機械能教案
篇一：初中物理機械能教案
機械能教案
一、教學(xué)目標(biāo)：
1、知識與技能：
1. 理解動能、重力勢能，知道彈性勢能。
2. 能用實例說明物體的動能和勢能，知道機械能包括動能和勢能。
2、過程與方法：
1. 學(xué)生通過觀察物體具有動能、重力勢能和彈性勢能的一系列物理實驗，學(xué)習(xí)觀察物理實驗現(xiàn)象的方法，提高觀察能力。
2.通過實驗探究活動，再次加深對控制變量法的認(rèn)識。
3、情感態(tài)度與價值觀：
通過學(xué)習(xí)有關(guān)動能、勢能的知識及其在生活中的廣泛應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的觀念。
二、教學(xué)重難點：
重點：探究動能、重力勢能和彈性勢能的影響因素，讓學(xué)生體驗探究的過程。 難點：學(xué)生設(shè)計完成探究試驗，并交流評估各自的實驗方案
三、教學(xué)方法：
實驗法，講授法，指導(dǎo)閱讀法，演示法
四、教學(xué)實驗儀器：
乒乓球、沙子、小桌子、模型小汽車、銅塊、細線、木塊等
五、教學(xué)過程：
1、情景引入：
師：首先請同學(xué)們觀看一個現(xiàn)象（老師在桌子上放上一張紙和一個乒乓球，用扇子扇風(fēng)，紙和乒乓球被風(fēng)吹走）同學(xué)們看到了什么現(xiàn)象？
生：風(fēng)把紙和乒乓球吹走了。
師：那么風(fēng)能把火車吹翻嗎？
生：（一般）不能。
師：請同學(xué)們觀看一個新聞片段。（風(fēng)吹翻火車）
師：對此，你們有什么看法？
生：太可怕了，風(fēng)怎么會有如此大的力量呢？
2、新課教學(xué)：
師：那么，我們帶著疑問，走入今天的課堂。首先，請同學(xué)觀察下面四幅圖，分析一下這四幅圖中的物體有什么共同的特征？
生：他們都在運動。
師：很好，那么結(jié)合前面我們所學(xué)功的知識，這些運動的物體能不能對別的物體做功呢？像這樣，一個物體能夠做功，我們就說他具有能。能夠做的功越多，我們就說他具有更多的能。請注意，能夠做功指的是他具有的本領(lǐng)，能不能確定他一定正在對別的物體做功呀？不能�。�！像剛剛那樣的四個物體，是由于運動而具有對其他物體做功的能力，我們把這種能稱為動能。那同學(xué)們能不能從生活實際中找到具有動能的物體呢？
生：……
師：其實，我們判斷一個物體是否具有動能，主要是看這個物體是否在運動。那么，下面，我們一起來看看這輛運動的公交車發(fā)生了什么事情？（看視頻）剛剛的視頻中發(fā)生了什么事情呢？
生：公交車將小汽車撞飛出去了！
師：我這里也有一輛小汽車，（拿著道具模型）現(xiàn)在它也在運動，如果是這輛小汽車裝上視頻中的小汽車，會把小汽車撞飛出去嗎？
生：不能；
師：那這說明，運動的物體都有動能，但是動能是不是都一樣大呀？（不是）動能有大有小，那么這個動能的大小到底與什么因素有關(guān)呢？同學(xué)們大膽的猜想一下：
生：猜想：（質(zhì)量；體積（乒乓球和小鋼珠）；速度）
師：這都是我們的猜想，那要驗證我們的猜想，我們應(yīng)該怎么做呢？（實驗）請同學(xué)們自己先運用自己手中的器材設(shè)計一下；
�。ǹ刂谱兞糠�；做實驗，得出結(jié)論）
師：現(xiàn)在，老師拿出一個銅塊，放在這張桌子上，同學(xué)們會擔(dān)心，銅塊撞傷你嗎？（不擔(dān)心）那我用一根細繩將銅塊吊起來，放在你的頭上，你擔(dān)心嗎？為什么呢？
生：可能會回答擔(dān)心繩子斷了，砸到頭。
師：這個銅塊是因為動起來讓你覺得擔(dān)心嗎？不是！是因為這個銅塊被舉高了而擔(dān)心。那也就是說雖然這個銅塊沒有動起來，但是因為被舉高了也具有了做功的能力。那這種因為被舉高而具有的能就叫做重力勢能。同樣的，重力勢能有大有小，我們根據(jù)動能的探究過程來探究一下重力勢能的大小與那些因素有關(guān)！我這里有一盒沙子，在沙子上面，放上一張桌子，將一個銅塊舉高，松手，銅塊將桌子砸進沙子中，桌子陷入沙子中越深，說明這個銅塊能對桌子做更多的功，具有更多的能；反之，則不然。
�。ǹ刂谱兞糠ǎ蛔鰧嶒�，得出結(jié)論）
師：通過學(xué)習(xí)，我們得出，物體由于運動或者被舉高都會具有能，由于運動而具有的能叫動能，由于被舉高而具有的能叫重力勢能。動能大小與物體的質(zhì)量和運動的速度有關(guān)，而重力勢能與物體的質(zhì)量和被舉高的高度有關(guān)；那我這里有根橡皮筋，現(xiàn)在既沒有運動也沒有被舉高，是不是就不具有能，不能對物體做功呢？看個小實驗，用橡皮筋將紙彈出去，橡皮筋能將紙彈出去，說明此時此刻的橡皮筋也具有能，但是這種能不是因為運動也不是因為被舉高，而是因為發(fā)生了彈性形變而具有的能，這種能，我們就叫做彈性勢能，由于時間關(guān)系，我們就不在課堂上討論了，只是給同學(xué)看看老師已經(jīng)做過的一個實驗，同學(xué)能夠知道彈性勢能的大小也不是都一樣的，與物體發(fā)生彈性形變的程度有關(guān)。
重力勢能和彈性勢能總的來說都是勢能，我們把勢能和動能的合起來稱之為機械能。
六、課堂練習(xí)：
1、看圖說出圖中的物體各自具有的是什么樣的能。
2、運用今天所學(xué)的知識解決情景引入中風(fēng)吹翻火車，滴水川石。
七、課堂小結(jié)：（主要小結(jié)知識和實驗方法）時間還很多的話，還可以讓同學(xué)們討論一下，通過本節(jié)課程的學(xué)習(xí)，對生活有哪些啟示：比如火車被吹翻，公交車撞飛小汽車要注意控制好速度，又比如滴水穿石，不能小覷大自然的威力等等。
八、課后作業(yè)：
篇二：《機械能及其轉(zhuǎn)化》教學(xué)設(shè)計
初中物理人教版九年級第十五章第五節(jié)
《機械能及其轉(zhuǎn)化》教學(xué)設(shè)計
教學(xué)目標(biāo)
知識與技能：
1、 知道什么是機械能，通過對一些物理現(xiàn)象的分析，理解動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化。
2、 引導(dǎo)學(xué)生舉例并解釋一些有關(guān)動能、重力勢能、彈性勢能相互轉(zhuǎn)化的簡單物理現(xiàn)象。 過程與方法：
1、 通過對一些典型的物理現(xiàn)象的觀察，引導(dǎo)學(xué)生分析和發(fā)現(xiàn)其中包含的物理知識和物理原理。
2、 培養(yǎng)學(xué)生用能量轉(zhuǎn)化的觀點分析問題的能力。
情感態(tài)度與價值觀：
通過閱讀“科學(xué)世界”《人造地球衛(wèi)星》，結(jié)合我國航天事業(yè)的發(fā)展，對學(xué)生進行愛國主義教育。
教學(xué)重點：
動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化。
教學(xué)難點：
機械能守恒問題、彈性勢能與動能、重力勢能的相互轉(zhuǎn)化問題。
學(xué)習(xí)者特征分析
學(xué)生剛學(xué)了動能和勢能的基本概念，能確認(rèn)運動的物體具有動能，被舉高的物體具有重力勢能，發(fā)生彈性形變的物體具有彈性勢能；并了解了決定這些能量大小的因素。也就是說學(xué)生為本節(jié)課的學(xué)習(xí)有了一定的知識準(zhǔn)備，但教者必須清醒地認(rèn)識到學(xué)生對某種能量的變化的理解并不是很到位的，這恰恰是完成本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)所必須解決的問題。對有些物理現(xiàn)象需用多個物理知識分析或解釋，如“滾擺、單擺最終會停下來”，我們引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注的重點是動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化問題，但現(xiàn)象中所涉及到的機械能守恒與損失問題，既不能回避，又不能過多糾纏，否則會喧賓奪主而影響教學(xué)目標(biāo)的實現(xiàn)。
文本教材與信息技術(shù)整合點分析
1、 文本教材惜字如金，篇幅不長，但插圖多，我們能獲取的信息量依然十分豐富，由于所涉及的物理知識較為抽象，給教者對教材的處理、整合、發(fā)揮留下了足夠的空間。
2、 插圖是靜止的，反映的是某一物理現(xiàn)象的瞬間，而其過程則靠想象。我們恰恰能利用多媒體的硬件優(yōu)勢和技術(shù)優(yōu)勢，變靜為動，為學(xué)生呈現(xiàn)出物理現(xiàn)象的全過程。
3、 本節(jié)課對以下幾個地方，將原文本教材進行了整合：
�。�1）、將本章開始之前的《無處不在的能量》中的過山車主題視圖拿來為本節(jié)所用，并以視頻形式呈現(xiàn)，配以本章開頭的一段激情文字“滿載游客的過山車……”的朗誦音頻，既利用了教材資源，又加強了視聽效果。
�。�2）、滾擺、單擺實驗拍攝成視頻，實際教學(xué)時先做演示實驗，學(xué)生討論分析現(xiàn)象時再播放視頻，這樣實驗雖然結(jié)束了，但過程依然可觀可感。
（3）、將《想想做做》“鐵鎖會碰到鼻子嗎”拍攝成視頻播放，有提高能見度的效果。
�。�4）、補充皮球落地后向上反彈的內(nèi)容，并將其拍攝成視頻播放：將球涂黑，球與地碰撞時會在地上留下圓形黑斑。這樣能使不易觀察到的形變以黑斑形式呈現(xiàn)，且將瞬時形變能長時間留存下來。
（5）、制作皮球落地后反彈的動畫視頻，作為前一個視頻的補充，使學(xué)生能進一步看清全過程。
（6）、課后《動手動腦學(xué)物理》的第6題，若布置給學(xué)生做，由于條件的限制很難落實，現(xiàn)場演示，又耗時過長，將教者的實驗以視頻形式播放，既能讓學(xué)生看到圓筒斜向上滾的奇特現(xiàn)象，又提高了學(xué)習(xí)效率。
�。�7）、制作衛(wèi)星沿橢圓形軌道運行的動畫視頻，方便學(xué)生分析動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化。
�。�8）、從網(wǎng)上下載蹦極和蹦床的視頻，作為課堂鞏固練習(xí)的素材。
教學(xué)方法與教學(xué)策略分析
1、 通過實驗、視頻、動畫為學(xué)生認(rèn)識和分析動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化提供直觀感性材料。
2、 為學(xué)生提供一種分析動能和勢能相互轉(zhuǎn)化的思維模式： 高度形變 高度或速度通俗總結(jié)就是：高度換速度，形變換兩“度”（即高度和速度）。
具體程序如下：
�。�1）、觀察：看確定對象的運動速度、離開地面的高度、形狀是否發(fā)生變化。
�。�2）、分析：動能和重力勢能——質(zhì)量一定時，若速度增大了，則高度肯定降低了。速度增大則意味著動能增大了（問：增大的動能哪里來？），若高度降低了，則意味著重力勢能減小了（問：減小的重力勢能哪里去了？）。又如物體的形變程度增大了，則意味著彈性勢能增大了，而這又是以物體運動速度的減小或離開地面的高度的減小為代價的。
�。�3）、結(jié)論：速度增大，動能增大；高度降低，重力勢能減小，此時是重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，反之是動能轉(zhuǎn)化為重力勢能。形變發(fā)生（或增大）則彈性勢能增大，此時是動能或重力勢能轉(zhuǎn)化為彈性勢能。
通俗的解釋就是：以高度的降低換取速度的增加，反之亦然，以高度的降低或速度的`減小來換取物體形變的發(fā)生或增大，反之亦然。
3、 利用多媒體教學(xué)的優(yōu)勢為學(xué)生提供資源支持，加大容量，增加練習(xí)機會，感悟不同
現(xiàn)象中所包含的相同的物理原理。
教學(xué)環(huán)境和教學(xué)資源準(zhǔn)備
多媒體教室、課件、滾擺、單擺。
教學(xué)過程
一、導(dǎo)入新課：
1、 呈現(xiàn)課題
2、 播放過山車視頻：驚險刺激的場面，配以激情旁白（內(nèi)容取自教材），給學(xué)生以強烈的
視覺沖擊和心靈震撼，激發(fā)學(xué)生興趣，引發(fā)學(xué)生思考。
3、 回憶再認(rèn)（知識遷移）：動能的物理意義、影響動能大小的因素；重力勢能的物理意義及影響因素；彈性勢能的物理意義及影響因素。
二、進行新課：
1、 機械能
引導(dǎo)學(xué)生回憶：我們以前學(xué)習(xí)過哪些能量？曾經(jīng)接觸過哪些能量名詞？
動能和勢能統(tǒng)稱為機械能。
小結(jié)：機械能是能量大家族中的一員，在國際單位制中的單位是：焦耳（j）。
2、 動能和重力勢能之間的相互轉(zhuǎn)化
（1）、演示滾擺實驗
引導(dǎo)學(xué)生觀察，提出問題：你看到了什么現(xiàn)象？為什么滾擺下降后又自動上升？引導(dǎo)學(xué)生分析
播放滾擺實驗視頻，引導(dǎo)學(xué)生重點關(guān)注三個要素：滾擺質(zhì)量、滾擺的運動速度、滾擺離開地面的高度。并注意在全過程中哪些因素變了，哪些因素沒變？
討論：沒變的是質(zhì)量
變化的是——速度、高度。
兩個過程：a、下降：質(zhì)量不變。
現(xiàn)象：離開地面的高度減小，下降速度增大。
分析：離開地面的高度減小則重力勢能減小了；下降速度增大了則動能增大了。 結(jié)論：增大的動能是由減小的重力勢能轉(zhuǎn)化而來的，即此過程是重力勢能轉(zhuǎn)化為動能。
在這里隱含了能量既不會無緣無故消滅，也不會無緣無故創(chuàng)生的思想。
b、上升：質(zhì)量不變。
現(xiàn)象：離開地面的高度增大了，但上升的速度減小了。
分析：離開地面的高度增大了則說明重力勢能增大了，而上升速度的減小說明動能減小了。
結(jié)論：增大的重力勢能是由減小的動能轉(zhuǎn)化而來的，即此過程是動能轉(zhuǎn)化為重力勢能。
小結(jié)：在這里為學(xué)生分析類似現(xiàn)象提供了一個模式：
a、某種能量的增減是因為能的轉(zhuǎn)化導(dǎo)致。
b、在能的轉(zhuǎn)化過程中，動能的增減由速度的變化引發(fā)，重力勢能的增減是由物體與參考面的高度變化引發(fā)，同理，彈性勢能的增減是由物體的彈性形變程度增大或減小而引發(fā)。
�。�2）、演示單擺實驗并播放視頻。
引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)以上模式分析能量的轉(zhuǎn)化。
�。�3）、引導(dǎo)學(xué)生觀看教材插圖15.5----2甲、乙、丙
討論、分析能的相互轉(zhuǎn)化。
3、《想想做做》
播放視頻，分析能的轉(zhuǎn)化。
提出問題：鐵鎖擺回時會碰到鼻子嗎？不會！
其實這個問題很好回答，因為學(xué)生看到了實驗事實。我們所關(guān)注的重點是為什么
沒有碰到鼻子？
引導(dǎo)學(xué)生分析：鐵鎖會與空氣摩擦，受到空氣阻力的作用，一部分動能或重力勢能轉(zhuǎn)化成了
空氣和鐵鎖的內(nèi)能，總的機械能損失了一些（不守恒）。
這樣就不難解釋滾擺和單擺為什么最終會停下來的原因了————滾擺、單擺與空氣之間有摩擦，滾擺的擺軸與懸線之間也有摩擦，機械能有一部分轉(zhuǎn)化成了其他形式的能，總量有所減少。
教材118頁最后一小段：“如果只有動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，機械能的總和不變，或者說，機械能是守恒的�！边@個“如果”表達的就是一種無任何摩擦的理想狀態(tài)。
告訴學(xué)生：若這個“如果”成立，則運動的滾擺、單擺就不會停止，鐵鎖擺回時也會
碰到（接觸到）鼻子的。（因為機械能守恒）
4、 動能或重力勢能與彈性勢能的相互轉(zhuǎn)化
播放視頻：皮球。
將皮球涂黑，靜止在地面上時，在地上留下一個小黑點，而從高處落下與地面碰
撞時，卻在地上留下了一個面積稍大的黑斑。
問題：黑斑說明了什么？
———皮球發(fā)生了形變。
討論皮球彈跳過程中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系（同時播放皮球彈跳的動畫視頻）。
下落：———能轉(zhuǎn)化為————能。
與地碰撞：————————-能轉(zhuǎn)化為————能。
恢復(fù)原狀彈起：————---能轉(zhuǎn)化為————能。
上升：————能轉(zhuǎn)化為—————能。
討論：皮球為什么不能彈回到原來的高度？
5、 隨堂練習(xí)
�。�1）、蹦極運動（播放視頻）。
�。�2）、蹦床運動（播放視頻）。
（3）、過山車（回憶本節(jié)開頭的視頻）。
解釋以上三個過程中動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系。
6、 科學(xué)世界 ————《人造地球衛(wèi)星》
（1）、學(xué)生閱讀。
�。�2）、教師介紹我國航空航天事業(yè)所取得的成就。
�。�3）、播放動畫視頻。
討論衛(wèi)星運行過程中動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系。
7、 作業(yè)：《動手動腦學(xué)物理》的1、2、3、4、5。
教學(xué)小結(jié)
1、 機械能中的動能、重力勢能、彈性勢能可以相互轉(zhuǎn)化。
2、 分析機械能轉(zhuǎn)化的思維模式是：
質(zhì)量、高度、形狀三因素發(fā)生了變化，則它們所對應(yīng)的某種形式的能在量上就發(fā)生了增減，根據(jù)這個量的增減來確定能的轉(zhuǎn)化方向。
教學(xué)反思
1、 本節(jié)課重在思維能力的訓(xùn)練，而非操作能力的訓(xùn)練。
2、 用能的轉(zhuǎn)化觀念來分析物理現(xiàn)象，學(xué)生初學(xué)，顯然不是很適應(yīng)。
3、 本節(jié)課必須在學(xué)生非常熟悉影響機械能大小的諸多因素的背景下，方能順利地展開教學(xué)，顯然有的學(xué)生對前一節(jié)課的知識是存在欠賬的。
4、 學(xué)生對彈性勢能與動能、重力勢能之間的相互轉(zhuǎn)化稍顯困難。
5、 信息技術(shù)手段的運用，有效地彌補了學(xué)生在直接經(jīng)驗上的不足，減緩了學(xué)生在抽象邏輯思維上的壓力。
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