第一节能源的转化与守恒

机械能及其转化一、说教材 机械能及其转化是现行教材初中九年级物理能源的转化及其守恒的内容，是中考的重点内容之一。本节课主要的教学内容有：动能、势能、机械能的概念；探究动能、势能的影响因素。能是物理学中最重要的概念之一，它比较抽象，不易理解，只能通过有关的物理现象来肯定它的存在。所以学好本节内容有利于为后面的学习做准备。结合本节的内容和特点，为提高全体学生的科学素养，从三维目标培养学生。按教学大纲要求，结合新课程标准提出以下教学目标：知识与技能（1） 通过本节内容的教学，让学生初步理解动能、势能、机械能的概念。（2） 通过探究，让学生知道决定动能、势能大小的相关因素；并能解释简单的现象。过程与方法（1） 能够运用控制变量法进行实验设计，逐步养成在实验中认真观察，勤于思考的习惯；善于分析数据、归纳总结的思维培养。情感态度与价值观（1） 让学生认识到能量与人们生活、生产息息相关；增强合理利用能源的意识。如果能抓住动能、势能、机械能的概念，也就把握了本节的要领。八年级学生的思维具有单一性，思维处于感性阶段，他们容易接受相对形象的物理概念，对抽象的“能”的概念都感到困惑。所以本节教学的重点是初步理解动能、势能、机械能的概念；教学的难点是：通过探究，让学生知道决定动能、势能大小的相关因素；并能解释简单的现象。二、说教法 物理教学重在启发思维，教会方法。能的概念比较抽象，教学前多举例，让学生在教师的引导下，初步理解动能、势能、机械能的概念；并引导学生利用控制变量法来探究动能、势能的影响因素，使学生全面的理解教材，把握重、难点；因此，本节课综合运用直观演示教学法、讲授法、讨论法并实验探究手段。教学中，加强师生双向活动，启发学生的积极思维。三、说学法学生是课堂教学的主体，现代教育以“学生为中心”，更加重视在教学过程中对学生的学法指导，引导学生主动探索新知识。通过巧用提问，评价；激活学生的积极性，调动课堂气氛，让学生在轻松、自主、讨论的课堂环境下完成学习任务。学生主动接受新知识，加上例题的巩固，再回到物理概念的理解。四、说教学过程从以上分析，教学中掌握知识为中心，培养能力为方向，紧抓重点突破难点。抓住学生的认识水平，分为2课时进行教学，第一课时设计如下教学程序：复习内容 （一）动能与势能1.认识能量 流动的水可以推动水轮机做功；风可以推动帆船前进而做功；张开的弓可以使箭射出而做功，等等。物理学中，一个物体能够对别的物体做功，即它具有做功的本领，我们就说它具有能量。因此，流动的水、风，张开的弓都具有能量。能量这个概念与前面学过的功的概念有着密切的联系，物体做功的过程就是能量转化的过程，一个物体能够做的功越多，表示这个物体具有的能量就越大。打个比方，一家企业对外能够支付的钱越多，就表示这家企业的资金越雄厚。（多举日常生活中的实例；引导学生了解“能”概念）2.动能与势能 我们周围的能量形式具有多种多样，最常见的是动能与势能；我们先来认识几个具有动能和势能的物体做功的实例（1） 风吹帆船航行；急流的河水把石块冲走；运动的钢球把木块推开。这些都是运动的物体对外做功的实例，表明运动的物体具有能量。（2） 人在打桩时，先把重锤高高举起，重锤落下就能把木桩打入地里；铅球从高处落下时能把地面砸个坑。重锤和铅球由于被举高而能够对外做功，表明被举高的物体具有能量。（3） 弓被拉弯后能把箭射出去，弹簧被压缩后能把压在它上面的物体弹起，弓和弹簧由于发生弹性形变能够对外做功，表明发生弹性形变的物体具有能量。概念规律：（1） 物体由于运动具有的能叫做动能（2） 势能分为重力势能和弹性势能：物体由于被举高而具有的能叫做重力势能物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能（3） 动能和势能统称为机械能（二）影响动能和势能大小的因素（25分钟）1.探究影响动能大小的因素 问题：物体动能的大小与什么因素有关呢？ 猜想：教师引导学生猜想 探究：（1） 将木板放在光滑斜面下的水平桌面上，将木块放在木板上，分别让同一钢球从不同的高度（h1和h2）由静止开始向下运动，撞击木块，记下木块被撞击后运动的距离。（2） 分别让体积相同的实心木球和钢球从同一高度（h）由静止开始向下运动，撞击木块，记下木块被撞击后运动的距离。（3） 把数据记入下表，并比较各组数据序号下滑物体下滑高度（高/低）木块运动的距离（远/仅）1大钢球低2大钢球高3小钢球高探究说明：小球在光滑斜面上由静止开始下滑，到达斜面低端的速度只与起点的高度有关，起点越高，到达低端时的速度就越大。所以要增加小球滚到水平木板上的速度，只需增加小球的高度即可(如步骤1)。同理要使小球在水平面具有相同的速度，必须使小球从斜面的同一高度（实验时用笔做好标记）滚下（步骤2）。小球从光滑斜面上禁止滚下，到达低端并撞击水平木板上的木块；被撞木块的运动距离越长，小球做的功越多，运动小球所具有的动能越大。数据分析：对比表中1、2两行数据，同一钢球从不同的高度静止释放，起点高的2钢球到达低端的速度大，与小车撞击后使小车运动的距离长，表明2钢球的动能大；对比2、3两行数据，质量不同，钢球的质量大，当他们从同一高度被静止释放时，到达斜面低端的速度相同，但钢球撞击木块运动的距离长，表明钢球的动能大。结论：质量相同时，速度大的物体具有的动能大；速度相同时，质量大的物体具有的动能大。概念规律：影响动能大小的因素：物体的质量和速度。物体的质量越大，速度越大，物体所具有的动能就越大。2.探究影响势能大小的因素 问题：物体势能的大小与什么因素有关呢？ 猜想：教师引导学生猜想 探究：（1） 将小方桌腿朝下或小木桩水平放在沙箱的沙子上，使用同一小球从不同高度（h1,h2）自由下落冲入水中，记下下沉深度。（2） 将体积相近的，质量不同的小球和木块从同一高度h自由下落落入沙子中，记下两小球下陷的深度。（3） 把数据记入下表，比较各组数据序号举高的物体举高的高度（高/低）小木桩下沉深度（深/浅）1相同小球2相同小球序号举高高度举高物体质量（大/小）小木桩下陷深度（深/浅）3相同高度4相同高度数据分析：对比表1、2行，同一钩码被举得越高，能使小球下沉的越深，说明质量相同的物体，被举得越高，它的重力势能越大；对比表3、4两行数据，小球被举得相同的高度，小球的质量大，小球下陷的深，说明被举高高度相同的物体，质量越大，它的重力势能越大。概念规律：影响重力势能大小的因素：物体的质量和物体所处在的高度。物体的质量越大，所处在的高度越高，物体的重力势能就越大。（另外一种势能-弹性势能和物体的弹性形变有关，物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大。举例：拉弓，形变越大，箭射的越远。蹦床形变越大，运动员蹦的越高。）三、课堂练习：1、下列物体各具有什么形式的机械能？(1)、在地上滚动的足球 （2)、山顶上的一块石头（3）被拉弯的弓 （4）天空中向前飞行的飞机2、关于能的概念，下列说法中正确的是( )A、势能相等的物体一定在同一高度B、悬挂着的物体因为没有做功，所以没有能C、在空中飞行的子弹，具有做功的本领，所以具有能D、一个物体具有机械能，则这个物体一定既具有动能，又具有势能3、跳伞运动员在“中华第一高楼”上海金茂大厦进行跳伞。运动员从345米的高度跳下，下落一段时间后打开降落伞做匀速直线运动。在匀速下落过程中，运动员和降落伞的 （ ）A势能不断减少，动能不断增加，机械能不变B势能不断减少，动能不断增加，机械能减少C势能不断减少，动能先增加然后保持不变，机械能减少D势能不断减少，动能先增加后减少，机械能不变4、一架飞机在灾区上方水平匀速飞行，并不断向灾区空投救灾物资，则飞机在这个过程中，动能_，势能_， 机械能_ (填“变大”或“变小”)5、如图是研究小球动能大小与小球的_和_关系的实验装置示意图。（1）本实验中小球动能的大小通过_来显示； （2）表中记录了用甲、乙两球分别进行实验的数据。由表中数据可知：甲球的动能_（选填”大于”、”小于”、或”等于”）乙球的动能；(3)在质量和速度两个物理量中，对动能影响较大的是_. 小 球小 球 质 量小球碰撞物体A时的速度物体A被推动的距离 甲 球 4 g 1 v S 乙 球2 g 2