【教学设计】《合理利用机械能》（沪科）.doc

合理利用机械能宿州市埇桥区杨庄中心学校 张大丰 学情分析学生已经学习了一些生活常见的力,又学习了与之相关的简单机械,对物理学习有操作性兴趣,他们喜欢通过自己的操作活动对自然现象和实验结果施加影响,有些同学对实验有浓厚的兴趣,强调学生重视观察,并能通过小组合作得出结论。 教学目标【知识与能力目标】(1)通过本节内容的教学,让学生知道能量的概念。能与功的关系,能量的单位。(2)通过本节内容的教学,让学生初步理解动能、势能(重力势能和弹性势能)、机械能的概念。(3通过本节内容的教学,让学生初步理解动能和势能的相互转化,能简单分析动能和势能相互转化的事例【过程与方法目标】(1)通过学生的预习和图片展示,让学生知道能量的概念,能与功的关系,能量的单位。(2)采用实验探究法、讨论法让学生知道决定物体动能、势能大小的因素。(3)采用分析法,让学生知道动能与势能的相互转化。【情感态度价值观目标】通过本节内容的教学,让学生认识到能量与人们日常生产、生活息息相关,具有合理利用能源的意识。 教学重难点【教学重点】 影响动能和势能的因素。【教学难点】动能和势能的相互转化。 教学方法 实验探究法、观察讨论相结合。 课前准备1.多媒体课件。2.实验器材：演示用：斜横，钢球，滚摆，单摆，弹簧，木球。 教学过程学生用：动能和势能实验装置各一套。一、新课导入前面我们已经学习了功的相关知识,今天继续来学习本章第六节合理利用机械能。首先我们来看一段视频(播放相关龙卷风视频)。龙卷风经过时,会有拔起树木、掀翻车辆、摧毁建筑物等现象,甚至把人吸走。通过对龙卷风的了解，它对被吸走的物体做了功，从而引出能的概念。二、新课讲授（一）能师:大家都回答的很好,说明大家前面的知识都掌握的不错。在物理学上,如果一个物体能够对别的物体做功,我们就说这个物体具有能量。这也就是物理上,能量的定义,能量又可简称为“能”。就比如龙卷风就具有巨大的能量,因此它具有极大的破坏力。下面我们来看几个例子,请同学们根据能的定义来判断一下这些物体是否具有能量?(1)风吹动帆船航行,风对帆船做了功,因此我们说风具有能量。(2)激流的河水是否具有能量?(3)用举高的木槌来打桩,我们来看一下的flash,观察一下木槌落下时,木桩发生了什么?(4)、再来看最后一个例子,我们来看一下视频,在撑杆跳中被压弯的撑杆是否具有能量?如何判断?通过几个例子,同学们已经能很好的判断一个物体是否具有能量的。(二)、功和能的关系一个物体能够对其他物体做功,这个物体就具有能量。其实,物体做功的过程就是能量的转化过程。物体做了多少功,就说明有多少能发生了转化。因此,能与功的单位是一样的,都为?生:焦耳。(三)、动能、重力势能和弹性势能的概念物体做功时,能量发生转化,由一种形式的能量转化为其他形式能量的。能的形式是多种多样的,今天我们就一起来学习一下几种具体形式的能量。1、我们前面提到的流动的河水、风,由于它们具有流动性,是运动,所以它们能够对其他物体做功。所以具有能的原因是由于它们是运动的。物理学中把物体由于运动而具有的能称为动能。同学们能不能举一些关于动能的生活例子。2、我们在路过工地大门的时候,都会看到这样的一个标志进入施工重地,必须戴好安全帽。为什么在工地中要佩戴安全帽,它会起到什么作用?同时这也说明那些原先处于高处的坠落物也是具有能量的,物理学中就把物体由于被举高而具有的能称为重力势能。比如我们刚才提到的被举高的木槌所具有的能量就是重力势能。同样,也请同学们举一些关于重力势能的生活例子。3、请同学们认真观察这个演示实验,我将弹簧放在水平的桌面上,发生形变的弹簧能够对物体做功,那么,形变的弹簧有没能量?在物理学上,我们将重力势能和弹性势能统称为势能,又将动能与势能统称为机械能。(四)、实验探究：动能与哪些因素有关？ (1)艾佛森和奥尼尔以相同的速度奔跑,你更不愿意撞到哪一个人?(2)走路的奥尼尔和跑步的奥尼尔你更不愿意撞到哪一个?以上都是我们的猜想，猜想是否正确，这就需要我们设计实验进行验证。我再给大家提三个问题,请大家分组讨论下这个实验可以怎么做,步骤是什么样的?1.我们没有测量动能的专门工具,那通过观察什么现象来反映小车具有动能的大小?2.做第一个探究时,如何控制小车速度大小一定,改变小车质量大小。3.做第二个探究时,如何控制小车质量大小一定,改变小车速度大小。下面同学们可以按照我们刚才讨论出的实验步骤来分组进行实验,完成实验后请将实验结果填入实验报告中。通过分析,我们可以得出结论:a.质量相同时,速度越大的物体具有的动能越大。b.速度相同时,质量越大的物体具有的动能越大。如果只是做一次实验,可能结果还是存在的偶然性的。可是我们这么多组同学进行实验都得出这样的结果,也就说明这个实验结论是准确的。(五)、动能知识在生活中的应用1、下面请大家来动动脑,洒水车大家应该都见过,如果一辆正在洒水的洒水车在水平路面上做匀速直线运动,请问洒水车的动能发生变化了吗?2、在学校附近,我们都能看到这样“前方学校,减速让行”的标志,大家能不能运用我们今天所学的知识来解释一下这句话的意义。3、高速公路上的限速度标志,可是为什么不同的车限制的速度不同呢?（六）、实验探究：重力势能能与哪些因素有关？ 1、同样一块大石头在地面和墙上，哪个对你威胁大？2、夏天，你在树下乘凉，你只能感觉到凉快，如果树上都挂满了石头，你还敢在树下乘凉吗？为什么？学生实验验证自己的猜想，学生小组讨论制定实验方案，并实施。通过分析,我们可以得出结论:a.重力相同时,高度越大物体具有的重力势能越大。b.速度高度相同时,重力越大的物体具有的重力势能越大。你能否自选器材设计实验，证明弹性势能的大小和什么因素有关？小组内讨论给出方案（七）动能和势能的相互转化学生活动1：单摆实验：用细线拴住钩码制成一个单摆，将钩码拉到一定的高度释放，仔细观察钩码的摆动情况。1、比较钩码在最高点和最低点的势能和动能的情况：当钩码从最高点向最低点运动的过程中，动能和势能是如何变化的？当钩码从最低点向最高点运动的过程中，动能和势能又是如何变化的？学生活动2：滚摆实验：将悬吊滚摆的绳子缠绕在滚摆上，放开手