资源简介

教 案
教学基本信息
课题 机械能
学科 物理 学段： 初中 年级 初二
教材 书名：义务教育教科书《物理》八年级（全一册）
教学设计参与人员
姓名 单位 联系方式
设计者
实施者
指导者
课件制作者
其他参与者
教学目标及教学重点、难点
一、教学内容分析 本节课是北京师范大学出版社八年级物理教材第六章“功和能”中的内容。本节学习的主要内容是机械能的知识，包含机械能概念、动能和势能的转化及在生活和生产中的应用。在物理学中，机械能一个重要概念，是初中生学习能量的起点，对学生认识功、能量及学习其它能量有着不可替代的铺垫和引导作用；机械能知识在整章中是压轴的知识，是对本章知识的总结和提升，对于功、功率、功的原理和机械效率等知识，让学生的认识从力的角度提升到从能量这个新的角度，了解知识更加全面，更加透彻；同时机械能与我们的生活密不可分，在生活和生产应用广泛，更容易让学生理解生活中的能量，树立节能意识。 学习本节内容需要知道功的概念、动能和势能的有关知识，还需要学生具有观察现象、运用知识分析、解决问题、归纳总结等物理观察能力和思维能力。 二、学情分析 本节课的教学对象为八年级的学生，他们具有一定的机械能相关的知识和生活经验，具有初步分析解决问题能力，但对机械能的概念、转化及功能关系没有正确认识，不清楚物体运动变化中机械能如何转化，更不了解做功过程和机械能转化之间的关系，所以在运用机械能知识分析能量转化需要多举实例并及时的针对性指导。本节课要以知识为载体，关注生活生产中的机械能转化，重视对分析能量转化的方法指导及学生分析解决问题能力的培养。 三、教学目标分析 1．知识与技能 （1）知道机械能的概念。 （2）能运用机械能知识分析解决生活生产中动能和势能相互转化的额问题。 （3）知道力对物体做功的过程就是动能和势能相互转化的过程。 2．过程与方法 经历“观察现象——分析动能、势能变化——判断动能、势能的转化—判断力对物体做功”的分析能量转化过程，关注“从生活走向物理，从物理走向社会”，体验运用物理知识解决问题过程中观察、分析、比较、归纳等思想方法的运用，会用物理知识和方法分析、解决生活中相关问题。 3．情感态度与价值观 在分析生活、生产事例的能量转化活动中，初步养成严谨的科学态度，了解能量人类生存发展的重要作用，树立生活中的节能意识。 四、教学重点、难点分析 依据课程标准、教学内容及学情分析，确定了本课的教学重点和难点。 重点：分析物理现象中动能和势能的相互转化。 难点：分析复杂物理现象中的机械能转化。
教学过程(表格描述)
教学环节 主要教学活动 设置意图
引入机械能概念 观看实验：小球从斜面上滚下…… 思考问题：实验中存在哪些形式的能？ 物理学中把重力势能、弹性势能、动能统称为机械能。 利用实验吸引学生关注，通过问题启发学生思考，从而引入新的概念。通过观察和分析实验情境，突出主要特征，侧重概念的建构过程。
利用实验分析动能与重力势能相互转化 问题：有的同学还发现，小球在轨道斜面向下运动时，小球既有动能又有重力势能，此时小球的总机械能怎样计算呢？ 把小球的这两种能量加在一起就得到它的总机械能。物体具有的总机械能就等于动能与势能之和。 问题：小球在斜面向下运动的过程中动能和势能的大小是一成不变的吗？ 要想判断动能和势能的大小就要知道他们的影响因素如何变化。 我们来回顾一下相关知识，机械能包括动能和势能，势能包括重力势能和弹性势能。 动能的大小与物体质量和物体速度有关，且物体的质量越大，速度越大动能就越大。 重力势能大小与物体质量和物体被举得高度有关，且物体的质量越大，被举的高度越高重力势能就越大。 弹性势能与弹性物体发生的弹性形变程度有关，弹性形变程度越大弹性势能就越大。 我们一起来分析：小球向下运动过程中，是重力做功的过程，小球的质量不变，高度降低，具有的重力势能减小。 问题：减小的重力势能到哪里去了？ 我们发现小球向下运动越来越快，速度增加，具有的动能增加。 这说明小球减小的重力势能转化成了增加的动能。 问题：重力势能可以转化为动能，动能能否转化为重力势能呢？ 有的同学想到了刚才实验中，小球沿斜面向上运动过程中，是克服重力做功的过程，小球的质量不变，高度增加，具有的重力势能增加。小球向上运动越来越慢速度减小，动能减小。说明小球减小的动能转化成了增加的重力势能。 根据以上两次实验现象分析可以得知，小球沿斜面向下运动，重力势能转化动能，小球沿斜面向上运动，动能转化重力势能， 说明动能和重力势能之间可以相互转化。 通过分析实验现象，引导学生用所学知识分析、解释物理问题，培养学生观察、分析方法。
利用实验分析动能与弹性势能相互转化 问题：请同学们思考动能和弹性势能是否可以相互转化呢？ 同学们想到了小球撞击弹簧的过程。 小球在撞击弹簧的过程，是小球对弹簧施加一个压力，使弹簧沿压力方向被压缩，即小球对弹簧做功，小球的速度减小动能减小，而弹簧的形变程度越来越大，弹簧的弹性势能增加，说明小球减小的动能转化为弹簧增加的弹性势能。 而弹簧将小球弹出的过程，是弹簧对小球做功的过程，弹簧的弹性势能减小，小球的动能增加，弹簧的弹性势能转化为小球动能。看来动能和弹性势能之间也可以相互转化。
分析解决机械能转化问题 接下来我们通过具体实验和实例来研究动能和势能的相互转化。 1.请同学们观察实验现象，思考：单摆在摆动的过程中的能量转化？ 2.观看滚摆的实验，思考滚摆在运动过程中有怎样的能量转化？ 动能和势能的转化在生活中是很常见的，我们先来说说动能和重力势能相互转化的实例。 3.用小球来模拟过山车，观察实验现象，问题：分析出小球在上下翻腾过程的能量转化？ 过山车利用动能和势能的相互转化让人体验短时间内速度与高度的不断变化来寻求刺激与快乐。 请同学们列举出动能和重力势能相互转化的实例。 4.激流勇进、玩滑梯 5.荡秋千 6. 勘探车上的打击重锤、人工打夯使用过程中 接下来我们说说动能和弹性势能转化的实例。 7. 机械闹钟、上弦的八音盒工作时 8. 射箭过程 9.跳水过程 我们可以利用动能和弹性势能的转化做个小玩具。 11.小制作：带螺旋桨的小船 12.会“爬坡”的塑料瓶 通过分析生活生产中物理现象，引导学生用所学知识分析、解释物理问题，培养学生观察、分析、理论联系实际能力和物理思维。培养学生关注生活，热爱物理。 利用实例分析和小制作，保持学生学习动力，使学生认识到物理和生活的紧密联系，关注生活，关注物理。
总结动能和势能间的相互转化规律 问题：动能和势能间的相互转化有什么规律吗？ 回顾单摆的实验。 非常短的时间内，小球摆动到最右端（C点）的高度与小球在左端最初静止时（A点）的高度近似相同。 如果不考虑阻力等因素的影响，机械能总量保持不变，动能和重力势能相互转化。 单摆长时间摆动，到达的高度逐渐降低，机械能的总量逐渐减小，最终会停下来。 问题：单摆为什么会停下来呢？ 因为受到了空气阻力，阻力做功即摩擦做功，减小的机械能转化为内能。机械能与其他形式的能量相互转化，机械能总量发生改变。 大量的研究结果表明，如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的总和不变，或者说，机械能是守恒的。 举例，小钢球从某一高度自由下落，忽略空气阻力的作用，小钢球的机械能守恒。 通过总结规律，使学生对知识和应用得到提升，培养学生反思、总结的良好习惯。
了解机械能与其他形式的能可以相互转化 机械能之间可以相互转化，机械能也可以与其他形式的能相互转化。 例：水能、风能的利用 开阔视野，激发学生好奇心。
课堂练习 1. 一架飞机在某灾区上空沿水平方向匀速飞行，同时向地面投放救灾物资。投下物资后，飞机的机械能变化 2.将小钢球竖直向上抛出，各点的机械能大小比较 巩固与反馈
课堂总结 引导学生对所学知识进行及时巩固和深化理解，渗透系统的观念，建立联系的意识。

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