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11.4 动能和势能（第二课时）教学设计
课题 11.4 动能和势能 单元 第十一章 功与机械能 学科 物理 年级 九年级
教材内容分析 本节主要内容有：能量、动能、重力势能、弹性势能、机械能的概念，动能、重力势能分别与哪些因素有关，机械能的转化。本节内容与前面学习的运动、重力、弹力密切相关，是在学习了功、功率、机械效率等概念之后，在功的概念基础上构建能的概念，充分体现了功与能的联系。“功”和“能”同属本章核心概念。“能量”作为课程内容的一级主题，在物理学中具有极其重要的地位。本节研究的是最常见的一种能量形式----机械能，它是后续学习内能、电能、能量转化与守恒定律等内容的基础，对形成能量观念具有重要作用。 本节课的教学内容有：重力势能、弹性势能、机械能的概念，重力势能与哪些因素有关，机械能的转化。此部分内容的编写思路是：在上节课学习了能量和动能的基础上，接着具体介绍势能（包括重力势能和弹性势能），探究重力势能与哪些因素有关。最后综合影响动能和势能的因素，研究动能与势能的转化，并延伸到机械能与其他形式的能之间的转化。本节课内容先通过生活实例建构势能、机械能的概念，属于物理观念的形成；然后分析解释生活中动能与势能、机械能与其他形式的能的转化，属于物理观念的应用，体现了“从生活走向物理，从物理走向社会”的课程理念。
新课标要求 3.2.1 知道动能、势能和机械能。通过实验，了解动能和势能的相互转化。举例说明机械能和其他形式能量的相互转化。
学习 目标与核心素养 1.知道什么是重力势能、弹性势能、机械能。 2.通过科学探究和推理论证，了解影响重力势能大小的因素，巩固控制变量法、转换法的应用，形成初步的问题意识和证据意识，养成基于证据进行推理论证的思维习惯。 3.通过实验和生活实例，了解动能与势能的转化、机械能与其他形式能的转化，并通过能量转化进一步体会做功的含义，形成初步能量观念。 4.结合机械能的学习，体会物理学对人类生活、工程实践和社会发展的影响，养成乐于思考与实践意识，增强可持续发展的责任感。
学情分析 学生已掌握动能概念，对势能有生活感知。本课需建立重力势能、弹性势能概念，理解机械能及其转化。难点在于分析单摆等实例中动能与势能的动态转化过程。教学中应通过实验探究和实例分析，帮助学生突破这一难点。
重点 建构势能的概念、通过实验探究影响势能大小的因素
难点 探究影响势能大小的因素、分析影响机械能转化的实例
材料准备 教具：沙盘、三个完全相同的小森桩、质量不同的重物块、相关多媒体素材
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 复习导入 1.能量的定义及单位是什么？ 2.什么是动能？影响动能大小的因素有哪些？ 3.探究影响动能大小的因素时运用了哪些科学探究方法？ 便于学生类比动能学习重力势能
讲授新课 一、势能 1.多媒体展示上节分类活动中的第二类实例 ③天花板上的吊灯；⑤被举高的重锤；⑧放在课桌上的书本； 它们都被举高了 2.讲解 高处的物体由于重力作用而具有的能叫做重力势能 3.多媒体展示具有重力势能的物体实例 ①举过头顶的篮球 ②挂在树枝上的苹果 ③被举起的杠铃 ④高山瀑面中的流水 4.探究影响重力大小的因素 ⑴猜想： （高度 质量） ⑵阅读教材活动2内容，思考讨论： ①本实验的研究对象是什么？观察对象又是什么？实验效果是什么？ ②两次实验中分别控制了什么，改变了什么？运用到的科学探究方法有哪些？ ⑶演示：如图所示，让高处的重物从静止开始下落，将小木桩打入沙中。 ①先让同一个重物在不同高度处从静止开始下落，打击小木桩，观察和比较小木桩被打入沙中的深度。由此能得到什么结论？ ②让质量不同的物体分别在同一高度从静止开始下落，打击小木桩，观察和比较小木桩被打入沙中的深度，又能得到什么结论？ ⑷归纳与小结 物体的位置越____，质量越____，它具有的重力势能就越____； 5.多媒体展示上节分类活动中的第三类实例 ②被压弯的跳板；④拉弯的弓；⑥上紧的发条； 它们都发生了弹性形变 6.讲解：物体发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能 7.多媒体展示弹性势能实例 ①拉长的弹簧； ②拉伸的橡皮盘； ③正在击球的网球拍；④发生形变的撑杆 8.讲解： 大量事实和研究表明： 弹性物体的弹性越强者，形变越大，它具有的弹性势能就越大。 重力势能和弹性势能统称为势能。 二、机械能的转化 1.多媒体展示同时具有动能和势能的火箭。 2.讲解：物体的动能和势能统称为机械能 3.问：动能和势能是否可能相互转化？ 4.播放单摆摆动视频 5.思考讨论： 如图所示，将小球拉到A处，然后释放。仔细观察小球摆动的情况；比较小球在点A、B和中间点C的势能和动能的情况。 归纳与小结：动能和势能是可以相互转化。 6. 动能与势能转化的应用 思考讨论： 如图所示，分析游乐场中的过山车沿轨道运动时和小孩在玩蹦床的过程中，动能与势能是怎样相互转化的 7思考讨论：认真观察摆球的摆动会发现，摆球在来回摆动时，每次上升到达的高度都比前一次要低些，这是什么原因呢？ 归纳与小结：物体的动能与势能是可以相互转化的；有摩擦等阻力时，在动能与势能的相互转化中，机械能会减少。 8.归纳与小结 物体的动能与势能是可以相互转化的；有摩擦等阻力时，在动能与势能的相互转化中，机械能会减少。 说明：机械能与其他形式的能之间也可以相互转化。水力发电是水的机械能转化为电能，电动机工作是电能转化为机械能。 9.想一想： ⑴在跳水运动员从跳板上跳起到入水的整个过程中，能量是怎样转化的？ ⑵请尝试列举出日常生活中动能与势能相互转化，机械能与其他形式的能相互转化的事例。 10.生活中的物理知识 ⑴弹性势能在生活中的运用（如钟表里的发条） ⑵城市街道上的最高行驶速度km/h 车型设有中心双实线、中心分隔带、机动车道与非机动车道分隔设施的道路其他道路小型客车7060大型客车载重汽车6050… …… ……
①为什么要对机动车的行驶速度进行限制？ 机动车的行驶速度越大,动能也就越大,发生交通事故时，破坏性越大 ②为什么在同样的道路上，不同的车型的限制速度不一样？ 不同车型的车,即使速度相同,它们的质量也不同,质量越大,动能也越大，发生交通事故时，破坏性越大。 自主阅读教材，思考交流讨论汇报 观察实验现象，分析论证 思考交流讨论汇报 思考交流讨论汇报 思考交流讨论汇报 思考交流讨论汇报 思考交流讨论汇报 丰富学生的感性认识 加深对重力势能的认识 加深学生对实验设计思路的理解 丰富学生对弹性势能的感性认识 加深对弹性势能的理解 提高学生分析问题和语言表达能力 进一步深化对机械能概念的理解，培养学生运用物理知识解决实际问题的能 力
课堂练习 １.一架飞机在灾区上方水平匀速飞行，并不断向灾区空投救灾物资，则飞机在这个过程中，动能_____，势能______。 (填“变大”或“变小”) 2.射箭比赛中，运动员释放弓弦将箭射出，弓弦的_______能转化为箭的____能。 3.航拍无人机在匀速下降的过程中（ ） A.机械能不变 B.动能增加 C.重力势能不变 D.机械能减小 4.两个相同的篮球，表面潮湿，从不同高度自由落至同一地面，留下的印迹如图所示。关于初始时篮球的重力势能，下列说法正确的是 ( ) A.落在a处的大 B.落在b处的大 C.两个一样大 D.无法比较大小 5.如图所示，从A点沿水平桌面自由滚动的小球的运动轨迹如虚线所示，C、F两处等高，D为球与水平地面的接触点，不计空气阻力，下列说法不正确的是（ ） A.小球在C点的机械能等于在F点的机械能 B.小球在C点的动能大于在F点的动能 C.小球从E点到F点的过程中，机械能不变 D.小球从D点离开地面到达E点的过程中，动能转化为重力势能 独立完成共同订正
课堂小结 1.机械能的概念 2.动能的概念及影响因素 3.势能的概念 4.重力势能的概念及影响因素 5.弹性势能的概念及影响因素
板书
课外拓展 /课外阅读内容
特色资源分析和技术手段说明
教学反思 本节课借助单摆、滚摆演示势能与动能相互转化，学生兴趣较高。但部分学生容易忽略空气阻力带来的机械能损耗，描述能量转化时逻辑表述不严谨。实验观察时不少学生只关注现象，缺少能量变化的主动分析。后续可增加生活化实例，利用动画辅助，强化能量观念，增加口头表达训练，突破理解难点。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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