教学设计《机械能及其转化》临猗县临晋初中苏菊

第十一章 功和机械能 第4节 机械能及其转化【教学目标】知识与技能1. 知道机械能包括动能和势能，能用实例说明动能和势能间的互相转化；2. 能解释有关动能、重力势能和弹性势能之间相互转化的简单现象；3. 初步理解机械能守恒的含义。过程与方法 通过观察和实验认识动能和势能的转化过程。情感、态度与价值感 通过教学活动，激发学生学习兴趣和对科学的求知欲，使学生乐于了解生活中的物理道理。【教学重难点】 重点：机械能的概念、动能和势能的相互转化的理解。难点：对机械能守恒的认识。【教学准备】滚摆、单摆、斜面、小球、弹簧片、自制多媒体课件等。【教学过程】教 学 过 程 设 计教学内容教师活动学生活动一、视频导入【播放视频】满载游客的过山车，从轨道的了高端飞驶而下，时而上下翻腾，时而左摇右摆观看视频，体会惊险刺激的过山车。 知识回顾【提出问题】 你知道过山车的速度为什么有那么多的变化吗？你知道过山车为什么能够到时达大回环的最高处吗？【知识回顾】根据上节课学习的知识回答下列问题（1）动能的大小与那些因素有关？（2）重力势能的大小与那些因素有关（3）如何判断一个物体的动能、重力势能、弹性势能的大小的变化？（4）过山车的动能和势能在回环的过程中是如何变化的？（设计意图：在原有知识的基础上引入新知识，创设教学情景，提高学生的学习兴趣。）学生讨论回答：（3）物体质量不变时根据速度的变化来判断动能的变化；根据物体被举高的高度来判断重力势能的变化；弹性势能的变化根据形变量的大小来判断。（4）过山车在高台上只有重力势能，但是到了轨道的底端却有了动能，而重力势能变小了，可见动能和势能是可以相互转化的二、新课讲授 1、动能和重力势能的相互转化【演示实验一】滚摆实验将滚摆卷起后释放，让学生观察分析【提出问题】（1）此时滚摆具有什么能？（2）释放后观察滚摆的高度、速度变化（3）分析滚摆下降和上升过程中动能势能的变化【得出结论】动能和重力势能之间可以相互转化。（设计目的：引导学生观察分析，帮助学生理解动能和重力势能之间的转化，培养学生的迁移能力和语言表达能力）学生仔细观察滚摆上升和下降的过程中，速度和高度的变化学生单独回答，加深印象重力势能上升：速度 ，高度 ，动能 ，重力势能 ， 能转化为 能。下降：速度 ，高度 ，动能 ，重力势能 ， 能转化为 能。加强巩固【演示实验二】单摆实验【提出问题】你能分析摆球在左右摆动的过程中动能和势能是如何转化的？你还能举出动能和重力势能相互转化的例子吗？（设计意图：进一步利用动能和势能的影响因素，分析动能和势能的变化，掌握动能和势能之间的相互转化。）学生观察实验，分析能量变化从A到O：重力势能减少，动能增加，重力势能转化成动能从O到B：重力势能增加，动能减少，动能转化为重力势能学生举例自行车下坡，荡秋千，高空抛物2、动能和弹性势能的相互转化【提出问题】既然动能和重力势能之间可以相互转化，那么动能和弹性势能之间可以相互转化吗？【演示实验三】动能和弹性势能相互转化在水平槽里竖立一个弹簧片，它的下端固定，让小球从斜槽滚入水平槽，撞击弹簧片，观察木球与弹簧片的碰撞过程，并思考其中能的转化。【得出结论】动能和弹性势能之间可以相互转化。学生观察实验，分析木球和弹簧片的能量转化：撞击弹簧片：小球速度减慢，弹簧片形变增大，是动能转化为弹性势能；弹簧片恢复：小球速度加快，弹簧片形变减小，是弹性势能转化为动能。加强巩固【图片展示】蹦床运动【提出问题】你能分析在蹦床运动中动能和势能是如何转化的吗还能举出动能和弹性势能相互转化的例子吗？ 学生讨论回答：运动员从高处落下， 能转化为 能；与蹦床面接触后，床面发生 ，运动员的 能转化成蹦床的 能；在床面恢复原状时，蹦床的 减小，蹦床的 能转化为运动员的 能。学生举例：弹弓，射箭、蹦极撑杆跳高弹簧门在推开以后能自己关闭3、机械能【提出问题】（1）既然只有动能和势能的转化，那滚摆因该能回到原来的高度，但是大家看到的是比原来要低了，那是为什么呢？（2）乒乓球落地后又弹起来，达不到原来的高度，总是越弹越低，为什么？（设计目的：通过讨论让学生先想到阻力，进而想到客服阻力需要消耗能量，帮助学生理解机械能守恒。）【提出问题】如果没有摩擦动能和势能的总量还会不会变化？【得出结论】（1） 、 和 能统称为机械能；（2）机械能守恒的条件是： 。总结：如果只有动能和势能的相互转化，机械能的总量保持不变，即机械能守恒。实际生活中，在机械能的相互转化过程中，往往要克服摩擦力，使机械能总和减小。学生讨论回答滚摆在上下滚动的过程中，乒乓球在下落又弹起的过程中，总要克服阻力，消耗能量学生阅读课本并归纳总结：动能、重力势能和弹性势能统称为机械能；只有动能和势能相互转化时，机械能守恒。【跟踪训练】【演示实验四】铁锁能碰到鼻子吗？把一个铁锁用细绳悬挂起来，将铁锁拉到自己的鼻子附近，稳定后松手，铁锁向前摆去。想想看，铁锁摆回时会打到你的鼻子吗？学生讨论回答不会碰到鼻子，也不会离鼻子很远，因为锁在摆动中克服摩擦做功把部分机械能转化为其他形式的能。知识扩展1、水能和风能的利用【阅读自学】自学教材P72 水能和风能的利用【提出问题】（1）人们是如何利用水能和风能的？（2）人们为什么要修筑拦河坝提高上游水位？学生看书回答问题（1）让水流部冲击水轮转动，用来汲水、磨；靠风力鼓动帆来推动船航行；到19世纪，人类开始利用水能发电；（2）提高上下水位落差，提高水的重力势能，发更多少电。三、课堂小结【阅读自学】自学教材P73 科学世界-人造地球卫星的机械能转化【提出问题】当卫星从远地点向近地点运动时，它的势能，动能，速度如何变化？当卫星从近地点向远地点运动时，它的势能，动能，速度又如何变化？回顾本节课的学习内容本节课你有哪些收获？还有哪些疑惑?学生看书讨论回答问题远地点到近地点：势能减小、动能增加、速度增加近地点到远地点：势能增加、动能减小、速度减小（设计意图：让学生更广泛地了解动能和势能的转化在社会生活及宇宙空间都广泛地存在，也体现了从物理走向生活的思想。）学生讨论发言，梳理本节知识要点四、课堂检测课堂检测 教师巡视、讲评完成检测题五、布置作业练习册课后完成【板书设计】第4节 机械能及其转化【教学反思】一、教案的“亮点”1. 本节课教学设计思想是源于生活引导学生通过分析物体物体下落时动能和重力势能的变化，联想到它们的转化。通过实验探究摆球摆动时动能和重力势能的转化、小球与弹簧片动能和弹性势能的转化，知道动能和势能可以相互转化。再通过其他一些机械能转化实例的分析（结合实物演示和课件演示），进一步理解动能和势能相互转化的规律和意义。最后通过阅读自主学习有关风能和水能的利用，了解动能和势能及其转化的综合应用。2以教师实验演示为主线展开教学，引导学生通过分析物体动能和势能的影响因素，从而分析动能和势能的的变化，再由动能和势能的的转化，最后再综合应用于生活实际，比较符合学生的认识规律，降低学习的难度，学生易于接受，也有助地提高学生学习的兴致。二、教学中存在的不足1. 教师的实验演示是贯穿于整堂教学的主线，活动和实验的目的是为了帮助学生更好地对知识点的理解和知识，但是对于几个实验，还不够到理想，以致影响学生对实验的分析。特别是单摆，由于摆动的时间周期很短，学生很难看出摆球速度的变化，那么学生就不好分析动能的变化；还有做动能和弹性势能的转化实验时，小球从轨道上滑下，与弹簧片撞击时，小球的速度与弹簧片的形状变化都是瞬间完成的，学生很难获得其变化的过程，这直接影响了学生的分析，以致于演示实验甚至不如在黑板画图分析更容易让学生接受，这失去了做实验的真实本意。针对上面两个问题，课堂上如果