机械能

【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……

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。

（ 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？