物理教学论文：机械能教学设计

时间：2021-06-26 17:58:35 来源：作者：严治安

教学目标：
一、知识与技能目标
1、了解能的初步概念。
2、知道什么是动能及决定动能大小的因素。
3、知道什么是势能及决定势能大小的因素。
二、过程与方法目标
1、通过探究影响动能和势能大小的因素，体验科学探究的过程。
2、能运用替换法、控制变量法研究物理问题，运用分析归纳法总结物理规律。
三、情感态度与价值观目标
1、联系实际事例和生动有趣的实验，激发学生的自主探究的欲望。
2、培养学生爱科学、用科学，关心社会、服务于人类的意识。
3、培养学生谦虚互助、团结协作的精神。
教学重难点：
1、重点：动能与势能的定义及影响它们大小的因素。
2、难点：动能和势能的转化
教学过程
　　（一）引入
　　取一类似电影的道具，砖，用手切下，砖会被切开，在学生的惊讶中，自我赞许一番，本领很大，转而提出，在物理学中我们把物体具有的本领叫做能。
我们在日常生活中经常提到能，诸如热能、电能、能源开发等等。“能”确是物理学中的一个重要概念，能的概念跟功的概念有密切联系。我们说一个物体能够做功，这个物体就具有能。电流能做功，具有电能；燃料燃烧放热可以做功，有热能。
自然界中，能的形式很多，今天我们学习最常见的能的形式——动能和势能。
（二）动能
1、什么样的物体具有动能？（播放以下动画视频）
提出对应的问题，以上视频中水、子弹、风能够做功吗？为什么？
　　学生观察得出结论：湍急的河水能把石头冲走，流水能做功；飞行的子弹能把木板打穿，飞行的子弹能做功；风吹动帆船航行，空气流动形成的风能做功。这些物体能做功，它们都具有能。它们的能量由于物体运动才具有的。水由于流动、子弹由于飞行、空气由于流动而具有能。
多媒体显示：
物理学中把物体由于运动而具有的能叫动能。一切运动的物体都具有动能。
2、观察视频：请同学们判断下列物体中哪些物体具有动能。
　　静坐的人，足球场上奔跑的运动员，炮膛中准备发射的炮弹，从飞机上投出的炸弹，被电风扇吹动的空气。
　　（学生回答）。
奔跑的运动员，飞机投出的炸弹，被吹动的空气具有动能。原因是运动员、
炸弹和空气是运动的。而静坐的人和炮膛中等待发射的炮弹是静止的，所以不具有动能。
3、动能的大小或多少跟哪些因素有关。
物体能够做的功越多，表示这个物体具有的能量越大。那么动能的大小决定于哪些因素呢？现在我们通过实验来探究。
提出问题：动能的大小或多少跟那些因素有关？
猜想：学生不难猜出与物体的质量与速度有关。学生若不能猜出，则按课本小资料引领学生分析猜测。
引导实验探究：实验器材：斜面、木块、质量不等的两个金属球。
探究过程：以小组为单位，讨论并设计实验方案。每组派出代表交流实验方案，并依确定的统一方案进行实验探究。
（1）控制质量相等，用相同质量的钢球，从斜槽上不同高度滚下。
（2）控制速度相同，用大小两个钢球，从斜槽上同一高度滚下。
（3）引导学生分析实验结果。提示：这种用木块被推开的距离来表示钢球对木块做功的多少，从而表示钢球动能的大小的方法叫“转换法”，也是研究物理问题的常用方法。根据钢球将木块推出去的距离远近，得出结论。分析实验
结果得出：运动的物体，速度越大，质量越大，动能越大。
（4）学生讨论交流，为什么要对机动车辆的行驶速度加以限制，并了解一些常见物体的动能。
　　4．课堂练习。
(1)一辆汽车加速运动，它的动能______。
(2)火车进站时做减速运动，它的动能______，停止后，它的动能=______。
　　(3)一辆洒水车在马路上匀速前进并正在洒水，它的动能______。
　　（三）势能
　　运动的物体具有动能。生活中也有很多物体并没有运动，但是它们也能做功，也具有能。
　　1．什么样的物体具有重力势能？
　　人们在打桩时，必须把重锤高高举起，当重锤落下时可以做功，因为重锤受到竖直向下的重力，重锤下落时沿着重力的方向向下通过了一段距离，所以举高的重锤可以做功，将木桩打入地里。试想，一个重锤如果静止地压在本桩上是不能做功的。重锤只有在被举高的情况下才能做功，即重锤被举高时才具有做功的本领——能。
　　一池静止的水是不能做功的，但是这一池静止的水如果处在高山上，水落下
时就可以做功，把水车冲得转起来。
　　被举高的物体具有的能叫重力势能。
　　2．重力势能的大小跟哪些因素有关。
　　请大家判断下列物体的重力势能的大小。(视频观察)
　　(1)打地基时，质量是20千克的石头重锤和质量是100千克的铁制重锤被举得同样高，谁的重力势能大？（学生回答）
　　(2)同一个重锤，被举高1米或3米两种情况下，哪种情况重力势能大？（学生回答）
　　通过以上的两个例子说明大家能判断出重力势能的大小跟物体的质量和被举的高度有关，物体的质量越大，举得越高，它具有的重力势能越大。
　　3．什么样的物体具有弹性势能？
　　大家看一个实验。（教师边演示，边讲授）
　　这是一个弹簧，把一个砝码放在弹簧上的小木板上，用力将弹簧压缩，使其发生弹性形变。此时，弹簧静止，没有动能。弹簧也没有被举高，也没有重力势能。可是大家想象，弹簧能不能做功？
　　能！放开手，砝码被弹簧举起来。
　　可见，被压缩的弹簧也具有能。这种能区别于动能和重力势能，它是由于物体发生了弹性形变而具有的能。所以，发生弹性形变的物体具有的能叫弹性势能。
　　物体在很多情况下都具有弹性势能。射箭用的弓被拉满时产生弹性形变，具有弹性势能。钟表的发条在卷紧时具有弹性势能，通过做功来带动钟表机件正常转动。
　　4．物体的弹性势能的大小跟形变大小有关，弹性形变越大，它具有的弹性势能越大。
　　5．重力势能和弹性势能都叫做势能。
　　（四）机械能
　　1．提问：飞行中的飞机具有什么能？（学生回答）
　　飞机是运动的，它具有动能。飞机从地面飞上高空，所以具有重力势能。很多物体可以既有动能又有势能。动能和势能统称机械能。
2．一个物体能够做的功越多，表示它的能量越大。物体做了多少功，必然消耗了多少某种形式的能。所以能的单位跟功的单位相同，也是焦耳。例如，推出去的铅球，动能是300焦耳，重力势能是200焦耳，弹性势能为0，那么铅球的机械能就是500焦耳。
（五）课堂检测：利用多媒体显示
一.填空
1.动能和势能的总和称为________，动能是物体由于_______时具有的能量，  势能是物体由于__________或____________而具有的能量。
2、影响动能的因素有________和___________.
3、影响重力势能的因素有___________和____________.
4、同一个物体_____________,其弹性势能越大。
5、一人骑车从斜坡上滑下(不蹬车)，速度越来越快，他的动能______，重力势能_______，机械能___________。
(选填“变大”、“变小”或“不变”)
6、滚摆旋转着下降，在下降过程中，它的______增大，_______减小， ______能转化为______能。
二、判断
1、只要是弹簧就具有弹性势能（      ）
2、在高空飞行的小鸟，只具有动能。（      ）
3、速度大的物体动能一定大。（      ）
4、用细线挂在天花板上的物体，没有做功，但它也具有能量  （      ）
5、运动的物体一定具有动能。（      ）
6、二楼的东西一定比三楼的东西重力势能小。   （      ）
三、选择题
1、在平直公路上行驶的汽车制动后滑行一段距离后停下；  流星在夜空中坠落并发出明亮的光；降落伞在空中匀速下降。上述三种不同现象中所包含的相同物理过程是(    )。
A．物体的动能转化为其他形式的能    B．物体的势能转化为其他形式的能
C．其他形式的能转化为物体的机械能   D．物体的机械能转化为其他形式的能

教学反思
初二学生对于物理的学习还没有形成很好的方法，所以在教学中通过实物演示，再配合电脑制作的课件，使学生理解概念。教学中，加强师生间的双向交流，启发学生积极思维。
通过探究活动获取知识，既体验科学探究的过程，领会科学探究的方法，又激发了学生学习物理的兴趣，增加学生的求知欲。科学探究中猜想阶段发现凭学生的感觉不合理的猜想还是较多的．实验过程中学生对实验现象结论不好总结，利用多媒体设备来播放一些音像资料，充分地引起了学生的学习兴趣，效果好，且容量大。将理论回到实际，按“STS”模式，回到生活才是学习物理的根本目标。

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