2019-2020年高中物理 4.3《探究外力做功與物體動能變化的關(guān)系》教案 粵教版必修2.doc

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2019-2020年高中物理 4.3《探究外力做功與物體動能變化的關(guān)系》教案 粵教版必修2 一、 課程標(biāo)準(zhǔn) 通過實驗，探究恒力做功與物體動能變化的關(guān)系；理解動能定理，用動能定理解釋生活何生產(chǎn)中的現(xiàn)象。 二、 教學(xué)目標(biāo) l 知識與技能： 1、 知道外力對物體做功可以改變物體的動能； 2、 理解動能定理，知道動能定理的適用條件，會用動能定理進行計算； 3、 會用實驗方法 探究物理定理或規(guī)律； 4、 理解動能定理的推導(dǎo)過程； 5、 會用動能定理解決力學(xué)問題，知道用動能定理解題的一般步驟； l 過程與方法： 1、 探究外力對物體所做的功與物體動能的變化關(guān)系。經(jīng)歷探究的主要環(huán)節(jié)，通過實驗設(shè)計、觀察實驗現(xiàn)象、記錄和處理實驗數(shù)據(jù)、通過分析、比較、歸納得出實驗結(jié)果，通過理論分析、推導(dǎo)與論證，得到外力做功與物體動能變化的關(guān)系，體會科學(xué)探究的方法； 2、 通過理論分析與論證的過程，使學(xué)生受到理性思維的訓(xùn)練； 3、 通過實踐與拓展，使學(xué)生靈活遷移所學(xué)知識解決實際問題； 4、 通過閱讀活頁資料，擴大學(xué)生的視野，豐富學(xué)生的知識面； l 情感態(tài)度與價值觀： 1、通過實驗與探究，培養(yǎng)學(xué)生的探究意識和實踐能力； 2、經(jīng)歷討論與交流，培養(yǎng)學(xué)生的語言表達表述能力和團結(jié)協(xié)作的學(xué)習(xí)精神； 3、通過實踐與拓展，培養(yǎng)學(xué)生對知識的靈活遷移能力和實際應(yīng)用能力； 4、通過閱讀資料活頁，培養(yǎng)學(xué)生的閱讀、理解能力，使學(xué)生養(yǎng)成了解社會、關(guān)注社會的責(zé)任感； 三、 教學(xué)建議 l 教材處理 1、 課時建議：2課時 第一課時：1）通過列舉日常生活中的實例提出問題，即外力做功與物體的動能的變化之間有什么關(guān)系； 2）要求學(xué)生根據(jù)自己的經(jīng)驗提出猜想； 3）要求學(xué)生分組討論，設(shè)計實驗探究方案、實驗步驟，選擇實驗器材，設(shè)計記錄數(shù)據(jù)的表格； 4）全班討論各種實驗方案的可操作性、優(yōu)缺點以及改進方法； 5）提供一些實驗器材，讓學(xué)生在明確實驗?zāi)康牡那闆r下，進行實驗操作、記錄數(shù)據(jù)、并對實驗數(shù)據(jù)進行處理與分析并歸納得出結(jié)論； 第二課時：1）歸納總結(jié)出外力做功與物體的動能的變化關(guān)系； 2）通過理論分析與論證推導(dǎo)出外力做功與物體的動能的變化關(guān)系； 3）教師利用平拋儀做動能定理的驗證性實驗； 4）綜合實驗與探究和理論分析的結(jié)果歸納總結(jié)，得到動能定理文字表述和數(shù)學(xué)表達式，以及動能定理的適用條件； 5）通過例題，總結(jié)運用動能定理解決力學(xué)問題的思路和方法，認識利用動能定理解題的優(yōu)越性； 6）通過實踐與拓展來體現(xiàn)學(xué)以致用的理念； 7）通過資料活頁拓展學(xué)生的視野； 8）通過課后練習(xí)鞏固所學(xué)知識； 2、 重點、難點的處理 第一課時： 重難點：1）要求學(xué)生分組討論，設(shè)計實驗探究方案、實驗步驟，選擇實驗器材，設(shè)計記錄數(shù)據(jù)的表格； 2）全班討論各種實驗方案的可操作性、優(yōu)缺點以及改進方法；要求學(xué)生根據(jù)自己的經(jīng)驗提出猜想； 處理建議：1）如果課堂時間不夠，可以先讓學(xué)生設(shè)計實驗探究方案方案，而實驗步驟，選擇實驗器材，設(shè)計記錄數(shù)據(jù)的表格等過程可以作為第一課時的課后作業(yè)，讓學(xué)生回家完成一份完整的實驗設(shè)計報告。 2）設(shè)計該實驗的關(guān)鍵是把外力做功和物體的動能變化量統(tǒng)一起來，設(shè)計時必須從兩個方向考慮，但學(xué)生往往不能明確清晰地把握設(shè)計思路，需要教師在教學(xué)過程中加以引導(dǎo)提示。 3）本節(jié)課的成功與否取決于學(xué)生自主學(xué)習(xí)積極性的高低，因此，教師可以教學(xué)過程中多加鼓勵，讓學(xué)生充分感受到自主學(xué)習(xí)的快樂。 第二課時： 重難點：1）綜合實驗與探究和理論分析的結(jié)果歸納總結(jié)，得到動能定理文字表述和數(shù)學(xué)表達式，以及動能定理的適用條件； 2）通過例題，總結(jié)運用動能定理解決力學(xué)問題的思路和方法，認識利用動能定理解題的優(yōu)越性； 處理建議：1）本節(jié)課安排了一道例題，其目的是突出運用動能定理解決力學(xué)問題的思路和方法，認識利用動能定理解題的優(yōu)越性。因此，建議在講解過程中，把處理該類問題的步驟在解題過程中特別列出并強調(diào)。（即：分析物體的受力情況，列出各個力所做的功，明確物體的初動能和末動能。） 2）解題結(jié)束后，要通過例題歸納出動能定理的適用范圍，使學(xué)生清楚的知道不論外力是否為恒力，也不論物體是否做直線運動，動能定理都成立。 3）解題結(jié)束后，可以要求學(xué)生再用牛頓運動定律和運動學(xué)的公式求解 同一問題，并進行比較，可以使學(xué)生體會到應(yīng)用動能定理解題，不涉及物體運動過程中的加速度和時間，比較方便。。 l 演示實驗 1、 在教師教學(xué)用書中提出，本節(jié)課既簡單又操作方便的實驗方案是通過物體自由下落過程中，外力做功與物體動能變化的研究來實現(xiàn)，選用電火花打點計時器等儀器。我個人認為，用電火花打點計時器來完成實驗，誤差可能會較大。能否用平拋儀和刻度尺，利用平拋運動的特點，通過較重物體在平滑軌道下滑過程中，重力做功與物體動能變化的研究來實現(xiàn)。 理論推導(dǎo)：重力做功：W合=Gh1 (h1為物體在平拋儀上的起點到水平槽的高度) 動能變化量：△Ek=mv2/2=m g s2/4h2 （h2為水平槽到水平落點高度， s 為物體水平射程），因此，W合=△Ek 即：Gh1= m g s2/4h2 所以，只須證明h1= s2/4h2 2、課本實驗成功的關(guān)鍵：①物體需要做自由落體運動，即要取第一和第二點之間的距離約為2毫米的紙帶，②重物在質(zhì)量大一點的好。③測定速度時，距離取長一些，④盡量減少紙帶和打點計時器的摩擦 改進實驗成功的關(guān)鍵：①物體從靜止開始下滑，②距離的測量要精確到毫米，③高度測量時要使用重錘線，④水平射程要測量多次取平均值。 3、替代的實驗器材：平拋儀，重錘線，刻度尺 實驗效果：實驗室沒有上班，沒有做實驗檢驗，從感覺上會好一些。 l 探究、討論方式 1、 探究要素的選取：通過什么運動形式的研究來探究外力做功與物體的動能的變化關(guān)系 2、 討論的鋪墊：先復(fù)習(xí)外力做功和動能的有關(guān)知識，然后引導(dǎo)學(xué)生思考兩著之間量的關(guān)系。 3、 討論的設(shè)問：依照教材提出的八個問題 l 學(xué)生學(xué)習(xí)指導(dǎo) 1、 在探究過程中，重點引導(dǎo)學(xué)生從外力做功和物體的動能變化量兩個方向思考，選擇受力情況較為簡單，而動能變化量又較容易得到的具體運動形式，同時要考慮誤差的大小。 2、 解題過程中，要求學(xué)生思考運用動能定理解決問題的優(yōu)點和方法、步驟。 l 學(xué)生學(xué)習(xí)評價 評價內(nèi)容：1、知道外力對物體做功可以改變物體的動能； 2、理解動能定理，知道動能定理的適用條件，會用動能定理進行計算； 3、會用實驗方法探究物理定理或規(guī)律； 4、理解動能定理的推導(dǎo)過程； 5、會用動能定理解決力學(xué)問題，知道用動能定理解題的一般步驟； 6、探究外力對物體所做的功與物體動能的變化關(guān)系。經(jīng)歷探究的主要環(huán)節(jié)，通過實驗設(shè)計、觀察實驗現(xiàn)象、記錄和處理實驗數(shù)據(jù)、通過分析、比較、歸納得出實驗結(jié)果，通過理論分析、推導(dǎo)與論證，得到外力做功與物體動能變化的關(guān)系，體會科學(xué)探究的方法； 7、 學(xué)生受到的理性思維的訓(xùn)練； 8、 學(xué)生靈活遷移所學(xué)知識解決實際問題的能力、探究意識、實踐能力、語言表達表述能力、團結(jié)協(xié)作的學(xué)習(xí)精神 評價形式：1、書面考試； 2、完整的書面實驗設(shè)計； 3、實驗過程的評價（包括教師評價、組長評價、同學(xué)評價和自我評價） l 教學(xué)資源 四、 教學(xué)設(shè)計 課程標(biāo)準(zhǔn) 通過實驗，探究恒力做功與物體動能變化的關(guān)系；理解動能定理，用動能定理解釋生活何生產(chǎn)中的現(xiàn)象。 教學(xué)目標(biāo) l 知識與技能： 1、 知道外力對物體做功可以改變物體的動能； 2、 理解動能定理，知道動能定理的適用條件，會用動能定理進行計算； 3、 會用實驗方法 探究物理定理或規(guī)律； 4、 理解動能定理的推導(dǎo)過程； 5、 會用動能定理解決力學(xué)問題，知道用動能定理解題的一般步驟； l 過程與方法： 5、 探究外力對物體所做的功與物體動能的變化關(guān)系。經(jīng)歷探究的主要環(huán)節(jié)，通過實驗設(shè)計、觀察實驗現(xiàn)象、記錄和處理實驗數(shù)據(jù)、通過分析、比較、歸納得出實驗結(jié)果，通過理論分析、推導(dǎo)與論證，得到外力做功與物體動能變化的關(guān)系，體會科學(xué)探究的方法； 6、 通過理論分析與論證的過程，使學(xué)生受到理性思維的訓(xùn)練； 7、 通過實踐與拓展，使學(xué)生靈活遷移所學(xué)知識解決實際問題； 8、 通過閱讀活頁資料，擴大學(xué)生的視野，豐富學(xué)生的知識面； l 情感態(tài)度與價值觀： 1、通過實驗與探究，培養(yǎng)學(xué)生的探究意識和實踐能力； 2、經(jīng)歷討論與交流，培養(yǎng)學(xué)生的語言表達表述能力和團結(jié)協(xié)作的學(xué)習(xí)精神； 3、通過實踐與拓展，培養(yǎng)學(xué)生對知識的靈活遷移能力和實際應(yīng)用能力； 4、通過閱讀資料活頁，培養(yǎng)學(xué)生的閱讀、理解能力，使學(xué)生養(yǎng)成了解社會、關(guān)注社會的責(zé)任感； 教學(xué)過程： 1、 先復(fù)習(xí)合外力做功和動能的有關(guān)知識； 2、 通過列舉日常生活中的實例提出問題，引導(dǎo)學(xué)生思考兩者之間量的關(guān)系，即外力做功與物體的動能的變化之間有什么關(guān)系； 3、 要求學(xué)生根據(jù)自己的經(jīng)驗提出猜想；（合外力對物體所做的功等于物體動能的變化） 4、 學(xué)生分組討論，（教師引導(dǎo)思考：設(shè)計該實驗的關(guān)鍵是把外力做功和物體的動能變化量統(tǒng)一起來，設(shè)計時必須從兩個方向考慮。）設(shè)計實驗探究方案、實驗步驟，選擇實驗器材，設(shè)計記錄數(shù)據(jù)的表格； 5、 全班討論各種實驗方案的可操作性、優(yōu)缺點以及改進方法；（主要從操作和誤差兩方面考慮） 6、 比較容易簡單的實驗操作是：通過物體自由下落過程中，外力做功與物體動能變化的研究來實現(xiàn)，選用電火花打點計時器、紙帶、重錘和刻度尺做儀器。實驗時，將打點計時器側(cè)放在桌子的邊緣并將限位孔伸出桌外，將一端夾有重錘的紙帶的另一端從下往上穿過限位孔，其中一位同學(xué)用手拿住紙帶的上端，小心豎直地向上提，并使重錘靠近打點計時器，另一位同學(xué)用一手按住打點計時器，另一手接通電源，接通電源后，提紙帶的學(xué)生突然松開紙帶讓紙帶在重錘的帶動下向下運動。 7、 提供一些實驗器材，讓學(xué)生在明確實驗?zāi)康牡那闆r下，進行實驗操作、記錄數(shù)據(jù)、并對實驗數(shù)據(jù)進行處理與分析并歸納得出結(jié)論；（同時進行實驗過程的評價（包括教師評價、組長評價、同學(xué)評價和自我評價））。 8、 歸納總結(jié)出外力做功與物體的動能的變化關(guān)系；即合外力對物體所做的功等于物體動能的變化 9、 通過理論分析與論證推導(dǎo)出外力做功與物體的動能的變化關(guān)系； 例（自由落體運動過程）理論推導(dǎo)： 重力做功：W合=Gh(h為物體運動的起點到地面的高度) 動能變化量：△Ek=mv2/2-0=2m h2/t2-0（s 為物體水平射程），因此，當(dāng)W合=△Ek 即：Gh=2m h2/t2 所以， g=2h/ t2（符合自由落體的運動學(xué)公式） 10、 教師利用平拋儀做動能定理的驗證性實驗； 用平拋儀和刻度尺，利用平拋運動的特點，通過較重物體在平滑軌道下滑過程中，重力做功與物體動能變化的研究來實現(xiàn)。 讓一個較重的金屬球在平滑軌道下滑，用刻度尺測量出h2（水平槽到水平落點高度） s （物體水平射程）h1（物體在平拋儀上的起點到水平槽的高度）看看h1= s2/4h2是否成立。 理論推導(dǎo)：重力做功：W合=Gh1 (h1為物體在平拋儀上的起點到水平槽的高度) 動能變化量：△Ek=mv2/2=m g s2/4h2 （h2為水平槽到水平落點高度， s 為物體水平射程），因此，W合=△Ek 即：Gh1= m g s2/4h2 所以，只須證明h1= s2/4h2 11、 綜合實驗與探究和理論分析的結(jié)果歸納總結(jié)，得到動能定理文字表述和數(shù)學(xué)表達式，以及動能定理的適用條件； 文字表述：合外力對物體所做的功等于物體動能的變化 數(shù)學(xué)表達式：W=Ek2-Ek1 適用條件：不論外力是否為恒力，也不論物體是否做直線運動，動能定理都成立。 12、 讓學(xué)生看例題，分組思考解題方法， 13、 讓兩個學(xué)生把兩種不同的解法寫在黑板上，教師對解題過程和規(guī)范評講（或由學(xué)生指出更好） 14、 總結(jié)運用動能定理解決力學(xué)問題的思路和方法，認識利用動能定理解題的優(yōu)越性；（建議在講解過程中，把處理該類問題的步驟在解題過程中特別列出并強調(diào)。） 即：分析物體的受力情況，列出各個力所做的功，明確物體的初動能和末動能。） 15、 課后P68練習(xí) 作業(yè)1、教材P68實踐與拓展2、4、（二選一） 2、教材P68練習(xí)3、4、