机械能及其转化（第1课时）

第四节机械能及其转化第1课时人教版 八年级物理（下） 第十一章一、教学设计理念 义务教育物理课程标准（2011年版）提出的基本理念“提倡教学方式多样化，注重科学探究”。本节内容是认识物理规律，所以通过学生动手实验操作，经过观察、分析、比较、交流最后得出结论。这样既加深了学生探究的过程，又激发了学生学习的兴趣，锻炼了分析问题的能力。本课亮点在于使用电子书包整合所有的教学资源，能现场记录学生实验探究和交流合作的过程，课堂小结不仅限于知识点的总结，还可以对学生学习过程进行评价总结。采取体验式教学，通过大型的单摆球实验，把学生的学习热推到了高潮。小组合作讨论使学生参与度高，课堂气氛活跃。|科|网Z|X|X|K二、教材分析本节内容是前面动能和势能延伸，也为后面热机、能量的转化和守恒的学习奠定了基础。教材通过生活实例引出动能和势能可以转化，再通过“想想做做”得出机械能守恒的定律，从单摆模型到铁锁能否打到鼻子的疑问，层层深入，符合学生认知规律。而且整节书由“机械能及其转化”和“水能和风能的利用”两部分组成，能够体现从生活走向物理，从物理走向社会，以及注重探究的课程基本理念。三、学情分析 学生已具有一定观察、实验、分析概括能力，为这节的学习打下了基础，因此可以布置课堂前置作业，对一个生活现象进行自主分析，充分发挥学生的主动性，自主完成学习任务。由于学生的抽象思维还不成熟，分析问题容易感性判断，课堂上开展探究性的学习，通过频闪摄影技术增强直观性帮助学生实现由感性到理性的飞跃。对于亲切、有趣的情景，学生的兴趣更浓，基于电子书包的课堂讨论，习题数据分析，让学生能体验进阶式的成就感，从而达到多种教学方法的优化组合。四、教学目标1、知识与技能知道机械能定义了解动能和势能的相互转化，能解释有关动能、重力势能、弹性势能之间相互转化的简单现象初步了解机械能守恒的含义，能解释机械能和其他形式能量的相互转化的现象2、过程与方法通过体验和观察，了解机械能的转化，及机械能与其他形式能的转化3、情感态度价值观能积极主动表达自己的观点并阐述理由关心机械能与人们生活的联系，有将机械能应用于生活的意识五、重点和难点1、重点：了解动能和势能的相互转化，能解释有关动能、重力势能、弹性势能之间相互转化的简单现象2、难点：初步了解机械能守恒的含义，能解释机械能和其他形式能量的相互转化的现象六、教学设计思路1、总体思路：分析动能和势能转化的例子很多，但是实际生活中不能做到“只有动能和势能转化”，因此，教学设计上先通过复习“如何判断动能和势能变化”，结合简单例子滚摆运动来认识动能和势能的转化，并以此为主线路引导学生观察发现滚摆不能回到原来高度的原因。再通过“摆球会碰到鼻子”活动一步一步让学生机械能守恒的条件和能量转化在生活中的应用。探究实验中，利用“动态镜头”软件实时展示摆球运动轨迹，突破重点。2、教学环节：（见图表）动能势能重力势能弹性势能质量、速度质量、高度形变程度机械能自主学习使用“动态镜头”技术突破观察难点通过体验和观察，进一步巩固新知识，引出新问题创设情境点评前置作业：1、橡皮筋小实验2、滚摆实验视频1、观察实验发现新猜想2、亲身体验“大摆球会碰到鼻子吗？”此板书作为整节课解决问题的理论依据知识回顾使用电子书包抢答功能使用电子书包随机提问功能追加问题，对比情景，了解机械能守恒条件通过例题介绍人造卫星情景追问，初步了解动能和势能的相互转化，从生活走向物理使用电子书包作业讲评功能合作学习探究验证形成知识体系使用电子书包课堂笔记功能和下发作业功能教师引导形成主要笔记内容1、解释有关动能、重力势能、弹性势能之间相互转化的简单现象2、判断机械能守恒课堂小结交流研讨，巩固重点知识使用电子书包小组讨论功能合作学习3、教具、学具：电子书包教师端和学生端、滚摆、实心球、滚摆运动视频素材七、教学流程（一）知识回顾引出课题教师随机提问：1、怎么判断一个物体是否具有能量？2、已经认识了多少种形式的能量？分别是什么？学生回答：1、能够对外做功，具有能量 2、两种，动能和势能教师板书，介绍机械能定义，引出本节课题目“机械能及其转化”动能势能重力势能弹性势能机械能机械能 = 动能+势能设计意图：构建本节课解决问题的基本依据，随时可以对照板书内容讲解，便于进行课堂小结。二、创设情景点评作业引入使用电子书包作业讲评功能1、小实验：利用橡皮筋把橡皮擦射出一段距离。回答以下问题：（1）拉开的橡皮筋具有弹性势能，此时橡皮擦的动能为0J；（2）橡皮擦弹出时，弹性势能减少，动能增大。教师追问并增加板书符号：（1）判断能量变化的依据?（2）减少的能量去哪了？说明弹性势能和动能之间有什么关系？学生回答：（1）橡皮筋恢复形变，说明弹性势能减少，橡皮擦由静止变为运动，说明动能增大。最高点最低点（2）弹性势能转变为动能2、观看视频滚摆的运动，回答以下问题： （1）滚摆在最高点时处于静止状态，具有重力势能； （2）滚摆下降过程中重力势能减少，动能增加；（3）滚摆上升过程中动能减少，重力势能增加。教师追问并增加板书符号：（1）判断能量变化的依据?视频中如何看出滚摆的速度发生变化？（2）减少的能量去哪了？说明重力势能和动能之间有什么关系？学生回答：（1）同一物体高度变小，重力势能变小；滚摆上红色标记符号旋转的快慢。（2）重力势能转变为动能，动能转变为重力势能。教师小结：这些现象说明了动能和势能可以相互转化。日常现象中，很多物体在运动过程中都会有动能和势能相互转化的现象。例如老师这里有一个实心球，当它从空中下落的过程中，能量如何转化？学生回答：重力势能转化为动能。设计意图：给出简单情景，利用上一节课动能和势能的知识解释现象，巩固旧知识，培养学生自主学习，归纳发现的能力，使课堂环节剧情式的开展。（三）探究验证、合作学习大摆球摆回时会回碰到鼻子吗？教师把实心球做成大摆球，初步演示问题内容，学生回答问题1。1、观察摆球运动，摆球在起始点a时动能为0J，重力势能最大，机械能等于此时重力势能。摆球从a点到达最低点b的过程中，重力势能减少，动能增加。教师追问：机械能为什么等于重力势能？如何判断动能增加？学生回答：重力势能减少了，动能就增加。教师及时指出这种错误观点，强调判断动能变化应根据影响动能因素质量和速度。教师利用“动态镜头”现场拍摄单摆球的运动轨迹，观察发现摆球速度在最低点的速度最快，最高点速度为0。2、摆球从a点经过b点到达c点后再摆回时，能否回到a点时？机械能是否变化？说说你的想法？学生通过电子书包抢答，各抒己见。教师聆听后，选派一位同学上台亲身体验大型实验“打大摆球会碰到鼻子吗？”通过惊险的探究过程验证结论不能回到a点。分小组讨论此现象的原因组长申请展示结果。教师小结：如果只有动能和势能相互转化，机械能的总和不变或者说机械能守恒。如果还有出现了机械能以外的其他能量（如摩擦产生的能量），则机械能不守恒。教师追问：在你们的认知中，什么环境中没有空气摩擦？学生回答：太空中设计意图：学习了“动能和势能可以相互转化”的知识后，部分学生容易出现错误的认知“重力势能减少，一定使动能增加”从而忽略了判断动能变化的基本依据。而摆球的运动速度快，难以观察速度变化，此时利用现代信息技术“动态镜头”拍摄运动过程，能很好的突破难点。加上大型的实验体验，加深学生理解机械能守恒的含义。通过追问学生引出人造卫星在太空中运动的情景。（四）自主学习阅读课本P73，了解人造地球卫星的能量转化例题：如图所示是人造地球卫星的轨迹示意图。人造地球卫星在大气层外运行时，不受空气阻力，只有动能和势能的转化。卫星在远地点时重力势能最大，在近地点时，动能最大。当卫星从近地点向远地点运行的过程中，动能转化为重力势能，机械能不变（选填“变大”、“变小”或“不变”）。教师使用电子书包随机提问功能，点评答案。主要提问：如何得出动能转化为重力势能？教师小结：在能量转化的过程中，一种能量的增加就会伴随着另一种能量的减少。能量既不会凭空产生，也不会凭空消失。在我们的自然界中，流动的水和风就具有大量的机械能，而人类很早就开始在生活、生产中利用水能和风能，到了19世纪，人类开始利用水能发电。 设计意图：培养学生自主学习能力，加深认识机械能守恒的含义和条件。初步形成能量守恒的认知。（五）合作学习交流习题答案，巩固知识1、思考：篮球从高空下落到接触地面后，再弹起离开地面瞬间前（空气摩擦忽略不计），能量的转化是：重力势能动能弹性势能2、把篮球抛向空中，忽略空气阻力，图中哪一图线能正确反映球离手后至落回地面前机械能（E）与篮球离地高度（h）的关系( A)0EhBE0hCAEh0DhE03、现实生活中篮球从空中初速度为零释放，此时篮球的重力势能是E1，篮球落地前瞬间机械能为E2。比较E2与E1大小关系，你判断的理由是什么？学生利用电子书包小组讨论功能，综合运用本节课所学内容解决问题。积极发表意见，阐述自己的观点。设计意图：篮球运动情景学生熟悉，鼓励学生主动表达自己的观点和阐述理由，相互学习，提高综合解决问题的能力。（六）课堂小结1、什么机械能？动能和势能的总和2、动能和势能可以相互转化。3、如果只有动能和势能相互转化，机械能的总和不变。如果还出现了机械能以外的其他能量（如摩擦产生的能量），则机械能不守恒。利用电子书包的课堂总结功能，表扬本节课综合表现好的同学。（七）课后作业1、上紧发条的玩具车在水平桌面上开始跑动时( )。 A弹性势能减小，动能增大 B弹性势能增大，动能减小 C弹性势能不变，动能减小 D弹性势能减小，动能不变2、在下列过程中，物体的动能转化为重力势能的有( )。 A从水坝上流下来的水 B汽车沿斜坡匀速向上行驶 C乒乓球触地后向上弹起时 D斜向上抛出的垒球，当它在上升阶段时3、分析以下运动程中物体的动能和势能如何变化（选填“变大”“变小”或“不变”），并判断运动过程中物体的机械能是否守恒，并说明原因。（1）跳伞运动员在空中匀速下落，运动员的动能_，