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机械能 教案设计

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 【教学目标】

  (一)知识目标:

  1. 理解动能、重力势能,知道弹性势能。

  2. 能用实例说明物体的动能和势能以及它们的转化,知道在相互转化的过程中能的总量保持不变。

  3. 了解水能和风能的应用。

  (二)过程与方法

  1. 学生通过观察物体具有动能、重力势能和弹性势能的一系列物理实验,学习观察物理实验现象的方法,提高观察能力。

  2.通过机械能可以相互转化的实验探究活动,初步掌握简单实验探究的方法,学会从实验现象中分析、归纳、总结简单的科学规律。

  (三)情感、态度与价值观

  1. 通过学习有关动能、势能及其相互转化知识的广泛应用,激发学生学习物理的兴趣,培养学生理论联系实际的观念。

  2. 通过学习机械能及其相互转化的知识,使学生逐步认识事物之间都是相互联系的和可以相互转化的观点。

  【教学重点和难点】

  重点:探究动能、重力势能和弹性势能的影响因素,让学生体验探究的过程。

  难点:学生设计完成探究试验,并交流评估各自的实验方案

  【教学仪器】

  分组实验器材(每组):乒乓球三个、橡皮筋三根、沙子一盆、自制四脚桌一个、海绵一块、自制滑轨一组、纸盒一只、大、小钩码、铜、铝圆柱体及小木块个一个

  【教学过程】

  (一)、课题引入

  1. 观看多媒体视频:

  (1).风暴的肆虐

  教师提问:同学们,刚才的片段中,你看到了哪些场景?

  学生回答:看到龙卷风吹倒了房屋,拔起了大树,掀翻了路边的车辆……

  教师提问:这其中又包含了哪些物理知识呢?

  学生回答:龙卷风是运动的,龙卷风具有很大的能量,龙卷风能够对其他物体做功。

  (2).刘翔 110米栏的冲刺

  教师提问:谁来说一说,你看到了什么?

  学生回答:这是刘翔在奥运会110栏比赛中奋力冲刺,勇夺金牌的场景。

  教师评述:对!刘翔用他的速度征服了全世界,这是我们中华民族的骄傲!如果从物理学的角度来看,这里你又能发现哪些物理知识呢?

  学生回答:刘翔也是运动的,具有动能。

  2. 活动:投掷乒乓球

  教师:请每一位同学从实验盒中拿出一个乒乓球——全体起立!——目标,老师手中的气球,我们比比看,哪一位同学能够准确命中!预备——发射!

  好,请认为刚才命中目标的同学举手。请你来谈一谈,你是如何判断你的乒乓球命中气球的?

  学生回答:我看到气球被乒乓球推动了。

  教师提问:从物理学的角度考虑,又可以如何来描述呢?

  学生回答:乒乓球对气球做了功,乒乓球具有动能。

  教师提问:从以上三个事例中,你能归纳出它们具有的共同点吗?

  学生回答:物体都对另一物体做了功,运动的物体具有能量……

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  学生讨论事例的共同点,引出探究的主题——各种形式的机械能

  (二)、新课讲述

  1.板书(投影):一个物体如果能对另一个物体做功,那么我们就说这个物体具有能量。

               运动的物体所具有的能量,我们称之为动能。

  由学生的讨论,引导至对动能及势能影响因素的探讨。

  教师提问:关于动能,你能提出一些我们可以研究的问题吗?

  学生回答:动能的大小各不相同,影响动能大小的因素是什么呢?……

  学生活动1:探究影响动能大小的因素

  由学生使用现有的器材自行设计并完成实验的科学探究。

  探究实验完成后,由学生上台展示他们的实验过程,并讲述实验方法。

  教师提问:同学们,你们对他的实验操作过程及方法有什么看法吗?

  引导其他学生对这种方法进行评价,分析实验操作过程中的优点和不足。形成辩论式的探讨氛围,以寻求更科学的探究方案。让学生充分讨论、交流,形成共识。

  教师总结:实验过程中应注意充分运用控制变量法。在研究动能大小与物体的质量有关时,应保证两物体具有相同的速度;而在研究动能大小与物体的速度有关时,又要保证两次实验物体的质量保持一致。

  板书(投影):影响动能大小的因素:物体的质量和运动的速度

  教师提问:之前的活动中,扔出去的乒乓球落到地面后又会弹起,请同学们想想,除了动能,还有哪些形式的机械能呢?

  学生回答:还有重力势能和弹性势能。

  学生活动2:探究重力势能和弹性势能大小的影响因素

  由学生自主挑选所要探究的命题,将全班同学分为两部分,分别进行重力势能和弹性势能大小影响因素的探究实验。

  探究实验完成后,由学生分别上台展示他们的研究方法和结果。教师继续发动其他同学对此做出相应的评判,重点突出控制变量法在实验操作过程中的运用。

  板书(投影):影响重力势能大小的因素:物体的质量和被举高的高度

  影响弹性势能大小的因素:物体形变的程度

  教师提问:操场上飞来的足球可以用脚去踢,飞来的铅球可以用脚去踢吗?为什么?

  学生回答:不能。动能的大小与物体的质量和运动速度有关,飞来的足球和铅球速度基本相同,但铅球的质量大,所以动能也大,能对人做的功也多,将造成的伤害也大。

  学生列举生活中有关能量的实例。

  教师提问:你还能举出生活中类似的例子吗?

  学生思考、讨论、交流。把课堂知识应用到对实际生活中去。

  2.我们来研究一动能和重力势能、弹性势能的相互转化。

  (1).指出演示小球竖直上抛过程中,动能转化成势能(上升),势能转化成动能(下落)。

  (2).演示单摆实验(演示视频)。

  A.学生观察并分析单摆来回摆动过程中能的转化.

  B.归纳:下降:高度↓,速度↑,质量不变,是重力势能转化为动能。

  上升:高度↑,速度↓,质量不变,是动能转化为重力势能。

  (3).举例说明动能和重力势能相互转化的例子。如自行车下坡、荡秋千、高空掷物、荡秋千、人造地球卫星等。

  2.动能和弹性势能的相互转化。

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  (1)演示实验:小车的动能与弹性势能的相互转化。

  A.学生观察并分析小车运动过程中能的转化.

  B.归纳:弹簧压缩:小车速度↓,弹簧形变↑,是动能转化为弹性势能。

  弹簧恢复:小车速度↑,弹簧形变↓,是弹性势能转化为动能。

  (2)演示实验:分析乒乓球从手中下落到地上,又向上弹的过程中能的转化情况。

  分析:乒乓球从手中下落到刚接触地面是重力势能转化成动能,从接触地面到发生到最大形变是动能转化成弹性势能,从恢复形变到离开地面是弹性势能转化为动动,从离开地面上升的过程是动能转化为重力势能。

  (3)举例动能与弹性势能相互转化的例子。

  3.学生讨论“想想议议”。

  4.练习

  5.小结。

  (三)、课堂巩固:

  利用多媒体网络课件,浏览网页内容,复习巩固的同时,扩大知识面,激发继续学习的兴趣。        

  (四)、课堂小结:

  1. 本节课,你学到了哪些物理知识?

  2. 你学会了哪些研究问题的方法?

  【作业布置】

  1. 《教材》P54/1、3、5

  2. 回忆一下,前面的物理学习活动中,哪些地方用到了控制变量法?你是如何做的?

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