設計課題：合理利用機械能第1課時教材版本：上海科學技術出版社課題年級：八年級第10章第6節【教學設計思路】一、 教材分析本節內容是學生第一次接觸能量的概念，比較抽象。教材首先從日常生活、生產當中列舉大量與能量有關的例子，如：風推動帆船運動、張開的弓可以把箭射出去等等，從而得能量的概念：物體能夠對其它大的物體做功，就說該物體具有能量。又根據物體的狀態不同，將機械能分為動能、重力勢能、彈性勢能。為了探究影響動能、重力勢能的因素，教材安排了兩個實驗，直觀形象的把研究的情形呈現出來。二、 學情分析學生學習物理才將近一年的時間，對物理來自于生活又服務于生活沒有更深入的理解，所以在講這一節時，要大量列舉生活中學生熟悉的例子，慢慢體會、分析、總結什么是物理學中的機械能。為了讓學生用準確的語言來描述物理知識，老師要做好引導的作用。因為學生還不具備豐富的物理知識，所以提出的問題應簡單、易答。師生互動，在輕松愉快的氛圍中完成本節課的學習。三、 教學理念本節內容比較抽象，教學要求不宜過高、過急，能量的概念在今后的教學中還會逐步深化。本節的教學特點是通過列舉大量與機械能相關的例子來得出相應的結論。為了更好的完成本節課教學任務，我主要是通過實驗探究的方式來理解影響動能和重力勢能大小的因素。【教學目標】一、 知識與技能1. 建立能量的初步概念；理解動能、重力勢能的概念及影響它們大小的因素；能用實例說明物體的動能和勢能；知道彈性勢能；知道機械能及其單位。2.初步了解動能、勢能可以相互轉化。二、過程與方法通過實驗培養學生的觀察、實驗能力和分析概括能力。培養學生用能量觀點分析問題的能力和意識。三、 情感態度與價值觀1.通過學生之間的實驗，能夠進行合作與交流。2.在經歷從許多與機械能相關的日常生活現象中歸納出動能和勢能的概念的過程中，培養分析和歸納能力。3.體會透過眾多的物理現象分析和歸納出本質的認識論的觀點。4.體會物理就在身邊【教學重點】1.實驗探究動能大小跟哪些因素有關。2.實驗探究重力勢能大小跟哪些因素有關。3.理解轉換法、控制變量法【教學難點】1.能的概念 2.對轉換法的理解【教學資源】1. 媒體資源：多媒體課件、展示臺、視頻2. 演示用：鐵錘、小鋼球、小玻璃球、鉛球、足球、玩具小飛機、自制滑軌、自制大型單擺裝置3. 小組用：全班分為8個小組，6人一組，每組一個滑軌、三個小球、兩支白板筆；一盆沙子、兩個小方桌、三個廢棄砝碼由觀察現象提出問題演示實驗引入課題【教學流程圖】舉例，物體是否具有能量能量的概念演示推動物體運動影響動能大小的因素動能的概念和舉例動能影響重力勢能大小的因素重力勢能重力勢能的概念和舉例彈性勢能課堂小結課后作業【教學過程】教學環節主要教學過程學生活動創設情境引入新課 2分鐘回顧什么是做功1分鐘一、能量5分鐘二、動能15分鐘三、重力勢能10分鐘四、彈性勢能2分鐘五、機械能2分鐘師：再過幾天就是端午節了，老師給大家準備了兩份特別的禮物，一份大的，一份小的；大家想要那一份呢？生：大的師：好的，一起來拆開禮物吧。（揭開鐵架上的幕布）原來是個大鐵球。看起來好重，誰想來感受下它的質量呢？（學生上臺）生：大概有5千克師：該球有4千克，請將球放在臉部位置，如果釋放鐵球，該同學會有危險嗎？生：可能會有師：這么危險的動作，還是讓老師來冒險吧。（演示）提問：鐵剛好沒有撞到老師的臉部，老師毫發無損，這是為什么呢？帶著疑問，進入我們今天的學習，10.6節 合理利機械能。（板書）師：前面我們已經學習了做功，大家回憶一下什么叫做功呢？生：有力作用的物體上，并再力的方向通過了一段距離，就說力對物體做了功。大家請看：（演示：手推動白板筆運動）筆在推力的作用下移動了一段距離，說明什么呢？生：說明手對筆做了功。師：在物理上，如果一個物體能夠對其他物體做功，就說該物體具有能量。一 能量：1. 一個物體能對其他物體做功，就說該物體具有能量，簡稱能。舉例：（1）風可以推動帆船做功，所以風具有能量（2）舉高的重錘。當重錘從高處落下時能對其他物體做功，所以舉高的重錘具有能量（3）張開的弓。張開的弓可以把箭射出去，所以張開的弓具有能量師：能夠做功是要求物體一定要正在做功嗎？生：不一定師：能夠做功，指物體具有做功能力，不一定正在做功。過渡：具有能量的物體有靜止的，也有運動的，把運動的物體具有的能量叫動能。二、 動能1.物體由于運動而具有的能量叫動能舉例：老師的走路，所以老師具有動能，擺動的鐵球也具有動能。同學們還知道生活中哪些物體具有動能呢？生：運動的汽車生：正在起飛的飛機師：凡是運動的物體都具有動能，只不過動能有大有小。那動能大小和什么因素有關呢？大家請看：微風只能吹動樹葉，而狂風卻能折斷樹枝。微風、狂風，什么不同呢？生：速度不同師：物體的速度不同，動能就不同，所以我們猜想動能大小可能和物體的速度有關。再看：飛來的足球可以用腳去踢，如果飛來一個鉛球還敢去踢嗎？生：不能師：足球和鉛球，什么不同呢？生：質量不同師：質量不同，動能就不同，所以我們猜想動能可能和質量有關？要驗證我們的猜想是否正確，應該采用？生：實驗師：今天我們來研究小球的動能，請看：（演示：將小鋼球從斜面靜止釋放，到底端推動筆）大家看到了什么現象呢？生：小鋼球在運動師：還看到了什么？生：筆在推力的作用下移動了一段距離。師：非常好。沒看清楚的，我們再來看一次動畫，請看。小球從斜面上滾下來推動筆運動了一段距離，說明小球對筆做了功。那該怎樣體現運動小球的動能大小呢？生：可以通過筆被推動的距離來體現。師：非常有想法。我們一起來分析下：用s表示筆通過的距離，如果距離越遠，說明小球對筆做的功就越多，從而體現出小球的動能越大。這種研究方法叫什么呢？生：轉換法師：轉換法是一種間接研究問題的方法。如果要研究小球的動能和速度、質量的關系，又要采用什么研究方法呢？生：控制變量法師：如果要研究動能和速度的關系，控制誰不變，誰變化？生：控制質量不變，改變速度。師：具體該怎么實現呢？生：將質量不同的小球從斜面的不同高度釋放，這樣小球到底端的速度就不相同。師：若要研究動能和質量的關系，又要控制誰不變，誰變化？生：控制速度不變，改變質量師：具體又該怎么操作呢？生：將質量不同的小球從相同高度靜止釋放師：同學們都清楚該怎么操作了吧。請同學們利用老師所給的實驗器材：一個滑軌，三個小球，兩支筆，完成實驗，并將實驗現象和實驗結論寫在學案上，注意給大家的溫馨提示，實驗時間三分鐘，開始實驗。（學生操作實驗）師：實驗結束，那個小組愿意上臺分享下你們的實驗過程呢？（請兩個學生上臺，一個說一個演示。）師：在同學的共同努力下，我們探究出了今天的第一個成果，一起來總結下：（1） 當質量一定時，速度越大， 則動能越大（2） 當速度一定時，質量越大，則動能越大師：通過實驗，我們知道了動能和速度和質量有關。學習了動能，可以幫我們解決很多的問題：請看，這是一個高速公路的限速牌，請同學們利用動能的知識，思考以下兩個問題：（1）為什么要對車輛限速？（2）在同樣的道路，不同大小的車輛為什么限速不同？生：如果車子的速度太大了，動能就更大，容易發生交通事故。質量越大的車，如果速度也很大，則動能就太大了，存在安全隱患。師：如果汽車在這樣的路段上行駛，就更要限速了。運動子啊懸崖上的汽車，除了動能，還有其他形式的能量嗎?生：可能會有。師：在物理上，物體由于高度位置而具有的能量，叫重力勢能。三、 重力勢能1.物體由于高度位置而具有的能量如：懸掛的鐵球具有重力勢能、高聳的石塊、樹上的蘋果、舉高的重錘都具有重力勢能。師：舉高的實心球具有重力勢能。（演示：將球放在某個同學的頭上，）你為什么要躲呢？生：怕球落下來砸到我的頭。師：（將實心球和足球舉高）實心球、足球都具有重力勢能，誰的更大呢？生：實心球師：為什么？生：質量大師：我們猜想重力勢能和物體的質量有關，如果將實心球舉得越高，砸到沙面上時，砸出的坑就會？生：砸出的坑就越深師：我們又猜想重力勢能和物體被舉的高度有關。通過分析我們猜想重力勢能和質量、高度有關。那我們的猜想是否合理呢，又要通過什么來探究呢？生：實驗師：下面我們來研究廢棄砝碼的重力勢能。老師給每個小組準備了三個砝碼，其中有兩個相同，一盆沙子，兩個相同高度的小方桌。請同學們先思考怎么通過實驗來體現高處砝碼的重力勢能？（學生思考并回答）生：可以通過高處砝碼落到桌面上，看桌腿的下陷的深度來反應高處砝碼的重力勢能。師：非常有想法。大家請看：（放動畫）高處的砝碼落到桌面上，推動桌腿向下移動了一段距離，說明砝碼對桌子做了功，如果做的功越多，桌腿下陷得越深。所以，可以通過桌腿的下限深度來反應高處砝碼的重力勢能。這種研究方法叫什么呢？生：轉換法師：若要研究砝碼的重力勢能和質量和高度的關系，又要什么研究方法呢？生：控制變量法師：具體該怎么控制呢，一起來分析下。當研究重力勢能和質量關系時，要控制高度不變，改變質量。當研究重力勢能和高度關系是，要控制質量不變，改變高度。師：請同學們利用老師所給的實驗器材，完成實驗探究，注意溫馨提示，并將實驗結論寫在學案上，時間2分鐘，開始實驗。（學生分組實驗）師：實驗結束，那個小組愿意分享下你們的實驗結論呢？生：當高度一定時，質量越大，重力勢能就越大。當質量一定時，被舉得越高，重力勢能越大。師：這是我們今天探究的第二個成果。高空拋物被稱為城市上空的病，來看一個雞蛋的威力。從4樓落下來，能使頭皮紅腫；從8樓落下，能使頭皮破裂；從18樓落下，將砸碎頭骨；從25樓落下來，當場死亡。了解了這一些，我們就要養成好的生活習慣，嚴禁高空拋物。師：同學們今天表現特別棒，所以老師準備送出第二件禮物，（出示禮物）只是什么？生：玩具小飛機師：現在老師想讓小飛機運動起來，怎么辦呢？生：推一下師：很好。還可以這樣，向后拉繩子，大家看到了什么？生：小飛機運動起來了。師：大家想不想知道為什么小飛機會運動呢，咱們拆開看看里面的結構吧。（打開外殼）師：我們看到有一圈像盤香一樣的彈簧。當向后拉繩子時，里面的探究收縮，發生形變。發生形變的彈簧是否具有能量呢？生：有師：這種物體發生彈性形變而具有的能量叫彈性勢能。在拉弓射箭時，如果弓張得越滿，能把箭射得越遠。所以彈性勢能和物體的形變程度有關，形變程度越大，則彈性勢能就越大。師：重力勢能和彈性勢能統稱為勢能，又把勢能和動能稱為機械能。機械能是一種最常見、最普遍的能量形式。有的物體具有動能，有的具有重力勢能。有的可能同時具有勢能和動能。如：我們的c919飛機在飛行時，在運動，所以具有動能；又離地面有一定的高度，所以具有重力勢能。師：咱們的課已接近尾聲，有沒有同學想再來體驗下鐵球實驗的呢？（學生上臺）游戲規則：兩個同學站在鐵架的兩則，一個站立不動，另一個把鐵球拉到一定的高度，釋放要求：1、必須保證對方同學的安全；2、但游戲要驚險刺激。師：開始實驗。大家看到了什么？生：球沒有撞到對方同學師：下面，我們來分析下鐵球在擺動過程中的機械能變化情況：以擺動的最低點為參考點，擺到最高點時重力勢能最大，最低點時，動能最大。從最高點到最低點的過程中，高度在減小，所以重力勢能在減小，減小的重力勢能那里去了呢？生：可能轉化成了動能。師：說明動能和重力勢能可以相互轉化。能量轉化的形式還有很多種，同學們可以課后思考下還有那些形式的能量可以相互轉化。師：請同學們來總結下今天所學的內容。（學生總結）師：今天的作業-完成學案上的三個思考題。學生通過觀察實驗現象，產生疑問，進入新課的學習學生親自感受鐵球的重力學生帶著問題進入新課學生通過分析例子認識到具有能量的物體不一定正在做功，只需要具有做功的本領。學生列舉生活中大量具有動能的物體，加深對動能概念的理解學生觀察老師的演示實驗總結出-轉換法的研究方法師生共同分析控制變量法中的不變量和變量學生利用老師提供的實驗器材，完成實驗探究，時間是3分鐘通過回答問題理解影響動能的兩個因素師生共同分析例子猜想影響重力勢能的兩個因素，質量和高度學生進行實驗操作，時間2分鐘，并總結實驗結論通過了解一顆雞蛋的威力，來意識到高空拋物的危害。學生觀察老師提供的玩具小飛機，在桌面上運動，產生疑問：為什么會運動？內部結構是怎樣的？學生再次上臺體驗單擺實驗，增加學習的興趣自主總結1分鐘學生分組討論后，請同學談談今天上課的收獲：如：機械能包括哪些形式的能量？學習了重力勢能，要養成怎樣的生活習慣？作業設計課后思考學案上的三個問題：1、在單擺實驗中，動能和勢能都在發生變化。動能變小時， 重力勢能變大；重力勢能變大時， 動能變小；說明動能和重力可以相互轉化。課后大家思考還有哪些形式的能量可以相互轉化呢？2、飛機在加速起飛升空的過程，動能_______;重力勢能_________;當在高空水平勻速飛行時，若向某災區空投物資，動能_________.重力勢能__________. 3、蹦蹦桿是小孩喜歡玩的一個游戲，其結構如圖。當小孩依靠自身重力落到最低點時，動能_______;彈簧被壓到最短，其彈性勢能___________;當小孩被反彈到最高點時，其重力勢能_________. 板書設計第10.6節 合理利用機械能（第1課時）一、物體能夠做功 具有能量 單位：焦耳（J）質量動能二、機械能速度質量重力勢能勢能速度彈性勢能-形變程度教學反思1課堂氣氛十分活躍，學生也發現：“物理可以這樣快樂中學”，在環環相扣、大家動手的氛圍中，學生學起來輕松，就很容易達到了教學目的。2通過有效問題串設置，層層推進，更容易調動他們的求知欲與積極性。將課堂知識點的過渡設計得巧妙自然，使學生沒有生硬的灌輸學習感覺。3生動的形式，是本堂課成功的一大條件。充分應用多媒體，精心設計互動情景，演示、觀察、歸納、討論和多媒體應用等多種方法相結合，達到了最佳的學習效果。4在理念上，本堂課強調知識形成的過程及科學的方法，通過“概括”、“轉換”等科學方法的應用與介紹，使學生在思維上更加放開，更加主動，形成本課的一大收獲。5不足與改進措施：加強實踐的課程，對老師的課堂控制能力有一定考驗，道具準備、教學過程的設想、與學生交流的變數處理等等，都不能忽視，否則容易超時、趕時。課堂的知識，除小結外，一定要及時加強應用練習，才能讓學生充分深刻掌握，堅持從實踐到理論又回到實踐中來，這是學習物理基本過程不能忘記。10