动能和势能-初中-物理-教学设计

动能和势能李莹西安滨河学校【教学依据】本章在学习了运动、简单机械、功等知识的基础上，进一步学习机械能，在机械能的基础上把能量的研究拓展到内能，并且引入热量、热值、比热容、热传递等概念。是对前一章知识的发展与延伸，是热学的主要部分。其中第一节《动能势能机械能》就是由具体事例到抽象能量的讲解。本节充分挖掘导图功能，通过对导图的再认识，帮助学生对本节知识进行回顾、总结，潜移默化地让学生学会归纳总结。教材第二章中还提到，物态变化过程伴随着能量的转移，用这种渗透的方式使学生逐步建立起能量的概念。另外，教材从机械能进行拓展，以大量实例展示了动能和势能的相互转化，使学生认识了机械能守恒定律。让学生领略生活中处处存在的物理现象，从生活走向物理，从物理走向社会，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、以及将知识服务于生活的意识。 【核心素养】知道动能、势能和机械能，通过实验了解动能和势能的相互转化，能举例说明机械能个其他形式能量的相互转化。关心机械能与人们生活的联系，有将机械能知识应用于日常生活的意识。【教学目标】物理观念：1.识记机械能、动能、势能的概念及其影响因素。2.了解能量的初步概念。3.知道动能和势能是可以相互转换的。4.识记机械能守恒的条件。科学思维：1.能在具体情境中判断动能、重力势能、弹性势能的增大或减小情况；能在具体情境中分析机械能之间的相互转化；能在具体情境中判断机械能的守恒情况及增大或减小的原因。2.能利用转换法、控制变量法进行科学探究，初步学会类比法在学习中的作用。科学探究：通过探究实验——动能、势能大小的影响因素，巩固物理学探究的七个步骤，培养学生观察能力、推理能力和逻辑思维能力；通过交流讨论、学生探究性实验、分析总结等活动，提高学生分析、联想、类比、迁移以及概括总结的能力。科学态度与责任：以小组为单位，通过探究动能、势能大小的影响因素，形成自主探究的兴趣，体会克服困难、解决问题时的喜悦，激发学生进一步了解动能和势能的好奇心和求职欲望。具备应用科学原理解决实际问题的能力和意识。【指导思想】本节课以日常生活中的一些现象为切入点，让各种观点交流碰撞，引起学生对机械能的兴趣，再引导学生进入有关动能、势能现象的分析。让学生在探究活动中认识到动能势能有大小，然后再通过动能、势能大小的影响因素，从分散难点的目的出发，将整节内容进行归纳总结。在教学中从学生身边的例子入手来做演示实验和提出问题，这样的例子让他们既觉得熟悉，但又不能回答其中的问题，从而激发学生的探究欲望，创设了探究情景，为后面的探究教学奠定了基础。这样既让学生体验了科学探究的全过程，又让学生学习了科学探究的方法，还加深了对机械能概念的理解。【设计思路】本节课以“攻城的士兵为什么选用粗大的木头快速的攻击城门？守城的士兵往下砸，他为什么要选用大的石头向下砸？”为切入点，提升学生对神秘科学探究的兴趣和热情，寓教于乐。目的是激发学生的学习兴趣，水到渠成的引入新课，为后面的学生实验做铺垫，为学生理解动能、势能大小的影响因素打下基础。通过视频培养学生的观察能力，激发学生的好奇心和求知欲，促使他们想亲自动手实验来探究具体情况。创设的情景使他们对视频所展示的现象提出疑问，从而激发学生的实验探究欲望。从组织学生探究动能、势能大小的影响因素的过程中，引导他们分析理解实验探究题的探究内容，从课堂探究回归课本知识，运用课堂知识分析动能、势能的特点及其应用。开始开始探讨选用粗大的木头快速的攻击城门实验演示产生兴趣，对能量有初步认识哪些情况表明物体具有能量知识点拨：认识能量进一步理解具有机械能就可以对外做功回顾知识，理论认知布置课后作业结束提出问题影响动能、势能大小的因素有哪些小组自主探讨，提出猜想巩固知识、学以致用课堂练习进一步理解动能、势能的影响因素分别探究质量、速度对动能的影响；质量、高度对势能的影响分组讨论分组实验【教学准备】实验器材：斜面、木板、小车、木块、卡片、橡皮筋、水槽、沙子、小木桌、钩码、摆球等。探究一：动能大小与哪些因素有关猜想与假设：1.物体的质量；2.物体的速度；制定计划与设计实验：要探究动能大小的影响因素，必须解决以下几个问题：如何让小车获得动能？如何让小车获得相同或不同的动能？（3）如何比较动能大小？（4）实验应采用什么方法？做法：①将同一个小车，从斜面不同高度滑下，让学生观察小车将木块推动的距离。木块被推动的距离不同，说明小车对木块做的功不同。木块被推动得越远，表明小车的动能越大。——总结出本实验中用到的研究方法为“转换法”和“控制变量法”。②将质量相同的两个小车，同时从斜面的最高点和接近斜面底部的位置释放。从最高点滑下的小车能在水平槽上最上从接近底部滑下的小车。实验表明从高处滚下的小车速度大。③给小车上放一个200g的砝码，从同一高度让其滑下，让学生观察小车推动木块的距离。实验次数下滑物体下滑高度木块在水平面运动的距离1小车h1远2小车h2(h2<h1)近3小车+钩码h1很远……预期结果：从不同高度滑下的小车，具有不同的动能。当质量相同时，物体速度越大，动能越大。当物体速度相同时，质量越大，动能就越大。探究二：弹性势能大小与哪些因素有关物体由于运动的原因而具有动能，物体还可能由于其他的原因而具有能量。例如，同学们都玩过用橡皮筋弹射纸弹的游戏，拉长的橡皮筋能给纸弹一个力，并推动纸弹移一段距离，从而对纸弹做了功。同样拉弯的弓、压缩的弹簧也能够做功，它们都具有能量，这种能量叫做弹性势能，物体由于弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。如：拉长的弹簧，压扁的皮球，弯曲的钢锯条，上紧的钟表发条，撇开的弓等。将两个性质相同弹簧，压缩到不同的长度。先后将拉紧弹簧的绳烧断，两次砝码被弹起的高度不同。弹簧压得越紧，放松时它做的功越多，表示它的弹性势能越大。实验次数弹簧压缩程度木块在水平面运动的距离1大远2小近……预期结果：物体发生的弹性形变程度越大，弹性势能越大。探究三：重力势能大小的影响因素。被举高的重物，也能够做功。例如：举高的铅球，落地时能将地面砸个坑；举高的夯落下时能把木桩打入地里。物体由于被举高而具有的能量叫重力势能。列举事例说明：物体的质量越大，举得越高，它具有的重力势能越大。如：举起同样高度的铅球和乒乓球，铅球落下时做的功多，具有的重力势能大。铅球举得越高，具有的重力势能就越大。实验次数物体质量被举高高度小桌子在沙坑中凹陷的深度1mh1浅2mh2(h2>h1)深32mh2深……预期结果：当被举高高度相同时，物体质量越大，重力势能越大。当物体质量相同时，物体被举高高度越高，重力势能越大。实通过探究实验得出影响动能大小的因素是本节课的重点，而影响重力势能大小和弹性势能大小的因素也是通过实验得出的。为突出重点，在预习活动中仅布置学生思考影响动能大小的因素，并进行实验验证。在课堂教学中，充分展示学生探究实验的过程，在这一过程中帮助学生得出结论。学生通过设计实验，领会了本实验中控制变量的具体操作方法和转化法的呈现方式。为促进学生实验方法的迁移，在学生思考影响重力势能的因素的基础上，组织学生讨论得出探究影响因素的实验方法，最后由学生展示整个实验过程，分析实验现象，得出实验结论。还可以类似得出弹性势能的大小与弹性形变相关联的结论。在教学设计中，不仅让学生学到应有的文化知识，还要注重科学方法的领悟，与所学方法的及时应用，加强学生