人教版新课标高中物理必修2能量守恒定律与能源教案2篇文档

世界能源问题的解决途径是什么?能源，是人类敕以生存和进行生产的不可缺少的资源．近年来，随着生产力的发展和能源消费的增长．能源问题已被列为世界上研究的重大问题之一．解决世界能源问题的根本途径，主要有两个方面：其一是广泛开源，其二是认真节流．所谓开源，就是积极开发和利用各种能源．在继续加紧石油勘探和寻找新的石油产地的同时，积极开发丰富的煤炭资源，还要大力开发水能，生物能等常规能源，加强核能、太阳能，风能、沼气，海洋能，地热能以及其他各种新能源的研究和利用，从而不断扩大人类的能源资源的种类和来源．所谓节流，就是要大力提倡节约能源．节能是世界上许多国家关心和研究的重要课题，甚至有人把节能称为世界的“第五大能源”，与煤、石油和天然气、水能、核能等并列．在节能方面，在有计划地控制人口增长的同时，重点要发挥先进科学技术的优势，提高各国的能源利用效率．

（3）内陆和中西部城镇主要以煤和火电为主；广大农村和边远地区大多正从使用农作物秸秆等生物能源。（4）人均能源资源不足。我国是世界第三大能源生产国和第二大能源消费国，而我国能源短缺，特别是油气资源短缺已成为制约我国经济发展的重要因素。相关数据——煤炭、石油和天然气的人均资源占有量只有95t，世界平均值为209t，约是世界人均值的1/2；我国人均石油可采储量3t，世界平均值为28t，约为世界平均值的1/10。我国人均能源消费量不足1.2吨标准煤，居世界89位，不足世界人均能源消费水平的一半，仅占发达国家的1/5～1/10。其中人均消费650kg标准煤，是世界平均额的95%；人均消费石油相当145kg标准煤，为世界平均数的16.8%；人均消费天然气相当17.7kg标准煤，为世界平均数的3.9%；人均消费电力501.5kWh，为世界平均水平的25%。（5）是能源消费结构不合理，突出存在着一低两高：即电能消费比例低，非商品生物能源消费量高，一次性商品能源消费中原煤消费比重高。原煤消费达到75%，远高于26.2%的世界平均水平。

（二）进行新课1、动能与势能的相互转化演示实验1：如右图，用细线、小球、带有标尺的铁架台等做实验。把一个小球用细线悬挂起来，把小球拉到一定高度的A点，然后放开，小球在摆动过程中，重力势能和动能相互转化。我们看到，小球可以摆到跟A点等高的C点，如图甲。如果用尺子在某一点挡住细线，小球虽然不能摆到C点，但摆到另一侧时，也能达到跟A点相同的高度，如图乙。问题：这个小实验中，小球的受力情况如何？各个力的做功情况如何？这个小实验说明了什么？学生观察演示实验，思考问题，选出代表发表见解。小球在摆动过程中受重力和绳的拉力作用。拉力和速度方向总垂直，对小球不做功；只有重力对小球能做功。实验证明，小球在摆动过程中重力势能和动能在不断转化。在摆动过程中，小球总能回到原来的高度。可见，重力势能和动能的总和保持不变。即机械能保持不变。

教学目标㈠知识与技能1．要弄清实验目的，本实验为验证性实验，目的是利用重物的自由下落验证机械能守恒定律。2．要明确实验原理，掌握实验的操作方法与技巧、学会实验数据的采集与处理，能够进行实验误差的分析，从而使我们对机械能守恒定律的认识，不止停留在理论的推导上，而且还能够通过亲自操作和实际观测，从感性上增加认识，深化对机械能守恒定律的理解。3．要明确织带选取及测量瞬时速度简单而准确的方法。㈡过程与方法1．通过学生自主学习，培养学生设计实验、采集数据，处理数据及实验误差分析的能力。2．通过同学们的亲自操作和实际观测掌握实验的方法与技巧。3．通过对纸带的处理过程培养学生获取信息、处理信息的能力，体会处理问题的方法，领悟如何间接测一些不能直接测量的物理量的方法。

一、学习任务分析1．教材的地位和作用在物理学中，能量并不是由功定义的。能量的概念是在人类追寻“运动中的守恒量是什么”的过程中发展起来的。能量概念之所以重要，就是因为它是一个守恒量。守恒关系是自然中十分重要的关系，从中学开始加强学生对守恒关系的认识是有益的，因为它是极为重要的研究方向。根据这种认识，所以本节从追寻守恒量出发引入能量概念，为能量学习奠定了基础并把这种物理思想渗透在能量学习的全过程。2．学习的主要任务“追寻守恒量”一节，主要是使学生了解守恒思想的重要性。学生在学习本节课前已经学习了能量的有关知识，在过去的教学中，是先学习能量的概念，而后研究一两个具体问题，发现动能与势能之和在某些过程中不变，由此引出机械能守恒定律。“机械能守恒”这个词学生并不陌生，但是让学生说出自己对它的认识又不是一件容易的事。

1．同学们：在上课之前，我们来重温“神舟7号载人飞船”直击长空，振奋人心的发射录像。播放视频，教师讲解，说明在燃料燃烧的推力作用下，火箭冉冉升起于碧空之中。这个过程涉及了今天要学习的内容。（板书：5．2功）2．提问：什么叫做力做功？功的两个必要因素是什么？3．要求学生动手将物理课本从桌子的一端移动到另外一端（或移到窗台上）。4．请一学生将一书包从教室左端提到右端。5．请一学生将放有重物并带有拉绳的小车从教室的前排拉到后排。6．提示：可以采用不同的方法，如平推、上提、斜拉等搬运方法达到搬运的目的。7．提出问题：几位同学在上述操作过程中，他们对物体的作用力在那些阶段做了功？若做功，所做的功如何计算？

（五）平抛运动规律的应用例1：一架老式飞机在高出海面45m的高处，以80m/s的速度水平飞行，为了使飞机上投下的炸弹落在停在海面上的敌船，应该在与轰炸目标的水平距离为多远的地方投弹?不计空气阻力。分析：对于这道题我们可以从以下几个方面来考虑：(1)从水平飞行的飞机上投下的炸弹，做什么运动?为什么?(2)炸弹的这种运动可分解为哪两个什么样的分运动?3)要想使炸弹投到指定的目标处，你认为炸弹落地前在水平方向通过的距离与投弹时飞机离目标的水平距离之间有什么关系?拓展：1、式飞机在高出海面45m的高处，以80m/s的速度水平飞行，尾追一艘以15m/s逃逸的敌船，为了使飞机上投下的炸弹正好击中敌船，应该在与轰炸目标的水平距离为多远的地方投弹?不计空气阻力。2、在一次摩托车跨越壕沟的表演中，摩托车从壕沟的一侧以速度v＝40m/s沿水平方向向另一侧，壕沟两侧的高度及宽度如图所示，摩托车可看做质点，不计空气阻力。（1）判断摩托车能否跨越壕沟？请计算说明（2）若能跨过，求落地速度？

3．进一步体会力是产生加速度的原因，并通过牛顿第二定律来理解匀速圆周运动、变速圆周运动及一般曲线运动的各自特点。（三）、情感、态度与价值观1．在实验中，培养学生动手、探究的习惯。2．体会实验的意义，感受成功的快乐，激发学生探究问题的热情、乐于学习的品质。教学重点1．体会牛顿第二定律在向心力上的应用。2．明确向心力的意义、作用、公式及其变形，并经行计算。教学难点1．对向心力的理解及来源的寻找。2．运用向心力、向心加速度的知识解决圆周运动问题。教学过程（一）、 引入新课：复习提问：匀速圆周运动的物体的加速度——向心加速度，它的方向和大小有何特点呢？学生回答后进一步引导：那做匀速圆周运动物体的受力有什么特点呢？是什么力使物体做圆周运动而不沿直线飞出？请同学们先阅读教材

1．用CAI课件模拟汽车的启动过程。师生共同讨论：①如果作用在物体上的力为恒力，且物体以匀速运动，则力对物体做功的功率保持不变。此情况下，任意一段时间内的平均功率与任一瞬时的瞬时功率都是相同的。②很多动力机器通常有一个额定功率，且通常使其在额定功率状态工作（如汽车），根据P=FV可知：当路面阻力较小时，牵引力也小，速度大，即汽车可以跑得快些；当路面阻力较大，或爬坡时，需要比较大的牵引力，速度必须小。这就是爬坡时汽车换低速挡的道理。③如果动力机器在实际功率小于额定功率的条件下工作，例如汽车刚刚起动后的一段时间内，速度逐渐增大过程中，牵引力仍可增大，即F和v可以同时增大，但是这一情况应以二者乘积等于额定功率为限度，即当实际功率大于额定功率以后，这种情况不可能实现。

一、教材内容经全国中小学教材审定委员会2004年初审查通过，人教育出版社出版的普通高中课程标准实验教科书《物理必修①》，第三章第5节内容“力的分解”。二、教学目标1．知识与技能（1）理解分力的概念，理解力的分解是力的合成的逆运算，遵循平行四边形定则。（2）初步掌握一般情况下力的分解要根据实际需要来确定分力的方向。（3）会用作图法和直角三角形的知识求分力。（4）能区别矢量和标量，知道三角形定则，了解三角形定则与平行四边形定则的实质是一样的。2．过程与方法（1）进一步领会“等效替代”的思想方法。（2）通过探究尝试发现问题、探索问题、解决问题能力。（3）掌握应用数学知识解决物理问题的能力。3．情感态度与价值观（1）通过猜测与探究享受成功的快乐。（2）感受物理就在身边，有将物理知识应用于生活和生产实验的意识。三、教学重点、难点在具体问题中如何根据力的实际作用效果和平行四边形定则进行力的分解。

一般情况下，凡是支持物对物体的支持力，都是支持物因发生形变而对物体产生弹力。所以支持力的方向总是垂直于支持面而指向被支持的物体。例1：放在水平桌面上的书书由于重力的作用而压迫桌面，使书和桌面同时发生微小形变，要恢复原状，对桌面产生垂直于桌面向下的弹力f1，这就是书对桌面的压力；桌面由于发生微小的形变，对书产生垂直于书面向上的弹力f2，这就是桌面对书的支持力。学生分析：静止地放在倾斜木板上的书，书对木板的压力和木板对书的支持力。并画出力的示意图。结论：压力、支持力都是弹力。压力的方向总是垂直于支持面而指向被压的物体，支持力的方向总是垂直于支持面而指向被支持的物体。引导学生分析静止时，悬绳对重物的拉力及方向。引导得出：悬挂物由于重力的作用而拉紧悬绳，使重物、悬绳同时发生微小的形变。重物由于发生微小的形变，对悬绳产生竖直向下的弹力f1，这是物对绳的拉力；悬绳由于发生微小形变，对物产生竖直向上的弹力f2，这就是绳对物体的拉力。

＜设计说明＞通过暗示的手段，使学生发现规律，既能发挥教师的引导作用，又能充分发挥学生的主动思维，在课堂时间有限的情况下可以大大提高课堂效率。老师引导：怎样验证？是把三个力的箭头连线来确定是否平行四边形吗？这样做存在什么问题？（由于实验存在误差，很难确认所画四边形就是平行四边形。可先根据两个分力画出平行四边形，再将其对角线与合力进行对比，看是否重合或偏差有多大，是否在误差允许的范围内可以确认是一个平行四边形。）＜设计说明＞通过验证方法的讨论，养成良好的思维习惯，培养严谨的科学态度，提高实践能力。分组活动：各自画图进行验证……（要求三力画实线、辅助线画虚线）综合分析程序：①让某一大组部分小组汇报自己的探究结果（提倡学生上讲台利用实物投影进行解说），对比在夹角接近的情况下结果有什么相似之处和区别，分析存在的一些问题。②再让其他组各派一两个小组汇报，对比在夹角相关较大的情况下结果有什么相似之处和区别，分析存在的一些问题。

l．知识与技能：（1）知道摩擦力产生的条件。（2）能在简单问题中，根据物体的运动状态，判断静摩擦力的有无、大小和方向；知道存在着最大静摩擦力。（3）掌握动磨擦因数，会在具体问题中计算滑动磨擦力，掌握判定摩擦力方向的方法。（4）知道影响到摩擦因数的因素。2．过程与方法：通过观察演示实验，概括出摩擦力产生的条件及摩擦力的特点，培养学生的观察、概括能力。通过静摩擦力与滑动摩擦力的区别对比，培养学生分析综合能力。3．情感态度价值观：在分析物体所受摩擦力时，突出主要矛盾，忽略次要因素及无关因素，总结出摩擦力产生的条件和规律。二、重点、难点分析1．本节课的内容分滑动摩擦力和静摩擦力两部分。重点是摩擦力产生的条件、特性和规律，通过演示实验得出关系f=μN。2．难点是学生有初中的知识，往往误认为压力N的大小总是跟滑动物体所受的重力相等，因此必须指出只有当两物体的接触面垂直，物体在水平拉力作用下，沿水平面滑动时，压力N的大小才跟物体所受的重力相等。

二、课堂教学（课前由科代表发回预习学案）1、教师根据预习学案检查结果提出问题（用多媒体展示），引导全班讨论（重点讨论：①、为什么动能的表达式一定是 mV2 ？你如何得出这个结论？②、力在一个过程中对物体所做的功，和物体在这个过程中动能的变化量有什么关系？你如何得出这个结论？这个做功的力和F=ma中的力F有什么关系）。有困难的小组应及时问老师。老师在这个过程中巡视指导。2、学生自主阅读课文“7 动能和动能定理”中的“动能的表达式”，然后完成如下练习（教师在此过程中巡视指导）：2.1尝试推出动能的表达式（鼓励会推导的同学积极上台板演，老师引导讨论）。2.2写出动能的小结（认真阅读教材p66倒数第二段、第三段，结合你推导动能表达式的过程，认真思考后四人一组讨论：①、动能是矢量还是标量？②、动能的单位是什么？③、你认为应从哪几方面来理解动能？）

三、制定实验方案的两个问题：1．怎样测量（或比较）物体的加速度：引导学生思考、讨论并交流。学生可能会提出下面的一些方案：方法一：测出初速度为零的匀加速直线运动的物体在 时间内的位移 ，则 ；方法二：在运动的物体上安装一条打点计时器的纸带，根据纸带上打出的点来测量加速度；方法三：测出两个初速度为零的匀加速运动的物体在相同的时间内发生的位移 、 ，则 ；方法四：测出两个初速度为零的匀加速运动的物体在相同的位移内所用的时间 、 ，则 ；2．怎样提供并测量物体所受的恒力：教师提出：现实中，除了在真空中抛出或落下的物体（仅受重力）外，仅受一个力的物体几乎是不存在的。然而，一个单独的力作用效果与跟它大小、方向都相同的合力的作用效果是相同的，因此，实验中力 的含义指物体所受的合力。以在水平轨道上用绳牵引小车加速运动为例，小车受到四个力的作用，即重力、支持力、绳的拉力和轨道对小车的摩擦力（当物体运动的速度比较小时，我们可以忽略空气的阻力）。

1．加速度与力的关系：实验的基本思路是保持物体的质量不变，测量物体在不同的力的作用下的加速度，分析加速度与力的关系。有了实验的基本思路，接下去我们就要准备实验器材，以及为记录实验数据而设计一个表格。为了更直观地判断加速度与力的数量关系，我们以 为纵坐标、 为横坐标建立坐标系，根据各组数据在坐标系中描点。如果这些点在一条过原点的直线上，说明 与 成正比，如果不是这样，则需进一步分析。2．加速度与质量的关系：实验的基本思路是保持物体所受力不变，测量不同质量的物体在该力作用下的加速度，分析加速度与质量的关系。有了实验的基本思路，接下去我们就要准备实验器材，以及为记录实验数据而设计一个表格。为了更直观地判断加速度与质量的数量关系，我们以 为纵坐标、 为横坐标建立坐标系，根据各组数据在坐标系中描点，根据拟合的曲线形状，初步判断 与 的关系是反比例函数。再把 图像改画为 图像，如果是一条过原点的斜直线，说明自己的猜测是否正确。

多媒体演示和自备实验器材。其作用有：将物理情境、规律的推理过程、机械能守恒定律的内容和机械能守恒定律知识方法结构，形象、直观地展示出来，帮助学生思考、分析、推理、理解和领悟。2、教学方法：教师指导与学生探究相结合。师生共同演绎推导，机械能守恒定律数学表达式的来龙去脉。具体采用了讲授法、讨论法、归纳法相结合的启发式教学方法。通过师生一起探索得出物理规律及适用条件，充分调动学生积极性，充分体现“教师主导、学生主体”的教学原则。3、学习方法：为适应高一学生的认识和思维发展水平，根据新课内容要求，创设“自由落体、平抛、沿斜面下滑”三个物理情境作为铺垫，由易到难，通过设疑，启发学生思考，在归纳机械能守恒定律的使用条件时，引导学生进行讨论，鼓励学生提出自己的观点，并能加以评价，培养学生的学习兴趣以及对物理学习的自信心。主要的学习方法有：（1）．学生合作学习——小组合作学习，共同攻克重点（2）．学生自主学习——检验所学成效，得出经验。（3）．师生合作学习——师生共同分析实例，共同攻克难点。

“做功的过程就是能量转化过程”，这是本章教学中的一条主线。对于一种势能，就一定对应于相应的力做功。类比研究重力势能是从分析重力做功入手的，研究弹簧的弹性势能则应从弹簧的弹力做功入手。然而弹簧的弹力是一个变力，如何研究变力做功是本节的一个难点，也是重点。首先，要引导学生通过类比重力做功和重力势能的关系得出弹簧的弹力做功和弹簧的弹性势能的关系。其次，通过合理的猜想与假设得出弹簧的弹力做功与哪些物理量有关。最后，类比匀变速直线运动求位移的方法，进行知识迁移，利用微元法的思想得到弹簧弹力做功的表达式，逐步把微分和积分的思想渗透到学生的思维中。本节课通过游戏引入课题，通过生活中拉弓射箭、撑杆跳高和弹跳蛙等玩具以及各种弹簧等实例来创设情景，提出问题。给学生感性认识，引起学生的好奇心；让学生对弹簧弹力做功的影响因素进行猜想和假设，提出合理的推测，激发学生的探索心理，构思实验，为定性探究打下基础。然后，引导学生通过类比重力做功与重力势能的关系得出弹簧弹性势能与弹簧弹力做功的关系。

3.适用条件（1）万有引力定律只适用于质点间引力大小的计算。当两物体间的距离远远大于每个物体的尺寸时，物体可以看成质点，直接使用万有引力定律计算。（模型）研究相互接触的两个人之间的万有引力时，不能把他们看作质点。（2）当两物体是质量均匀分布的球体时，它们间的引力也可直接用公式计算，但式中的r是指两球心间距离。研究太阳和地球之间的万有引力，可以把它们看作质量均匀的球体。当研究物体不能看成质点时，可以把物体假想分割成无数个质点，求出两个物体上每个质点与另一物体上所有质点的万有引力，然后求合力，这是微积分的思想。万有引力定律产生于对太阳系行星运动的研究，但它对物质运动的适用性却要广泛得多。可以这样说，宇宙中凡有引力参与的一切复杂的现象，无不要归结到这样一条十分简洁的定律之中，这不能不使人惊叹宇宙万物超乎寻常的和谐及人类理性思考所具有的统摄力。

（一）知识与技能1．理解重力势能的概念，会用重力势能的定义进行计算。2．理解重力势能的变化和重力做功的关系，知道重力做功与路径无关。3．知道重力势能的相对性，知道重力势能是物体和地球系统共有的（二）过程与方法：用所学功的概念推导重力做功与路径的关系，亲身感受知识的建立过程（三）情感、态度与价值观1．渗透从对生活中有关物理现象的观察，得到物理结论的方法，激发和培养学生探索自然规律的兴趣．2．培养学生遵守社会公德，防止高空坠物。【教学重点】重力势能的概念及重力做功跟物体重力势能改变的关系。【教学难点】重力势能的系统性和相对性。【教学方法】启发、引导、讲练结合【教学过程】一、新课引入有句话是“搬起石头砸自己的脚”，从物理的角度看待这一问题，搬起的石头有了做功的本领，它就具有了能，这种能我们称为重力势能。我们今天就来学习重力势能。二、新课教学