《动能和势能》教学设计 牛萌

人教2011课标版八年级下册第十一章第三节动能和势能教学设计大连开发区第七中学 牛萌一、 设计思想：本着从生活走向物理，从物理走向社会的新课程理念，由生活中的实例切入课题，激发学生的兴趣和求知欲望，“兴趣是最好的老师”，在兴趣的驱动下，运用身边的器材来设计完成物理探究实验，领略生活中处处存在的物理现象，并学会尝试运用已获取的物理知识来解释生活中的相关现象，培养安全意识、物理素养和将知识服务于生活的意识。本节课采用多媒体演示法，课件中展示生活中的实例照片及视频素材，引起学生的兴趣，使学生通过观察和思考进行思维活动，让学生获得生动直观的感性知识，加深印象，把理论知识与实际事物联系起来，形成正确而深刻的概念。二、 教材分析：动能和势能是人教版物理第十五章第四节内容。本节的知识包括动能和势能的概念，影响动能和重力势能大小的因素。授课时间为一课时。本课内容通过大量实例让学生真实感受到能量的存在，理解动能和势能，是学生进一步理解能量的引路石，对整个初中关于能量的学习起着承前启后的作用。1、 教学目标： 1）知识与技能：理解动能、势能的概念。2）过程与方法：通过多媒体演示生活中的实例并通过探究实验，了解动能、重力势能的大小各与什么因素有关并能解释简单的现象。3）情感态度与价值观：培养学生合作探究品质和创新精神，有将知识应用于生活的意识。学生通过能量知识解释最美司机吴斌事迹，学习榜样坚守岗位、舍己为人的高尚精神。2、 重点与难点：1） 重点：动能、势能的概念。2） 难点：探究动能、重力势能的大小各与什么因素有关。3） 关键：探究方案的设计和指导。三、 学情分析：1、 在前一段的物理学习中，学生对“能量“这一词眼已不间断地有所认识，这是学生学习动能和势能的认识基础；2、 学生对生活现象当中蕴含的一些物理知识颇有兴趣，这是学生学好本课知识的兴趣基础；3、 学生已具备了物理实验探究意识及方法，乐于运用身边的器材来设计实验来探究其中的物理道理，具备了一定的合作与交流意识，为教师课堂上的顺利指导奠定了基础；4、 学生的学习水平和动手能力参差不齐，分组探究时要注意按照组间同质、组内异质的原则合理搭配，做好分工与合作。四、 教学方法：多媒体演示法、探究实验法、启发法、讨论法、讲授法、练习法。五、 教学资源：斜面、长木板、小车、钩码、长方体木块、铁架台、A4纸、夹子、体积相同的圆柱形实心铝块、铁块、铜块、弹簧等。六、教学过程：（一） 什么是能量（利用多媒体展示图片：不同形式的能量）1疾驰的汽车 2. 高楼上的花盆 3拉伸变形的皮筋4高举的重锤 5拉开的弓 6流动的水提出问题：汽车、花盆、皮筋、重锤、弓、水这些物体能否对外做功？启发引导：物体对外做功的条件是什么？学生回答：作用在物体上的力，物体在这个力的方向上移动了一段距离。教师：这是做功的两个必要因素，那么高楼上的花盆它有没有做功的本领？学生：没有。教师追问：为什么没有？学生：有力，但是没有在这个力的方向上移动一段距离。教师：花盆由于被举高，如果掉落下来可不可以使地面凹陷？学生：可以。教师：同理，拉开的弓可以把箭弹开，高举的重锤也可以使地面塌陷，像弓、重锤这些物体，能够对外做功，有对外做功的本领。教师追问：刚才所讲高楼上的花盆没有正在对外做功，它有没有做功的本领？学生：有。教师讲解：就像一个歌唱家，他没有正在唱歌，他有没有唱歌的本领？学生：有。教师多媒体课件展示：高举的重锤 能把地面 砸陷流动的水 能把石头 冲走拉圆的弓 能把箭 弹射开归类总结： 物体 能够对外 做功教师：一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。能是表示物体做功本领大小的物理量。一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大，功的单位是焦耳，能量的单位也是焦耳，简称焦。（二）能量的不同形式【小组合作，交流讨论】展示之前的六幅图片，这些物体都具有能量，但是能量的形式并不相同，四个人一个小组，讨论分类及对应形式的能量，每组选出一人汇报。学生：1疾驰的汽车和6流动的水是一类，因为它们都在运动。2. 高楼上的花盆和4高举的重锤 是一类，因为它们都被举高了。3拉伸变形的皮筋和 5拉开的弓 是一类，因为它们都有拉力使物体发生弹性形变。教师结合多媒体分类，并给出定义：1 动能：物体由于运动而具有的能。势能 重力势能：物体由于高度所决定的能弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能判断：一切运动的物体都具有动能，是否正确？学生：不对，比如提水桶水平行走，力和距离方向垂直，没有做功，所以没有动能。教师：物体由于运动具有的能叫动能，运动的物体只要满足运动这个条件就有动能。流动的水能把石头冲走，流动的水因为运动具有冲走石头的本领。同理，水桶由于运动具有动能，有撞伤人的本领，动能有无与这个力是否对物体做功无关。【小试牛刀】以下物体具有动能的是( ) 具有重力势能的是( )具有弹性势能的是( )A空中飞行的铅球 B草地上滚动的足球 C阳台上的花盆 D风 E下落的瀑布F压弯的钢尺 G放在山顶上的石头 H空中飞行的战斗机 I挂在墙上的钟表（三）【探究实验】动能的大小与哪些因素有关教师：请大家猜想动能大小和哪些因素有关？学生：可能跟物体的速度大小和质量有关。教师：我们现在桌面上放置着斜面、长方体木块、小车、钩码。利用这些器材我们如何来验证动能大小和物体的质量是否有关？四人一个小组讨论方法和步骤。学生：在同一个小车上增加钩码，是小车从斜面的同一高度自由下滑，观察放在同一位置的同一木块移动的距离。教师：动能的大小不能测出来具体数值，所以我们用小木块移动的距离来间接地反映小车动能的大小，这种方法叫做转换法。这个实验和探究阻力对物体运动的影响实验相似，为什么要控制小车在斜面的同一高度静止释放？学生：为了使小车到达斜面底端的速度相同。教师：我们控制速度相同，只改变物体质量的大小，是为了验证动能大小和质量是否有关，这种物理学的思想叫什么？学生：控制变量法。教师：如何验证动能大小和物体的速度的关系？学生：将不加钩码的小车从斜面的不同高度静止释放，观察木块移动的距离。教师：分别探究动能大小与物体速度、物体质量的关系，设计实验表格，四人一个小组做实验，将实验结果记录在表格中。木块移动的距离不用测出来具体数值，可以用小中大来描述。多媒体课件展示，学生填空：1、让小车分别从不同的高度由静止开始滑下，小车运动到水平面时的快慢一样吗？哪次木块被撞得远？实验表明，小车从高处滚下，高度h越高，小车运动到斜面底部时速度越_大_(大、小)，木块被撞得越远。所以，质量相同时，小车的速度越大，动能越 _大_。2. 改变小车的质量，让不同质量的小车从同一高度由静止开始滑下，哪个小车把木块撞得远？实验表明，速度相同时，质量越_大_的小车能将木块 撞得越远 。所以，小车的速度相同时，质量越大，动能越 _大_。实验结论：物体动能的大小跟速度、质量有关。质量相同的物体，物体速度越大，它的动能越大；速度相同的物体，质量越大，它的动能越大。【用能量的知识解释生活中的现象】为什么要对机动车的行驶速度进行限制？为什么在同样的道路上，不同车型的限制车速不同？限速：机动车质量一定，速度越大，动能越大，刹车时机动车的初动能等于克服阻力做的功。车轮和地面的接触面粗糙程度相同、机动车对地面的压力相同，则机动车刹车时的滑动摩擦力相同，由W=Fs可得，克服阻力做的功越多，滑动摩擦力一定时，刹车距离越大，不易制动，容易发生危险。限度不同：车的质量越大，速度一定时，动能越大，刹车时机动车的初动能等于克服阻力做的功。车轮和地面的接触面粗糙程度相同、机动车对地面的压力相同，则机动车刹车时的滑动摩擦力相同，由W=Fs可得，克服阻力做的功越多，滑动摩擦力一定时，刹车距离越大，所以质量越大的车越不容易制动，容易发生危险，所以质量越大的车型限制车速越小。【感动中国：最美司机吴斌】吴斌驾驶的客车在高速公路行驶时，突然有一块铁块像炮弹一样，从空中飞落击碎车辆前挡风玻璃砸向他的腹部和手臂。面对肝脏破裂及肋骨多处骨折，肺、肠挫伤，危急关头，吴斌强忍剧痛，换挡刹车将车缓缓停好，拉上手刹、开启双跳灯，以一名职业驾驶员的高度敬业精神，完成一系列完整的安全停车措施，确保了24名旅客安然无恙，而他自己虽经全力抢救却因伤势过重去世，年仅48岁。吴斌同志在危急时刻用生命履行了职责，为我们树立了坚守岗位、舍己为人的光辉榜样。请你思考问什么一个铁块会击碎坚硬的前挡风玻璃使司机造成如此大的伤害？学生：因为铁块本身质量大，高速公路车上掉下来的铁块速度很大，所以动能很大，对外做功多，所以能击碎玻璃造成人伤亡。（四）【探究实验】【势能大小和哪些因素有关】教师：物体由于高度所决定的能叫重力势能，物体的重力势能可能和哪些因素有关？学生：可能和它的高度和质量有关。探究：势能大小和物体质量的关系器材：铁架台、A4纸、夹子、体积相同的实心铝块、铁块、铜块。步骤1：将A4纸用夹子夹紧在铁圈上，体积相同的圆柱形实心铝块、铁块、铜块圆底朝下分别从铁架台的同一高度静止释放，观察纸被砸后开口大小。发现铝块没有将A4纸砸开，而铜块开口最大。结论1：重力势能大小和物体质量的大小有关。步骤2：将A4纸用夹子夹紧在铁圈上，体积相同的圆柱形实心铝块圆底朝下分别从铁架台的不同高度静止释放，观察纸被砸后开口大小。发现高度越高，开口最大。结论2：重力势能大小和物体的高度有关。【生活实例】打桩机质量一定，高度越高，重力势能越大，陷入地面的深度越深。三峡水坝把水提高到一定高度，里面的水质量越大，重力势能越大，机械能转化为电能，发电越多。工地必须戴安全帽，因为质量一定，高度越高，重力势能越大，容易将人砸伤，戴安全帽是防止重力势能带来的危害。教师：弹性形变的大小与什么因素有关？列举相关生活实例学生：弹性形变的大小与弹性形变的程度有关，弓弹性形变越大，弹性势能越大，就会把箭射的更远。（五）【课堂练习】练习1判断下列说法正确的是