《合理利用机械能》（沪科版）教学设计

    邾永辉

教学目标：

1、知识与技能

（1）建立能量的初步概念，知道能的单位；

（2）理解动能、重力势能的概念及影响因素；能用实例说明物体的动能和势能；

（3）了解动能和势能可以相互转化，并能解释简单的现象。

2、过程与方法

（1）掌握运用控制变量法、转换法进行实验设计，逐步养成在实验中认真观察，勤于思考的习惯；并通过探究培养学生的观察、实验能力和分析概括能力。

（2）培养学生用能量观点分析问题的能力和意识。

3、情感态度与价值观

（1）让学生认识到能量与人们生活、生产息息相关；增强合理利用能源的意识。

（2）结合我国航天事业的发展，对学生进行爱国主义教育。

教材分析：

本节课主要的教学内容有：（1）能、机械能、动能、势能等概念；（2）探究动能、势能的影响因素；（3）动能和势能的相互转化。其中“能”是物理学中最重要的概念之一，是八年级物理的重点内容，但它比较抽象，不易理解，由于八年级学生的思维具有单一性，思维处于感性阶段，他们容易接受相对形象的物理概念，对抽象的“能”的概念都感到困惑，因而教学中如何通过相关的物理现象来确定能的存在尤为重要。所以本节教学的重点是初步理解有关于能的一些概念；教学的难点是：通过探究，让学生知道决定动能、势能大小的相关因素；能实例说明物体动能和势能可以相互转化，并能解释简单的现象。

教学重点:

1、实验探究动能大小、重力势能大小跟哪些因素有关。

2、通过实例说明物体动能和势能可以相互转化。

教学难点：

决定动能、势能大小的相关因素；并能解释有关动能和势能之间相互转化的现象。

教学方法：

探究、讨论、启发、归纳

教具准备：

斜面、钢球、木球、钩码、木块、小方桌、细沙、滚摆、单摆、乒乓球、弹簧等。

课时安排：

2课时

教学过程：

[引入新课]

1、做功的两个必要因素是什么？

（1）作用在物体上的力；（2）物体在力的方向上移动的距离。

2、观察说明：水电站中以上游流下的水冲击水轮机，可以推动水轮机转动而做功；风可以使帆船前进而做功；张开的弓可以使箭射出而做功。

3、演示说明：钢球从斜面上滚下，在水平桌面上撞击了木块，使木块移动了一段距离，引导学生分析钢球撞击木块的过程中的做功情况。（引出能的概念）

[新课教学]

一、能

1、概念：如果一个物体能够对别的物体做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。

强调：能反映了物体做功的本领，即物体不一定正在做功。不同的物体做功的本领也不同，一个物体能够做功越多，表示这个物体的能量就越大。

2、功和能关系：物体做功的过程就是能的转化过程，物体做的功越多，说明某种能转化为别的形式的能越多。

3、单位：焦耳（J）

    因为我们是以用物体能够做功的多少来衡量物体具有能量的大小。所以，在国际单位制中，能的单位与功的单位相同，也是焦耳(J)

二、动能

1、定义：物体由于运动而具有的能叫做动能

实例：流动的水、流动的空气（风）、运动的汽车和火车、飞行的飞机等都具有动能。

思考：以汽车和火车为例，设问：运动的汽车和运动的火车都有动能，它们动能是一样大吗？动能的大小跟哪些因素有关呢？

2、探究：动能大小与哪些因素有关？

研究方法：（1）控制变量法；（2）转换法。

http://s7/mw690/004dNW9lgy6SWR3tweW46&690探究1：让同一钢球以不同的速度对木块做功。（图9-36所示）

现象：速度较大钢球推着木块运动的距离较远。

结论：质量相同时，速度越大的物体具有的动能越大。

探究2：让质量不同的钢球和木球，以相同的速度对木块做。（图9-37所示）

现象：质量较大的钢球推着木块运动的距离较远。

结论：速度相同时，质量越大的物体具有的动能越大。

归纳小结：物体的动能与物体的质量和速度有关，质量越大、速度越大，物体具有的动能越大。

三、势能

演示实验：1、被举高的物体能够做功；2、压缩的弹簧能够做功；3、拉长的橡皮筋能够做功。

说明：它们都能够对外做功，就说明它们都具有能。但这一类的能跟前面的动能的存在形式不一样，我们把这一类形式的能叫做势能。势能分为重力势能和弹性势能。

1、重力势能

（1）定义：物体由于被举高而具有的能叫做重力势能。

实例：空中飞行的飞机、被举高的一切物体等。

（2）探究：重力势能与哪些因素有关？

研究方法：（1）控制变量法；（2）转换法。

http://s2/mw690/004dNW9lgy6SWRoTaLL61&690探究1：让同一物体从不同高度下落，冲击小方桌。（图9-38所示）

现象：质量相同时，物体被举得越高，小桌下陷的越深。

结论:质量相同量被举的越高的物体具有的重力势能就越大.

探究2：让质量不同的两个物体分别从同一高度下落，冲击小方桌。（图9-39所示）

现象：被举的高度相同时,质量越大，小桌下陷得越深。

结论：被举的高度相同时质量越大的物体重力势能越大.

归纳小结：物体的重力势能与物体的质量和被举的高度有关。物体的质量越大、被举得越高，它具有的重力势能就越大。

2、弹性势能

（1）定义：物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能

实例：被压缩的弹簧、被拉长的橡皮筋、被踩弯的跳板等都具有弹性势能等。

（2）影响弹性势能的主要因素

演示：观察弹簧和橡皮筋弹性势能的变化。

结论：物体发生弹性形变的程度越大，它具有的弹性势能就越大。

四、动能和势能的互相转化

1、机械能：动能和势能统称为机械能。

    物体具有动能，可以说具有机械能；物体具有势能，也可以说有机械能；物体有时既具有动能又具有势能，动能和势能总和就是物体的机械能。

注意：机械能是和物体的机械运动紧密联系的一种能量。

2、动能和势能的互相转化

    机械能中的动能和势能是可以相互转化的。

(1)滚摆实验：

http://s11/mw690/004dNW9lgy6SWRs1Pqqca&690

思考讨论：滾摆升到顶点时，具有什么能？滾摆在下降过程中，速度怎么样变化？能量怎么样变化？滾摆在上升过程中，速度怎么样变化？能量怎么样变化？

分析：滚摆下降时，高度降低，重力势能减小，转动速度越大，动能越大；滚摆上升时,高度升高，重力势能增大，转动速度越小，动能越小。这说明了动能和势能可以相互转换。

说明：如果没有空气的摩擦等因素的影响，只有动能与势能之间的转化时，每次上升的高度是不变的，它是不会停下来的，滾摆将永远运动下去，总的机械能保持不变。

（2）单摆实验——进一步说明动能和重力势能是怎么样相互转化的。

课堂练习：分析下例能量转化的过程

1、自由下落的篮球：篮球从高空落下的过程中，是重力势能转化为动能；当球接触到地面到停止的过程中，是动能转化为弹性势能；篮球从反弹到离开地面的瞬间是弹性势能转化为动能；篮球离开地面上升的过程，是动能转化为重力势能。

2、骑自行车下坡时，不踩脚踏板，速度也越来越快，为什么？骑自行车上坡前往往要加紧蹬几下，为什么？

课堂练习：

 妈妈去百货大楼购物，自动扶梯把她从一楼匀速送到二楼的过程中，妈妈的动能、势能、机械能如何变化？（　　）

A、动能增大，势能增大，机械能增大

B、动能增大，能增大，机械能不变

C、动能不变，势能增大，机械能不变

D、动能不变，势能增大，机械能增大

课堂小结：

1、能的概念及其单位；

2、动能、势能的概念及其影响因素；

3、动能和势能的相互转化。

布置作业：

课本作业第2、3、4、5题。