準(zhǔn)確理解并掌握勢(shì)能的概念，包括重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能的基本定義，以及它們與物體位置、質(zhì)量、彈性形變等因素的關(guān)系。

2.能力提升：

-探究能力：學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)和觀察，學(xué)會(huì)了如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證物理規(guī)律，提高了實(shí)驗(yàn)探究能力。

-分析能力：學(xué)生在分析勢(shì)能變化時(shí)，能夠運(yùn)用邏輯推理和公式計(jì)算，提高了分析問題的能力。

-解決問題能力：學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識(shí)應(yīng)用于解決實(shí)際問題，如計(jì)算物體的勢(shì)能、分析物體在勢(shì)場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)等。

3.思維發(fā)展：

-創(chuàng)新思維：學(xué)生在面對(duì)新問題時(shí)，能夠嘗試不同的方法和思路，提出創(chuàng)新的解決方案。

-系統(tǒng)思維：學(xué)生能夠?qū)?shì)能的概念與其他物理概念（如動(dòng)能、機(jī)械能守恒等）聯(lián)系起來，形成系統(tǒng)的物理觀念。

4.應(yīng)用能力：

-實(shí)際應(yīng)用：學(xué)生能夠識(shí)別并解釋生活中常見的勢(shì)能現(xiàn)象，如拋物運(yùn)動(dòng)、彈簧的彈性勢(shì)能等。

-技術(shù)應(yīng)用：學(xué)生能夠理解勢(shì)能在工程技術(shù)中的應(yīng)用，如機(jī)械設(shè)計(jì)、能源儲(chǔ)存等領(lǐng)域。

5.情感態(tài)度：

-科學(xué)態(tài)度：學(xué)生通過學(xué)習(xí)勢(shì)能，對(duì)科學(xué)探究有了更深的興趣和認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

-團(tuán)隊(duì)合作：在實(shí)驗(yàn)和討論環(huán)節(jié)，學(xué)生學(xué)會(huì)了與他人合作，共同解決問題，提高了團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

6.綜合評(píng)價(jià)：

-學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)活躍，能夠積極參與討論和實(shí)驗(yàn)，表現(xiàn)出對(duì)物理學(xué)科的熱情。

-學(xué)生在課后能夠自主復(fù)習(xí)和鞏固知識(shí)，通過練習(xí)題的應(yīng)用，對(duì)勢(shì)能的理解更加深入。

-學(xué)生在作業(yè)和考試中的成績反映了他們對(duì)勢(shì)能知識(shí)的掌握程度，整體評(píng)價(jià)良好。課后作業(yè)1.實(shí)際問題應(yīng)用題：

一輛質(zhì)量為500kg的汽車以20m/s的速度從斜坡上滑下，斜坡的高度為10m。不計(jì)空氣阻力，求汽車到達(dá)斜坡底部時(shí)的動(dòng)能和勢(shì)能之和。

解答：動(dòng)能E_k=1/2mv^2=1/2×500kg×(20m/s)^2=10000J

勢(shì)能E_p=mgh=500kg×10N/kg×10m=5000J

動(dòng)能和勢(shì)能之和E_total=E_k+E_p=10000J+5000J=15000J

2.勢(shì)能計(jì)算題：

一彈簧的勁度系數(shù)為200N/m，當(dāng)彈簧被拉伸5cm時(shí)，求彈簧的彈性勢(shì)能。

解答：彈簧的形變量x=5cm=0.05m

彈性勢(shì)能E_p=1/2kx^2=1/2×200N/m×(0.05m)^2=0.25J

3.勢(shì)能守恒定律應(yīng)用題：

一物體從高度h自由落下，落地時(shí)的速度為v。假設(shè)空氣阻力不計(jì)，求物體下落過程中勢(shì)能減少了多少？

解答：根據(jù)勢(shì)能守恒定律，物體下落過程中勢(shì)能減少量等于動(dòng)能增加量。

勢(shì)能減少量ΔE_p=mgh

動(dòng)能增加量ΔE_k=1/2mv^2

ΔE_p=ΔE_k

mgh=1/2mv^2

h=v^2/(2g)

ΔE_p=mg(v^2/(2g))=1/2mv^2

4.勢(shì)能轉(zhuǎn)換題：

一物體從高度h自由落下，落在一彈性體上，彈性體的勁度系數(shù)為k。求物體落地后彈性體被壓縮的距離x。

解答：物體落地時(shí)，勢(shì)能完全轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能。

勢(shì)能E_p=mgh

彈性勢(shì)能E_p=1/2kx^2

mgh=1/2kx^2

x=√(2gh/k)

5.勢(shì)能與功的關(guān)系題：

一物體在水平面上受到一個(gè)大小為F的恒力作用，沿水平方向移動(dòng)了s的距離。求物體在這個(gè)過程中克服摩擦力所做的功。

解答：物體在水平方向移動(dòng)，沒有勢(shì)能的變化，所以勢(shì)能保持不變。

克服摩擦力所做的功W=F×s

其中F是摩擦力的大小，s是物體移動(dòng)的距離。反思改進(jìn)措施反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.實(shí)驗(yàn)探究式教學(xué)：在教學(xué)中，我注重實(shí)驗(yàn)探究的過程，讓學(xué)生通過親自操作實(shí)驗(yàn)來感受和發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律，這樣不僅提高了學(xué)生的動(dòng)手能力，也激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)興趣。

2.案例教學(xué)法的運(yùn)用：我嘗試將實(shí)際問題引入課堂，讓學(xué)生在解決案例的過程中學(xué)習(xí)物理知識(shí)，這種教學(xué)方式能夠讓學(xué)生更加貼近生活，理解物理學(xué)的應(yīng)用價(jià)值。

反思改進(jìn)措施（二）存在主要問題

1.學(xué)生對(duì)概念的理解不夠深入：部分學(xué)生在學(xué)習(xí)勢(shì)能這一概念時(shí)，對(duì)勢(shì)能的來源和轉(zhuǎn)化過程理解不夠透徹，這需要在今后的教學(xué)中加強(qiáng)概念的解釋和實(shí)例分析。

2.教學(xué)互動(dòng)性不足：在課堂討論環(huán)節(jié)，我發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生參與度不高，可能是由于課堂氛圍不夠活躍，或者學(xué)生對(duì)于討論的主題不感興趣，需要改進(jìn)教學(xué)方法和討論方式。

3.評(píng)價(jià)方式單一：目前的評(píng)價(jià)方式主要依賴于作業(yè)和考試，缺乏對(duì)學(xué)生實(shí)際應(yīng)用能力的評(píng)估，這需要我探索多元化的評(píng)價(jià)方式。

反思改進(jìn)措施（三）

1.深化概念教學(xué)：為了幫助學(xué)生深入理解勢(shì)能的概念，我計(jì)劃在今后的教學(xué)中，增加更多實(shí)例分析，并通過類比、比較等方法，讓學(xué)生更清晰地認(rèn)識(shí)到勢(shì)能的本質(zhì)。

2.提升課堂互動(dòng)性：我會(huì)嘗試設(shè)計(jì)更具吸引力的討論話題，并鼓勵(lì)學(xué)生積極參與討論，通過小組合作、角色扮演等方式，營造活躍的課堂氛圍。

3.豐富評(píng)價(jià)方式：除了傳統(tǒng)的作業(yè)和考試，我還將引入項(xiàng)目式學(xué)習(xí)、課堂表現(xiàn)評(píng)價(jià)等多元化的評(píng)價(jià)方式，以全面評(píng)估學(xué)生的知識(shí)掌握和應(yīng)用能力。

4.加強(qiáng)與學(xué)生的溝通：通過課后輔導(dǎo)、個(gè)別談話等方式，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)困難和需求，針對(duì)性地進(jìn)行教學(xué)調(diào)整，確保每個(gè)學(xué)生都能得到有效的幫助。

5.注重教學(xué)反思：每節(jié)課結(jié)束后，我會(huì)及時(shí)反思教學(xué)過程中的得失，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，不斷改進(jìn)教學(xué)方法，以提高教學(xué)效果。板書設(shè)計(jì)①勢(shì)能的概念

-重力勢(shì)能：物體由于被舉高而具有的能量，E_p=mgh

-彈性勢(shì)能：物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能量，E_p=1/2kx^2

②勢(shì)能的計(jì)算

-重力勢(shì)能公式：E_p=mgh，其中m為質(zhì)量，g為重力加速度，h為高度

-彈性勢(shì)能公式：E_p=1/2kx^2，其中k為勁度系數(shù)，x為形變量

③勢(shì)能守恒定律

-在沒有非保守力做功的情況下，系統(tǒng)的總機(jī)械能（動(dòng)能+勢(shì)能）保持不變

④勢(shì)能的應(yīng)用

-電梯運(yùn)動(dòng)中的勢(shì)能變化

-彈簧振子中的勢(shì)能轉(zhuǎn)換

-物體自由落體中的勢(shì)能變化課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測(cè)課堂小結(jié)：

今天我們學(xué)習(xí)了勢(shì)能的相關(guān)知識(shí)，主要包括以下幾個(gè)方面：

1.勢(shì)能的概念：我們了解了勢(shì)能是物體由于位置或狀態(tài)而具有的能量，包括重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能。

2.勢(shì)能的計(jì)算：我們學(xué)習(xí)了重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能的計(jì)算公式，以及如何應(yīng)用這些公式來計(jì)算物體的勢(shì)能。

3.勢(shì)能守恒定律：在沒有非保守力做功的情況下，系統(tǒng)的總機(jī)械能（動(dòng)能+勢(shì)能）保持不變。

4.勢(shì)能的應(yīng)用：我們討論了勢(shì)能在電梯運(yùn)動(dòng)、彈簧振子運(yùn)動(dòng)和物體自由落體運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用。

現(xiàn)在，讓我們回顧一下今天所學(xué)的內(nèi)容，并做一些當(dāng)堂檢測(cè)來鞏固我們的學(xué)習(xí)成果。

當(dāng)堂檢測(cè)：

1.一物體從高度h自由落下，不計(jì)空氣阻力，落地時(shí)的速度是多少？落地時(shí)的動(dòng)能和勢(shì)能之和是多少？

2.