《動(dòng)能和勢(shì)能》教案

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1、 《動(dòng)能和勢(shì)能》教學(xué)設(shè)計(jì) 一、教材分析 本節(jié)內(nèi)容由“動(dòng)能”“勢(shì)能”兩部分構(gòu)成。其中，動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)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(jiǎn)單介紹功和能的關(guān)系，然后通過大量實(shí)例讓學(xué)生感受到動(dòng)能、勢(shì)能的存在。 影響動(dòng)能和勢(shì)能大小的因素是本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。其中涉及測(cè)量量的轉(zhuǎn)換問題。教科書安排了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生通過觀察實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)動(dòng)能的大小與什么因素有關(guān)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)是進(jìn)一步認(rèn)識(shí)勢(shì)能的基礎(chǔ)，可以引導(dǎo)學(xué)生利用身邊的器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)他們的實(shí)踐體驗(yàn)。 二、教學(xué)目標(biāo) （一）知識(shí)與技能 1．能通過實(shí)例從做功的角度描述能量

2、。能說出能量與做功的關(guān)系。記住能的單位。 2．能利用實(shí)例或?qū)嶒?yàn)初步認(rèn)識(shí)動(dòng)能、勢(shì)能的概念，并能運(yùn)用其解釋相關(guān)的現(xiàn)象。 3．能通過實(shí)驗(yàn)探究，了解動(dòng)能、勢(shì)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(shí)動(dòng)能勢(shì)能的存在，通過歸納概括得到動(dòng)能勢(shì)能的概念。 2．在了解動(dòng)能、勢(shì)能的大小跟哪些因素有關(guān)的活動(dòng)中，學(xué)會(huì)用科學(xué)探究的方法研究物理問題。 （三）情感態(tài)度與價(jià)值觀 1．具有從能量的角度分析物理問題的意識(shí)。 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(shí)、探索真理的科學(xué)態(tài)度。 三、教學(xué)重難點(diǎn) 教學(xué)重點(diǎn)：影響動(dòng)能和

3、勢(shì)能大小的因素。 教學(xué)難點(diǎn)：影響動(dòng)能和勢(shì)能大小的因素。 四、教學(xué)方法 首先在學(xué)生學(xué)過的功的知識(shí)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?yàn)槌踔兄灰髮W(xué)生對(duì)能量的概念有初步的認(rèn)識(shí)。接著列舉了風(fēng)、流水等能夠做功，以便使學(xué)生對(duì)運(yùn)動(dòng)物體具有能量形成比較清楚的具體印象，同時(shí)也為講水能和風(fēng)能的利用埋下伏筆。由此引出了動(dòng)能的概念，用實(shí)驗(yàn)說明動(dòng)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(shì)能的教學(xué)也是從做功的角度先引入勢(shì)能概念，再由實(shí)驗(yàn)或觀察生活中的現(xiàn)象學(xué)習(xí)決定勢(shì)能大小的因素。 五、教學(xué)用具 多媒體課件、木塊、彈簧、橡皮筋、斜槽、不同質(zhì)

4、量的鋼球、玻璃球等。 六、教學(xué)過程 教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖 導(dǎo)入新課 （5分鐘） 當(dāng)一個(gè)力作用在物體上，物體在這個(gè)力的作用下，沿力的方向上通過了一段距離，這個(gè)力的作用有了成效，就說這個(gè)力做了功。 演示：用手推動(dòng)木塊，使木塊運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(gè)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)

5、也不同。一個(gè)物體能夠做的功越多，表示這個(gè)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(shí)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(duì)木塊有力，并使木塊移動(dòng)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(jì)探究影響動(dòng)能大小的因素做好了鋪墊。 新課教學(xué) （30分鐘） 一、動(dòng)能 剛才的實(shí)驗(yàn)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(shí)到只有運(yùn)動(dòng)的鋼球才能推動(dòng)木塊做功。 總結(jié)出動(dòng)能概念：物體由于運(yùn)動(dòng)

6、而能夠做功，它們具有的能量叫做動(dòng)能。 引導(dǎo)學(xué)生廣泛地列舉事例，說明運(yùn)動(dòng)的空氣、水和各種物體都能夠做功，而具有動(dòng)能。概括出“一切運(yùn)動(dòng)的物體都具有動(dòng)能”。 狂風(fēng)能撼動(dòng)大樹，而微風(fēng)只能搖動(dòng)樹葉，說明動(dòng)能有大有小，你能猜想一下動(dòng)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(dòng)能的大小與物體的質(zhì)量、運(yùn)動(dòng)的速度有怎樣的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)前，我們先思考幾個(gè)問題： （1）實(shí)驗(yàn)時(shí)如何比較動(dòng)能的大小？ （2）動(dòng)能的大小可能與兩個(gè)或兩個(gè)以上的因素有關(guān)，在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)如何具體操作？ （3）研究動(dòng)能與質(zhì)量關(guān)系時(shí)，應(yīng)該改變哪一個(gè)物理量？應(yīng)該讓哪一個(gè)物理量不改變？如何控制質(zhì)量不同的小球撞擊物體時(shí)的

7、速度相同？ （4）研究動(dòng)能與速度關(guān)系時(shí)，應(yīng)該改變哪一個(gè)物理量？應(yīng)該讓哪一個(gè)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(jì)出實(shí)驗(yàn)步驟，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 讓學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)后得出結(jié)論：質(zhì)量相同時(shí)，速度越大的物體具有的動(dòng)能越大；速度相同時(shí)，質(zhì)量越大的物體具有的動(dòng)能越大；物體的動(dòng)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(dòng)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(dòng)，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(dòng)能的大小可能與物體的質(zhì)量、運(yùn)動(dòng)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

8、運(yùn)動(dòng)距離越長，運(yùn)動(dòng)小球所具有的動(dòng)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(shí)的速度相同。 （4）應(yīng)該使質(zhì)量相同，讓速度不同。取同一個(gè)小球從斜面的不同高度滾下。就能使小球撞擊物體時(shí)的速度不同。 運(yùn)用事例對(duì)比進(jìn)行思考，學(xué)生易于接受新知識(shí)。 風(fēng)、流水等能夠做功，以便使學(xué)生對(duì)運(yùn)動(dòng)物體具有能量形成比較清楚的具體印象，同時(shí)也為講水能和風(fēng)能的利用埋下伏筆。 運(yùn)用轉(zhuǎn)換和控制變量的思想設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力。 二、重力勢(shì)能 演示：木塊靜止放在水平桌面上，問：木塊受到重力，重力對(duì)木塊做功嗎？怎樣才能使

9、重力對(duì)木塊做功？ 讓學(xué)生認(rèn)識(shí)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(shì)能。 思考：木塊和鉛球都被舉高，它們具有的重力勢(shì)能相同嗎？ 在此基礎(chǔ)上，讓學(xué)生思考： （1）重力勢(shì)能可能與什么因素有關(guān)？ （2）實(shí)驗(yàn)時(shí)如何比較重力勢(shì)能的大??？ （3）你應(yīng)該采用什么實(shí)驗(yàn)方法來探究？ （4）設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)步驟，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 學(xué)生實(shí)驗(yàn)后得出結(jié)論：物體被舉的高度相同時(shí)，質(zhì)量越大的物體具有的重力勢(shì)能越大；質(zhì)量相同時(shí)，舉得越高的物體具有的重力勢(shì)能越大；物體的重力勢(shì)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(dòng)能就越大。 學(xué)生分析思考：木塊靜止放在水平桌面上，沒有在

10、重力方向上移動(dòng)，此時(shí)重力不做功。要讓重力對(duì)木塊做功，可以讓木塊舉高后釋放。 重力勢(shì)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(dòng)能的實(shí)驗(yàn)做基礎(chǔ)，再學(xué)習(xí)研究重力勢(shì)能的實(shí)驗(yàn)變得較為容易，教師適當(dāng)點(diǎn)播即可。 三、彈性勢(shì)能 （教師邊演示，邊講授）一個(gè)彈簧，把一個(gè)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(shí)，彈簧靜止，沒有動(dòng)能。彈簧也沒有被舉高，也沒有重力勢(shì)能?？墒谴蠹蚁胂螅瑥椈赡懿荒茏龉?？ 總結(jié)：被壓縮的彈簧也具有能。這種能區(qū)別于動(dòng)能和重力勢(shì)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(shì)能。 物體在很多情況下都具有

11、彈性勢(shì)能。射箭用的弓被拉滿時(shí)產(chǎn)生彈性形變，具有彈性勢(shì)能。鐘表的發(fā)條在卷緊時(shí)具有彈性勢(shì)能，通過做功來帶動(dòng)鐘表機(jī)件正常轉(zhuǎn)動(dòng)。 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(shì)能的大小跟形變大小有關(guān)，彈性形變?cè)酱?，它具有的彈性?shì)能越大。 重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能都叫做勢(shì)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(duì)紙彈的做功不同，進(jìn)一步說明橡皮筋具有的彈性勢(shì)能不同。 彈性勢(shì)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(shí)驗(yàn)，體會(huì)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(shí)驗(yàn)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(gè)別回答，或相互交流，在交流的基礎(chǔ)上進(jìn)行學(xué)習(xí)小結(jié)。 促進(jìn)知識(shí)的鞏固掌握。提升學(xué)生的交流表達(dá)能力。