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第十一章第3節(jié)《動能和勢能》教學(xué)設(shè)計 一、教學(xué)目標(biāo) （一）知識與技能 1．能通過實例從做功的角度描述能量。能說出能量與做功的關(guān)系。記住能的單位。 2．能利用實例或?qū)嶒灣醪秸J(rèn)識動能、勢能的概念，并能運用其解釋相關(guān)的現(xiàn)象。 3．能通過實驗探究，了解動能、勢能的大小跟哪些因素有關(guān)。 （二）過程與方法 1．通過觀察認(rèn)識動能勢能的存在，通過歸納概括得到動能勢能的概念。 2．在了解動能、勢能的大小跟哪些因素有關(guān)的活動中，學(xué)會用科學(xué)探究的方法研究物理問題。 （三）情感態(tài)度與價值觀 1．具有從能量的角度分析物理問題的意識。 2．通過科學(xué)探究，使學(xué)生經(jīng)歷基本的科學(xué)探究過程，學(xué)習(xí)科學(xué)探究方法，發(fā)展初步的科學(xué)探究能力，形成尊重事實、探索真理的科學(xué)態(tài)度。 二、教學(xué)重難點 本節(jié)內(nèi)容由“動能”“勢能”兩部分構(gòu)成。其中，動能、重力勢能和彈性勢能概念的引入均以能做功的物體具有能量的思想為基礎(chǔ)。教科書先簡單介紹功和能的關(guān)系，然后通過大量實例讓學(xué)生感受到動能、勢能的存在。 影響動能和勢能大小的因素是本節(jié)教學(xué)的重點，也是難點。其中涉及測量量的轉(zhuǎn)換問題。教科書安排了相應(yīng)的實驗，讓學(xué)生通過觀察實驗認(rèn)識動能的大小與什么因素有關(guān)。這個實驗是進一步認(rèn)識勢能的基礎(chǔ)，可以引導(dǎo)學(xué)生利用身邊的器材設(shè)計實驗，加強他們的實踐體驗。 教學(xué)重點：影響動能和勢能大小的因素。 教學(xué)難點：影響動能和勢能大小的因素。 三、教學(xué)策略 首先在學(xué)生學(xué)過的功的知識的基礎(chǔ)上，直接從功和能的關(guān)系引入了能量的初步概念，不追求嚴(yán)密性，這是因為初中只要求學(xué)生對能量的概念有初步的認(rèn)識。接著列舉了風(fēng)、流水等能夠做功，以便使學(xué)生對運動物體具有能量形成比較清楚的具體印象，同時也為講水能和風(fēng)能的利用埋下伏筆。由此引出了動能的概念，用實驗說明動能的大小跟速度、質(zhì)量的關(guān)系，能夠培養(yǎng)學(xué)生的觀察分析能力，勢能的教學(xué)也是從做功的角度先引入勢能概念，再由實驗或觀察生活中的現(xiàn)象學(xué)習(xí)決定勢能大小的因素。 四、教學(xué)資源準(zhǔn)備 多媒體課件、木塊、彈簧、橡皮筋、斜槽、不同質(zhì)量的鋼球、玻璃球等。 五、教學(xué)過程 教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動 學(xué)生活動 設(shè)計意圖 導(dǎo)入新課 （5分鐘） 當(dāng)一個力作用在物體上，物體在這個力的作用下，沿力的方向上通過了一段距離，這個力的作用有了成效，就說這個力做了功。 演示：用手推動木塊，使木塊運動一段距離。在此過程中，手的推力是否做了功？ 出示斜槽，并演示鋼球從斜槽上滾下，在水平桌面上撞擊木塊，使木塊移動了一段距離。讓學(xué)生分析碰撞過程中，做沒做功? 利用學(xué)生分析的結(jié)果“鋼球?qū)δ緣K做了功”引入能量的概念：一個物體能夠做功，我們就說它具有能量?？梢娢锢韺W(xué)中，能量和功有著密切的聯(lián)系，能量反映了物體做功的本領(lǐng)。 不同的物體做功的本領(lǐng)也不同。一個物體能夠做的功越多，表示這個物體的能量越大。物體具有能量的形式是多種多樣的，以后我們將逐步認(rèn)識各種形式的能量 學(xué)生思考并回答，木塊在推力的方向上通過了距離，推力做了功。 學(xué)生思考并回答，滾下的鋼球撞擊木塊，對木塊有力，并使木塊移動了一段距離，鋼球?qū)δ緣K做了功。 功和能有密切聯(lián)系，從做功直接引入能的概念。并為下面設(shè)計探究影響動能大小的因素做好了鋪墊 新課教學(xué) （30分鐘） 一、 動能 二、 剛才的實驗中鋼球撞擊木塊能夠做功，若將鋼球靜止?？吭谀緣K一側(cè)，鋼球還能夠?qū)δ緣K能夠做功嗎？(邊講邊演示)。 讓學(xué)生認(rèn)識到只有運動的鋼球才能推動木塊做功。 總結(jié)出動能概念：物體由于運動而能夠做功，它們具有的能量叫做動能。 引導(dǎo)學(xué)生廣泛地列舉事例，說明運動的空氣、水和各種物體都能夠做功，而具有動能。概括出“一切運動的物體都具有動能”。 狂風(fēng)能撼動大樹，而微風(fēng)只能搖動樹葉，說明動能有大有小，你能猜想一下動能的大小可能與什么因素有關(guān)？ 現(xiàn)在我們要利用桌上的斜面、小球、木塊來探究動能的大小與物體的質(zhì)量、運動的速度有怎樣的關(guān)系。實驗前，我們先思考幾個問題： （1）實驗時如何比較動能的大??？ （2）動能的大小可能與兩個或兩個以上的因素有關(guān)，在實驗中應(yīng)如何具體操作？ （3）研究動能與質(zhì)量關(guān)系時，應(yīng)該改變哪一個物理量？應(yīng)該讓哪一個物理量不改變？如何控制質(zhì)量不同的小球撞擊物體時的速度相同？ （4）研究動能與速度關(guān)系時，應(yīng)該改變哪一個物理量？應(yīng)該讓哪一個物理量不改變？如何控制質(zhì)量相同的小球撞擊物體的速度不同？ （5）設(shè)計出實驗步驟，并進行實驗。 讓學(xué)生分組實驗后得出結(jié)論：質(zhì)量相同時，速度越大的物體具有的動能越大；速度相同時，質(zhì)量越大的物體具有的動能越大；物體的動能與物體的速度和質(zhì)量有關(guān)，速度越大，質(zhì)量越大，物體具有的動能就越大 學(xué)生觀察并分析回答，靜止的鋼球不能使木塊移動，所以不能夠?qū)δ緣K做功。 學(xué)生積極思考，并回答問題。啟發(fā)同學(xué)得出，動能的大小可能與物體的質(zhì)量、運動的速度有關(guān)。 學(xué)生分析討論后回答： （1）使小球從斜面滑下，撞擊平面上的物塊，被撞物塊的運動距離越長，運動小球所具有的動能就越大。 （2）采用控制變量法。 （3）應(yīng)該使質(zhì)量不同，讓速度相同。使小球分別從斜面的同一高度由靜止?jié)L下，就能使小球撞擊物體時的速度相同。 （4）應(yīng)該使質(zhì)量相同，讓速度不同。取同一個小球從斜面的不同高度滾下。就能使小球撞擊物體時的速度不同。 運用事例對比進行思考，學(xué)生易于接受新知識。 風(fēng)、流水等能夠做功，以便使學(xué)生對運動物體具有能量形成比較清楚的具體印象，同時也為講水能和風(fēng)能的利用埋下伏筆。 運用轉(zhuǎn)換和控制變量的思想設(shè)計并進行實驗，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力 二、重力勢能 演示：木塊靜止放在水平桌面上，問：木塊受到重力，重力對木塊做功嗎？怎樣才能使重力對木塊做功？ 讓學(xué)生認(rèn)識到物體被舉高而具有能量，這種能量與重力有關(guān)，物理學(xué)叫做重力勢能。 思考：木塊和鉛球都被舉高，它們具有的重力勢能相同嗎？ 在此基礎(chǔ)上，讓學(xué)生思考： （1）重力勢能可能與什么因素有關(guān)？ （2）實驗時如何比較重力勢能的大??？ （3）你應(yīng)該采用什么實驗方法來探究？ （4）設(shè)計出實驗步驟，并進行實驗。 學(xué)生實驗后得出結(jié)論：物體被舉的高度相同時，質(zhì)量越大的物體具有的重力勢能越大；質(zhì)量相同時，舉得越高的物體具有的重力勢能越大；物體的重力勢能與物體的被舉的高度和質(zhì)量有關(guān)，被舉的高度越大，質(zhì)量越大，物體具有的動能就越大 學(xué)生分析思考：木塊靜止放在水平桌面塊沒有在重力方向上移動上時，木，此時重力不做功。要讓重力對木塊做功，可以讓木塊舉高后釋放 重力勢能概念的引入也以能做功的物體具有能量的思想為基礎(chǔ)。 有了前面研究動能的實驗做基礎(chǔ)，再學(xué)習(xí)研究重力勢能的實驗變得較為容易，教師適當(dāng)點播即可 三、彈性勢能 （教師邊演示，邊講授）一個彈簧，把一個砝碼放在彈簧上的小木板上，用力將彈簧壓縮，使其發(fā)生彈性形變。此時，彈簧靜止，沒有動能。彈簧也沒有被舉高，也沒有重力勢能?？墒谴蠹蚁胂?，彈簧能不能做功？ 總結(jié)：被壓縮的彈簧也具有能。這種能區(qū)別于動能和重力勢能，它是由于物體發(fā)生了彈性形變而具有的能。所以，發(fā)生彈性形變的物體具有的能叫彈性勢能。 物體在很多情況下都具有彈性勢能。射箭用的弓被拉滿時產(chǎn)生彈性形變，具有彈性勢能。鐘表的發(fā)條在卷緊時具有彈性勢能，通過做功來帶動鐘表機件正常轉(zhuǎn)動。 讓學(xué)生表演用橡皮筋彈射紙彈的游戲。用不同的力使橡皮筋形變程度不同，觀察紙彈彈射的距離有何不同？ 指出：物體的彈性勢能的大小跟形變大小有關(guān)，彈性形變越大，它具有的彈性勢能越大。 重力勢能和彈性勢能都叫做勢能 學(xué)生觀察到：放開手，砝碼被彈簧舉起來，說明被壓縮的彈簧能夠做功，也具有能。 橡皮筋形變程度不同，紙彈彈射的距離不同，說明橡皮筋對紙彈的做功不同，進一步說明橡皮筋具有的彈性勢能不同 彈性勢能概念的引入也以能做功的物體具有能量的思想為基礎(chǔ)。 讓學(xué)生親自參與實驗，體會物理就在身邊 課堂小結(jié) （5分鐘） 通過今天的學(xué)習(xí)，同學(xué)們有哪些收獲？在實驗探究中又存在哪些問題？還有什么想探究的問題？ 學(xué)生可以個別回答，或相互交流，在交流的基礎(chǔ)上進行學(xué)習(xí)小結(jié) 促進知識的鞏固掌握。提升學(xué)生的交流表達能力