資源簡介 第一節 動能 勢能 機械能第1課時核心素養通過能量的探究實驗,逐步培養學生在實驗中認真觀察、勤于思考的習慣.教學設想本節的教學內容和探究活動較多,宜安排2課時來組織教學,要突出對探究過程的教學第1課時學習動能的概念、彈性勢能和重力勢能,第2課時學習動能與勢能間的相互轉化。1.關于動能的教學由于在八年級學習“物體的運動”一章時就結合實例出現了動能的概念,在教學時可以首先讓學生回憶能說明運動物體具有動能的實例.教師也可以進行一些演示實驗,如風吹小風車轉動,水流沖擊水輪機轉動,玩具手槍射出的子彈推動泡沫塑料塊等,說明運動的物體具有動能.然后,改變風速和水流速度的大小,改變玩具手槍子彈的質量再次進行實驗,要學生觀察實驗現象有什么變化,從而引人“動能的大小與哪些因素有關”這一問題。“探究動能的大小與哪些因素有關”這一活動不論是進行演示實驗還是分組實驗,都實驗中哪些量是保持不變的,哪個量是改變的,并注意對實驗現象進行觀察和對比.要注實驗中哪些量是保持不變的,哪個量是改變的,并注J 動的距離.只要學生認識到木塊移動的距離越大,小車撞擊前的動能越大即可,不必深究在撞擊過程中能量轉移的詳細過程。為了讓學生接受“質量不同的小車從同一個斜坡的同一高度釋放,運動到水平面時速度的大小相等”這一信息,條件許可的學校可增加一個演示實驗:如教材圖12-6(a)、度的大小相等這一信息,條件許可的學校可增加一個演示的運動情況是一樣的.實驗的結論“……越大……越大”是一種定性的說法,至于兩個量是否成正比,可以告訴學生將到高中再做進一步研究.為了讓學生理解動能的大小與物體的質量和運動速度有關,還可以讓學生再舉一些生活中的實例來說明.例如,操場上飛來的足球可以用腳去踢,而飛來的鉛球卻唯恐避之不及;汽車在高速行駛時造成的車禍比慢速行駛時造成的車禍要嚴重得多;“雷聲大雨點稀時”的雨點落到臉上,會打得生疼,而浴室中房頂上的水滴落臉上時卻不會感到疼痛……2.關于彈性勢能的教學在進行“卡片為什么會跳起來”這一活動時,要鼓勵學生積極動手,由于該活動取材比較簡單,可以讓學生課前先準備好相關物品,在實驗時要注意卡片紙要適當硬一些,實驗中手松開時動作要迅速.本實驗也可以用其他實驗來替代.例如,取一支尾部裝有彈簧的圓珠筆,筆尖向上放置,下壓彈簧后突然松手,觀察發生的現象;若僅壓下一半的距離,觀察突然松手后筆彈起的高度.提醒學生想一想兩次實驗中筆彈起的高度的變化說明了什么.也可以把鋼鋸條(或鋼皮尺)的一端固定在支架上,另一端(自由端)靠近水平桌面,用手扳自由端使鋼鋸條彎曲,把棋子貼靠在自由端上,松手后,鋸條在伸直的過程中把棋子彈出,彈出的棋子能克服摩力桌上前進一段距離.使鋼鋸條彎曲的程度更大一些,重復以上實驗,可以發現子前進的距離也會大一些,即鋼鋸條對棋子做的功更多一些3.關于重力勢能的教學在“模擬打樁”實驗中,應選用玻璃容器盛沙,以便于觀察“樁”被打下的深度,“樁”可用演示壓強的小桌來替代;“重錘”的質量不宜過大,可用大小不等的立方體木塊替代.實驗操作時,要注意“重錘”下落要擊中“樁”的中部,以免發生歪斜.對實驗中學生提出的各種問題,教師要注意引導學生進行分析,使之通過實驗能發現物體重力勢能的大小與物體的質量和被舉高的高度有關.教學目標物理觀念(1)了解能量的初步概念.(2)知道什么是動能及影響動能大小的因素(3)知道什么是勢能及影響勢能大小的因素科學思維通過探究,了解動能、重力勢能、彈性、勢能的大小各與什么因素有關,并能解釋簡單的現象.科學探究能夠運用“控制變量法”進行實驗設計,體驗用類比方法,加深對物理概念的理解科學態度與責任(1)有應用科學原理解決實際問題的意識和積極性.(2)學會自己搜集、整理資料,培養自學的能力.教學重難點及突破重點1.探究動能、勢能大小與哪些因素有關.2.能用實例說明物體的動能和勢能以及它們的轉化泉難點能的概念的建立.教學突破能是物理學的重要概念之一,但它比較抽象.對于初中學生來說,認識它比較困難.教學時應緊扣教材,從理解“一個物體能夠做功”的含義來認識能量.這實際上是說“能是物體做功的本領”.盡管這種說法不甚嚴謹,但比較通俗、易懂.關于動能,應講明運動的物體能夠對其他物體施力,并推動物體做功,所以它具有能量.勢能應是物體系統(有保守力作用的)所共有的.舉高的重錘能夠做功,應當是重錘和地球組成的系統具有勢能.而重力勢能表現它做功本領時,通常有一個重力勢能先轉化為動能的過程.但在本節課中都不宜引入這些內容,只能讓學生粗略地知道,舉起的物體能夠功.勢能的大小是相對的.對初中學生來說也不能引入勢能的相對性,只能統一地用地面作為零勢能面來分析問題.在動能、重力勢能、彈性勢能概念的教學中,應緊緊抓住“能做功”和“比較做功本領的大小”來講授這幾個概念,既要使學生認識它們能夠做功的共性,又要使學生理解每個概念的個性特征.教學準備教師準備1.多媒體電腦、展臺、自制PPT課件(搜集運動的物體圖片、日常生活中機械能的轉化圖片等)2.斜槽一個、鋼球一個;斜面一塊;力學小車一個砝碼一個木塊一塊3.硬紙卡片一張;橡皮筋一根.4.壓縮彈簧一個、機械鐘表發條模型一個.5.水槽一個、沙子一堆、壓力小桌一個、質量不等的木塊3塊等.學生準備1.預習課本:回顧什么叫動能 什么叫彈性勢能 什么叫重力勢能 預習什么叫能量 動能、彈性勢能和重力勢能有哪些影響因素 2.硬紙卡片一張;橡皮筋一根教學過程一、引入新課幻燈片展示:一些汽車、賽車的圖片.引入:無玩具汽車還是現代汽車,都深深地吸引著我們.為什么把有的玩具車壓著往后退一點,松手后,它會向前跑 為什么馬路上的汽車要加了燃油后才能行駛 為什么要向汽車發動機的水箱中加水 這其中的奧秘是什么呢 我們將帶著這些疑問進入新的一章的學習:第十二章機械能和內能點評:導圖引入,激發興趣,導入新課.二、回顧功的知識,建立能量的概念過渡:那什么是能呢 我們在日常生活中經常提到“能”含義很多,諸如熱能電能、能源開發等是指物理學中的能,它物學一個重要概念,能的概念跟功的概念有密切聯系。提問:怎樣才算做了功 當一個力作用在物體上,物體在這個力的作用下,沿力的方向上通過了一段距離,這個力的作月有了成效,就說這個力做了功.演示:出示一木塊,并將其置于水平桌面上.說明木塊受重力的作用,但木塊沒有在重力方向上運動,所以重力對木塊沒有做功.繼而用手推動木塊,使木塊運動一段距離.在此過程中,重力仍然沒有做功,手的推力做了功.進而強調力和在力的方向上通過的距離是功的兩要素,且功的大小就等于兩者的乘積.點評:鑒于能量和功的概念有密切的聯系,所以通過“怎樣才算做了功”的提問,引導學生進一步理解力的作用成效、功的兩要素演示:出示斜槽,并演示鋼球從斜槽上滾下,在水平桌面上撞擊木塊,使木塊移動了一段距離.讓學生分析碰撞過程中,做沒做功 講述:一個物體能夠做功,我們就說它具有能量.可見物理學中,能量和功有著密切的聯系,能量反映了物體做功的本領.如;電流能做功,具有電能;燃料燃燒放熱可以做功,有熱能等。不同的物體做功的本領也不同.一個物體能夠做的功越多,表示這個物體的能量越大。自然界中,能的形式很多,我們已經學過動能、重力勢能和彈性勢能,今天我們就進一步深入探究進行學習.點評:因勢利導,利用學生分析的結果“鋼球對木塊做了功”引入能量的概念,進入學習主題。三、動能和勢能1.什么樣的物體具有動能幻燈片展示并講述:急流的河水能把石頭沖走,流水能做功:運動的錘子能將釘子釘入木板中;飛行的子彈能把雞蛋打穿,飛行的子彈能做功;風吹動帆船航行,空氣流動形成的風能攸功.這些物體能做功,它們都具有能.它們的能量是由于物體運動才具有的。水由于動、子彈由于飛行,空氣由于流動而具有能.物理學中把物體由于運動而具有的能叫動能.一切運動的物體都具有動能.2.請同學們判斷下列物體中哪些物體具有動能,并說明理由是什么?幻燈片展示事例:靜坐的人,足球場上奔跑的運動員,炮膛中準備發射的炮彈,從飛機上投出的炸彈,被電風扇吹動的空氣思考后學生回答:奔跑的運動員,飛機投出的炸彈,被吹動的空氣具有動能.原因是運動員、炸彈和空氣是運動的,而靜坐的人和炮膛中等待發射的炮彈是靜止的,所以不具 有動能。3.動能的大小或多少跟哪些因素有關物體能夠做的功越多,表示這個物體具有的能量越大.那么動能的大小決定于哪些因素現在我們通過實驗來研究.這是個帶槽的木板,我們把鋼球放到斜面上令其滾下,到達平面上打擊一個小木塊,推動木塊做功,根據木塊被推動的距離遠近來判斷鋼球具有的動能的大小教師演示,學生觀察實驗第一次,我們使小鋼球從某一高度由靜止開始滾下.注意木塊被推的距離第二次,我們換一個質量大的鋼球,從同一位置由靜止開始滾下,到達平面上時和剛才的小鋼球具有同樣的速度,再觀察木塊被推動的距離.很顯然,第二次木塊被推的距離比第一次遠得多.說明大鋼球做的功多,也就是大鋼球具有的動能大.提問:這個實驗說明了什么 (學生回答)這個實驗說明了物體的動能大小跟它的質量有關,速度相同時,質量越大,動能越大。我們用同一個鋼球再做兩次實驗.(教師演示,學生觀察)第一次,我們讓鋼球從比較低的位置由靜止開始滾下.第二次我們讓鋼球從比較高的位置由靜止開始滾下.比較兩次實驗中木塊被推的距離大小。很顯然,鋼球從更高的位置滾下來,到達平面上時具有更大的速度,木塊被推得更遠。提問;這個實驗能得出什么結論 (學生回答)這個實驗說明同一個物體速度越大,動能越大.歸納:通過以上實驗可知,物體的質量越大,速度越大,動能就越大.課堂練習:(1)一輛汽車加速運動,它的動能__________(2)火車進站時做減速運動,它的動能__________,停止后,它的動能________(3)一輛灑水車在馬路上勻速前進并正在灑水,它的動能_______.過渡:運動的物體具有動能.生活中也有很多物體并沒有運動,但是它們也能做功,也具有能.4.什么樣的物體具有重力勢能人們在打樁時,必須把重錘高高舉起,當重錘落下時可以做功,因為重錘受到豎直向下的重力,重錘下落時沿著重力的方向向下通過了一段距離,所以舉高的重錘可以做功,將木樁打入地里.試想,一個重錘如果靜止地壓在木樁上是不能做功的.重錘只有在被舉高的情況下才能做功,即重錘被舉高時才具有做功的本領——能一池靜止的水是不能做功的,但是這一池靜止的水如果處在高山上,水落下時就可以做功,能把水車沖得轉起來.被舉高的物體具有的能叫重力勢能.5.重力勢能的大小跟哪些因素有關請大家判斷下列物體的重力勢能的大小(1)打地基時,質量20千克的石頭重錘和質量100千克的鐵制重錘被舉到同樣的高度,誰的重力勢能大 (學生回答)(2)同一個重錘,被舉高1米或3米兩種情況下,哪種情況重力勢能大 (學生回答)歸納:通過以上的兩個例子大家能判斷出重力勢能的大小跟物體的質量和被舉的高度有關,物體的質量越大,舉得越高,它具有的重力勢能越大6.什么樣的物體具有彈性勢能演示:把一個砝碼放在彈簧上的小木板上,用力將彈簧壓縮,使其發生彈性形變.提問:此時,彈簧靜止,沒有動能.彈簧也沒有被舉高,也沒有重力勢能.可是大家想想,彈簧能不能做功 演示:放開手,砝碼被彈簧舉起來可見,被壓縮的彈簧能夠做功,也具有能.這種能區別于動能和重力勢能,它是由于物體發生了彈性形變而具有的能.所以,發生彈性形變的物體具有的能叫彈性勢能.指導學生實驗:會跳的卡片.提問:迅速松開手,會出現什么現象 如不將卡片壓平,放手后的情況又怎樣 想一想,這說明了什么 學生進行實驗思考后回答講述:物體在很多情況下都具有彈性勢能.射箭用的弓被拉滿時產生彈性形變,具有彈性勢能.鐘表的發條在卷緊時具有彈性勢能,通過做功來帶動鐘表機件正常轉動.歸納:物體的彈性勢能的大小跟形變大小有關,彈性形變越大,它具有的彈性勢能越大.重力勢能和彈性勢能都叫作勢能點評:通過演示實驗和學生舉例進行教學.有效地突破教學重難點。四、交流與小結通過以下問題的討論,進一步幫助學生理解能量、動能、勢能、機械能等概念及機械能的單位.(1)高山上有一塊大石頭,穩穩地待在那里,它有沒有能量 有什么能量 (2)列舉幾個物體具有動能重力勢能、彈性勢能的事例.(3)在空中飛行的球,它具有的重力勢能是5焦,具有的動能是4焦,這只球具有的總機械能是多少 (4)在同一高度,鉛球和棒球具有的重力勢能不相等,若使它們的重力勢能相等,可采取哪些方法 (5)從斜槽上端滾下的小球,它有沒有重力勢能 在它下滾的過程中重力勢能的大小有沒變化 為什么 在滾下的過程中有沒有動能 它的動能有沒有變化 為什么 五、布置作業.1.復習課本中學習的內容,做第38~39頁練習第1、3題.2.預習下一節學習的內容,閱讀課本第37頁“生活·物理·社會”:“大海中的機械能”,了解潮汐、海浪、海流中的機械能.板書設計第十二章 機械能和內能第一節 動能 勢能 機械能(1)1.能量定義:一個物體能夠對另一個物體做功,我們就說這個物體具有能量.單位:焦(J)2.動能(1)定義:運動的物體具有的能量,叫動能.(2)影響因素:質量和速度.(3)研究方法:控制變量法.3.勢能重力勢能(1)定義:被卒局的物體具有的能量,叫重力勢能.(2)影響因素:質量和高度(3)研究方法:控制變量法.彈性勢能(1)定義;發生彈性形變的物體具有的能量,叫彈性勢能(2)影響因素:彈性形變程度.教學探討與反思本節課從精彩的物理情景引入動能和勢能的課題,大大地激發了學生的學習愿望.學生通過親手做實驗展示物理現象,由感性知識上升到理性知識,理解非常深刻.今后在教學中要多發揮學生學習的主動性,讓學生多觀察生活中的物理現象,在生活中去體驗物理知識。要很好地利用生活、生產中豐富的素材為教學服務.在探究“影響動能大小的因素”和“影響重力勢能大小的因素”的活動中,若學校條件允許,應如同探究“影響彈性勢能大小的因素”可設置為學生分組實驗,讓學生在親身體驗中獲取知識.補充資料無處不在的彈簧在我們的日常生活中,彈簧形態各異,處處都在為我們服務.常見的彈簧是螺旋形的,叫螺旋彈簧.做力學實驗用的彈簧秤、擴胸器的彈簧等都是螺旋彈簧.螺旋彈簧有長有短,有粗有細:擴胸器的彈簧就比彈簧秤的粗且長;在抽屜鎖里,彈簧又短又細,約幾毫米長;有一種用來緊固螺母的彈簧墊圈,只有一圈,在緊固螺絲螺母時都離不開它.螺旋彈簧在拉伸或壓縮時都要產生反抗外力作用的彈力,而且在彈性限度內,形變越大,產生的彈力也越大;一旦外力消失,形變也消失.有的彈簧制成片形的或板形的,叫簧片或板簧.在口琴、手風琴里有銅制的發聲簧片,在許多電器開關中也有銅制的簧片,在玩具或鐘表里的發條是鋼制的板簧,在載重汽車車廂下方也有鋼制的板簧.它們在彎曲時會產生恢復原來形狀的傾向,彎曲得越厲害,這種傾向越強.有的彈簧像蚊香那樣盤繞,例如,實驗室的電學測量儀表《電流計、電壓計》內,機械鐘表中都安裝了這種彈簧.這種彈簧在被扭轉時也會產生恢復原來形狀的傾向,稱為扭簧.形形色色的彈簧在不同場合下發揮著不同的功能:1.測量功能我們知道,在彈性限度內,彈簧的伸長(或壓縮)跟外力成正比.利用彈簧這一性質可制成彈簧秤.2.緊壓功能(略)3.復位功能彈簧在外力作用下發生形變,撤去外力后,彈簧就能恢復原狀.很多工具和設備都是利用彈簧的這一性質來復位的.例如許多建筑物大門的合頁上都裝了復位彈簧,人進出后,門會自動復位.人們還利用這一功能、制成了自動傘、自動鉛筆等用品,十分方便.此外,各種按鈕、按鍵也少不了復位彈簧4.帶動功能機械鐘表、發條玩具都是靠上緊發條帶動的.當發條被上緊時,發條產生彎曲形變,存儲一定的彈性勢能;釋放后,彈性勢能轉變為動能,通過傳動裝置帶動時、分、秒針或輪子轉動。5.緩沖功能在機車、汽車車架與車輪之間裝有彈簧,利用彈簧的彈性來減緩車輛的顛簸.6.振動發聲功能當空氣從口琴、于風琴中的簧孔中流動時,沖擊簧片,使簧片振動發出聲音.第2課時核心素養進一步學會用控制變量法探究物理規律,嘗試用能量轉化的觀點解釋物理現象和規律。教學設想本節的教學內容是在上節課的鋪墊上進行的教學,主要是動能與勢能的相互轉化.為加深學生對動能與勢能相互轉化的理解,教師要引導他們認真分析教材中圖12-12所提供的實例.可能的話,可以先放一些相關的視頻錄像(如過山車)或做實驗(如滾擺),以增加學生的感性認識.對圖(d)和(b)實例的分析要讓學生認識到;撐竿跳高運動員由于助跑,起跳時具有一定的速度,因而具有一定的動能;起跳后撐竿彎曲,運動員的動能轉化為撐竿的彈性勢能;在運動員上升過程中,撐竿的彈性勢能轉化為運動員的重力勢能;在下落過程中,重力勢能轉化為動能.皮球在落地過程中,高度減小、速度增大,勢轉化為動能;接觸地面后,皮球被壓扁,動能轉化為彈性勢能;接著皮球被彈起,在此過程中彈性勢能轉化為動能:離開地面后,皮球上升,動能轉化為重力勢能.教師還可以引導學生再舉些身邊的現象(如小朋友蕩秋千和跳蹦蹦床,溜溜球上下運動等),來進行分析動能和勢能的轉化情況,以加強對相關知識的理解,提高學生的學習興趣.在教學過程中,條件較好的學校,可引導學生仔細觀察小球擺動中幅度的變化,并思考產生這種變化的原因,以滲透能量守恒的思想觀點,為今后的進一步學習埋下伏筆.關于“生活·物理·社會”的教學,教師可以引導學生閱讀教材內容,也可以補充一些動能、勢能為人類服務的事例.有條件的學校也可以鼓勵學生上網或到圖書館查詢相關資料并進行交流,使學生充分認識到動能勢能的有關知識在生活中有著廣泛的應用,并感受到學習物理的信心和樂趣.教學目標物理觀念(1)加深理解能量的概念、動能及影響動能大小的因素、勢能及影響勢能大小的因素。(2)知道動能和勢能是可以相互轉換的。科學思維能結合具體事例說明動能和勢能可以相互轉換科學探究通過觀察和實驗認識動能和勢能的轉化過程,培養學生的抽象思維能力.科學態度與責任具有對科學的求知欲,采于探索自然現象和日常生活中的物理道理的意識,有用科學服務于人類的使命感和責任感.教學重難點及突破重點能用實例說明物體的動能和勢能以及它們的轉化.難點“轉化”概念的建立.教學突破在復習上節內容的基礎上,水到渠成進入機械能的轉化教學之中,從影響動能、彈性勢能和重力勢能的因素出發,進行探究,讓學生分析、討論、歸納、總結,從而培養學生分析問題、解決問題的能力.在教學中通過舉例打比方的方法帶領學生突破轉化這一概念教學準備教師準備1.多媒體電腦、展臺、自制PPT課件(視頻:過山車、小朋友蕩秋千和跳蹦蹦床等;動畫:單擺等).2.單擺一個、滾擺一個、皮球一個等.學生準備預習課本,初步了解動能和勢能的相互轉換教學過程一、引入新課復習;幻燈片展示問題進行復習(略)視頻播放:過山車.引入:在上述事例中,我們不難發現動能和勢能的大小發生了變化,它們的變化是否有一定的規律可尋呢 今天我們就來解決這個問題.點評:導圖引入,設疑激趣,導入新課.二、機械能(1)提問:飛行中的飛機具有什么能 (學生回答)飛機是運動的,它具有動能.飛機從地面飛上高空,所以具有重力勢能.很多物體可以既有動能又有勢能,動能和勢能統稱為機械能.再讓學生分析靜止在桌面上的鋼球是否具有能量 (具有重力勢能)繼而讓學生分析在桌面上滾動的鋼球具有什么能 通過分析得知滾動的鋼球既有動能,又有勢能.動能和勢能統稱為機械能.一個物體既有動能,又有勢能,那么動能和勢能的和就是它的機械能.(2)能量的單位:從前面的討論,我們可以認識到能量是跟做功有密切聯系的概念,能量反映了物體做功的本領,能量的大小可以用能夠做功的多少來衡量.因此,動能、勢能和機械能的單位跟功的單位相同,也是焦耳.(3)一個物體夠做的功越多,表示它的能量越大.物體做了多少功,必然消耗了多少某種形式的能.所以能的單位跟功的單位相同,也是焦耳.例如,推出去的鉛球,動能是300焦耳,重力勢能是200焦耳,彈性勢能為0,那么鉛球的機械能就是500焦耳.點評:通過事實分析歸納學習.三、活動12.3 觀察擺球的動能和重力勢能的轉化閱讀課本第36頁活動12.3中的實驗內容,并完成相應的填空:教師演示:將一個小球懸掛起來,讓其左右自由的擺動.引導學生觀察和分析,檢查所填內容是否正確.動畫播放:單擺.打比方解釋:什么是轉化 進一步分析課本插圖12-11中機械能轉化,并演示其中的皮球落地、滾擺實驗.學觀察討論、分析點評:通過閱讀、觀察實驗 領悟 分析與討論進行學習,從而獲得新知識。四、閱讀課本第37頁“生活·物理·社會”:“大海中的機械能”設問:你知道大海中蘊藏著可以為我們利用的機械能嗎 請閱讀課本第37頁了解潮汐、海浪、海流中蘊含的機械能.學生閱讀點評:通過閱讀,目的是拓寬學生的知識面,使他們了解到在大海中有巨大的能源有待我們去開發,從而激發學生進一步學習的興趣.五、交流與小結今天學到了什么 引導學生小結.六、布置作業復習課本中學習內容,做第39頁練習第2、4題.板書設計第一節 動能 勢能 機械能(2)1.動能和勢能統稱為機械能2.動能與勢能相互轉化, 如過山車、滾擺等的動、勢能轉化教學探討與反思讓學生認識動能和勢能轉化的知識,最后還要建立形成“機械能守恒”的思維意識,應遵循學生的認知規律,循序漸進,體現從簡單問題的分析入手的方法.在探究實驗中,會有部分學生分工不協調,觀察現象抓不住要點的問題.在以后的教學中,教師應有意識地培養學生這方面的能力。也可能有的學生并不積極參與探究,而是觀看別人做實驗.這些都需要在今后的探究活動中予以糾正.學生在探究中,能否對自己的實驗進行總結、討論和交流,都需要在今后的活動中進一步進行訓練.利用現代教學手段和豐富的視頻或動畫資料,可極大地豐富教學內容.學生樂于接受,課堂教學效果自然就比較好,教學目標也能很好地實現.- 1 -- 12 - 展開更多...... 收起↑ 資源預覽 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫