第十一章功和機(jī)械能 第三節(jié)動(dòng)能和勢能

第十一章 第3節(jié) 動(dòng)能和勢能 設(shè)計(jì)理念 根據(jù)新課程理念,教材特點(diǎn),學(xué)生特點(diǎn),我決定采用啟發(fā)式和探究式教學(xué), 首先在學(xué)生學(xué)過的功的知識(shí)的基礎(chǔ)上，直接從功和能的關(guān)系引入了能量的初步概念，不追求嚴(yán)密性，這是因?yàn)槌踔兄灰髮W(xué)生對(duì)能量的概念有初步的認(rèn)識(shí)。接著列舉了風(fēng)、流水等能夠做功，以便使學(xué)生對(duì)運(yùn)動(dòng)物體具有能量形成比較清楚的具體印象，同時(shí)也為講水能和風(fēng)能的利用埋下伏筆。由此引出了動(dòng)能的概念，用實(shí)驗(yàn)說明動(dòng)能的大小跟速度、質(zhì)量的關(guān)系，能夠培養(yǎng)學(xué)生的觀察分析能力，勢能的教學(xué)也是從做功的角度先引入勢能概念，再由實(shí)驗(yàn)或觀察生活中的現(xiàn)象學(xué)習(xí)決定勢能大小的因素。教材分析 本節(jié)教材首先在學(xué)生學(xué)過的功的知識(shí)的基礎(chǔ)上，直接從功和能的關(guān)系引入了能量的初步概念，不追求嚴(yán)密性這是因?yàn)槌踔兄灰髮W(xué)生對(duì)能量的概念有初步的認(rèn)識(shí)教材列舉了風(fēng)、流水等能夠做功，以便使學(xué)生對(duì)運(yùn)動(dòng)物體具有能量形成比較清楚的具體印象，同時(shí)也為講水能和風(fēng)能的利用埋下伏筆由此引出了動(dòng)能的概念，用實(shí)驗(yàn)說明動(dòng)能的大小跟速度、質(zhì)量的關(guān)系，能夠培養(yǎng)學(xué)生的觀察分析能力，勢能的教學(xué)也是從做功的角度先引入勢能概念，再由實(shí)驗(yàn)或觀察生活中的現(xiàn)象學(xué)習(xí)勢能的大小的決定因素最后，教材給出了機(jī)械能的概念，并指出動(dòng)能、勢能、機(jī)械能的單位和功的單位相同，都是焦耳. 三維目標(biāo)1知識(shí)與技能：（1）能通過實(shí)例從做功的角度描述能量。能說出能量與做功的關(guān)系。記住能的單位。 （2）能利用實(shí)例或?qū)嶒?yàn)初步認(rèn)識(shí)動(dòng)能、勢能的概念，并能運(yùn)用其解釋相關(guān)的現(xiàn)象。 （3）能通過實(shí)驗(yàn)探究，了解動(dòng)能、勢能的大小跟哪些因素有關(guān)。2過程與方法（1）通過觀察認(rèn)識(shí)動(dòng)能勢能的存在，通過歸納概括得到動(dòng)能勢能的概念。（2）在了解動(dòng)能、勢能的大小跟哪些因素有關(guān)的活動(dòng)中，學(xué)會(huì)用科學(xué)探究的方法研究物理問題。3情感態(tài)度與價(jià)值觀（1）具有從能量的角度分析物理問題的意識(shí)。（2）通過科學(xué)探究，使學(xué)生經(jīng)歷基本的科學(xué)探究過程，學(xué)習(xí)科學(xué)探究方法，發(fā)展初步的科學(xué)探究能力，形成尊重事實(shí)、探索真理的科學(xué)態(tài)度重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：影響動(dòng)能和勢能大小的因素。難點(diǎn)：弄清物體具有能是什么原因形成的。教學(xué)方法首先在學(xué)生學(xué)過的功的知識(shí)的基礎(chǔ)上，直接從功和能的關(guān)系引入了能量的初步概念，不追求嚴(yán)密性，這是因?yàn)槌踔兄灰髮W(xué)生對(duì)能量的概念有初步的認(rèn)識(shí)。接著列舉了風(fēng)、流水等能夠做功，以便使學(xué)生對(duì)運(yùn)動(dòng)物體具有能量形成比較清楚的具體印象，同時(shí)也為講水能和風(fēng)能的利用埋下伏筆。由此引出了動(dòng)能的概念，用實(shí)驗(yàn)說明動(dòng)能的大小跟速度、質(zhì)量的關(guān)系，能夠培養(yǎng)學(xué)生的觀察分析能力，勢能的教學(xué)也是從做功的角度先引入勢能概念，再由實(shí)驗(yàn)或觀察生活中的現(xiàn)象學(xué)習(xí)決定勢能大小的因素法。儀器材料多媒體課件、木塊、彈簧、橡皮筋、斜槽、不同質(zhì)量的鋼球、玻璃球等。教學(xué)流程設(shè)計(jì)一、導(dǎo)入新課當(dāng)一個(gè)力作用在物體上，物體在這個(gè)力的作用下，沿力的方向上通過了一段距離，這個(gè)力的作用有了成效，就說這個(gè)力做了功。演示：用手推動(dòng)木塊，使木塊運(yùn)動(dòng)一段距離。在此過程中，手的推力是否做了功？出示斜槽，并演示鋼球從斜槽上滾下，在水平桌面上撞擊木塊，使木塊移動(dòng)了一段距離。讓學(xué)生分析碰撞過程中，做沒做功?利用學(xué)生分析的結(jié)果“鋼球?qū)δ緣K做了功”引入能量的概念：一個(gè)物體能夠做功，我們就說它具有能量。可見物理學(xué)中，能量和功有著密切的聯(lián)系，能量反映了物體做功的本領(lǐng)。不同的物體做功的本領(lǐng)也不同。一個(gè)物體能夠做的功越多，表示這個(gè)物體的能量越大。物體具有能量的形式是多種多樣的，以后我們將逐步認(rèn)識(shí)各種形式的能量。（設(shè)計(jì)意圖：功和能有密切聯(lián)系，從做功直接引入能的概念。并為下面設(shè)計(jì)探究影響動(dòng)能大小的因素做好了鋪墊。）二、動(dòng)能演示鋼球撞擊木塊能夠做功，若將鋼球靜止停靠在木塊一側(cè)，鋼球還能夠?qū)δ緣K能夠做功嗎？(邊講邊演示)。讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到只有運(yùn)動(dòng)的鋼球才能推動(dòng)木塊做功?？偨Y(jié)出動(dòng)能概念：物體由于運(yùn)動(dòng)而能夠做功，它們具有的能量叫做動(dòng)能。引導(dǎo)學(xué)生廣泛地列舉事例，說明運(yùn)動(dòng)的空氣、水和各種物體都能夠做功，而具有動(dòng)能。概括出“一切運(yùn)動(dòng)的物體都具有動(dòng)能”。狂風(fēng)能撼動(dòng)大樹，而微風(fēng)只能搖動(dòng)樹葉，說明動(dòng)能有大有小，你能猜想一下動(dòng)能的大小可能與什么因素有關(guān)？現(xiàn)在我們要利用桌上的斜面、小球、木塊來探究動(dòng)能的大小與物體的質(zhì)量、運(yùn)動(dòng)的速度有怎樣的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)前，我們先思考幾個(gè)問題：（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)如何比較動(dòng)能的大??？（2）動(dòng)能的大小可能與兩個(gè)或兩個(gè)以上的因素有關(guān)，在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)如何具體操作？（3）研究動(dòng)能與質(zhì)量關(guān)系時(shí)，應(yīng)該改變哪一個(gè)物理量？應(yīng)該讓哪一個(gè)物理量不改變？如何控制質(zhì)量不同的小球撞擊物體時(shí)的速度相同？（4）研究動(dòng)能與速度關(guān)系時(shí)，應(yīng)該改變哪一個(gè)物理量？應(yīng)該讓哪一個(gè)物理量不改變？如何控制質(zhì)量相同的小球撞擊物體的速度不同？（5）設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)步驟，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。讓學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)后得出結(jié)論：質(zhì)量相同時(shí)，速度越大的物體具有的動(dòng)能越大；速度相同時(shí)，質(zhì)量越大的物體具有的動(dòng)能越大；物體的動(dòng)能與物體的速度和質(zhì)量有關(guān)，速度越大，質(zhì)量越大，物體具有的動(dòng)能就越大。（設(shè)計(jì)意圖：運(yùn)用事例對(duì)比進(jìn)行思考，學(xué)生易于接受新知識(shí)。）三、重力勢能演示：木塊靜止放在水平桌面上，問：木塊受到重力，重力對(duì)木塊做功嗎？怎樣才能使重力對(duì)木塊做功？讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到物體被舉高而具有能量，這種能量與重力有關(guān)，物理學(xué)叫做重力勢能。思考：木塊和鉛球都被舉高，它們具有的重力勢能相同嗎？在此基礎(chǔ)上，讓學(xué)生思考：（1）重力勢能可能與什么因素有關(guān)？（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)如何比較重力勢能的大?。浚?）你應(yīng)該采用什么實(shí)驗(yàn)方法來探究？（4）設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)步驟，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。學(xué)生實(shí)驗(yàn)后得出結(jié)論：物體被舉的高度相同時(shí)，質(zhì)量越大的物體具有的重力勢能越大；質(zhì)量相同時(shí)，舉得越高的物體具有的重力勢能越大；物體的重力勢能與物體的被舉的高度和質(zhì)量有關(guān)，被舉的高度越大，質(zhì)量越大，物體具有的動(dòng)能就越大。（設(shè)計(jì)意圖：有了前面研究動(dòng)能的實(shí)驗(yàn)做基礎(chǔ)，再學(xué)習(xí)研究重力勢能的實(shí)驗(yàn)變得較為容易，教師適當(dāng)點(diǎn)播即可。）四、彈性勢能（教師邊演示，邊講授）一個(gè)彈簧，把一個(gè)砝碼放在彈簧上的小木板上，用力將彈簧壓縮，使其發(fā)生彈性形變。此時(shí)，彈簧靜止，沒有動(dòng)能。彈簧也沒有被舉高，也沒有重力勢能?？墒谴蠹蚁胂螅瑥椈赡懿荒茏龉Γ靠偨Y(jié)：被壓縮的彈簧也具有能。這種能區(qū)別于動(dòng)能和重力勢能，它是由于物體發(fā)生了彈性形變而具有的能。所以，發(fā)生彈性形變的物體具有的能叫彈性勢能。物體在很多情況下都具有彈性勢能。射箭用的弓被拉滿時(shí)產(chǎn)生彈性形變，具有彈性勢能。鐘表的發(fā)條在卷緊時(shí)具有彈性勢能，通過做功來帶動(dòng)鐘表機(jī)件正常轉(zhuǎn)動(dòng)。讓學(xué)生表演用橡皮筋彈射紙彈的游戲。用不同的力使橡皮筋形變程度不同，觀察紙彈彈射的距離有何不同？指出：物體的彈性勢能的大小跟形變大小有關(guān)，彈性形變越大，它具有的彈性勢能越大。重力勢能和彈性勢能都叫做勢能（設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生親自參與實(shí)驗(yàn)，體會(huì)物理就在身邊。）五、動(dòng)能和勢能拓展1、機(jī)械能：讓學(xué)生分析靜止在桌面上的鋼球是否具有能量?(具有重力勢能)繼而讓學(xué)生分析在桌面上滾動(dòng)的鋼球具有什么能?通過分析得知滾動(dòng)的鋼球既有動(dòng)能，又有勢能。2、動(dòng)能和勢能統(tǒng)稱為機(jī)械能。一個(gè)物體既有動(dòng)能，又有勢能，那么動(dòng)能和勢能的和就是它的總機(jī)械能。3、能量的單位：從前面的討論，我們可以認(rèn)識(shí)到能量是跟做功有密切聯(lián)系的概念，能量反映了物體具有做功的本領(lǐng)，能量的大小可以用能夠做功的多少來衡量。因此，動(dòng)能、勢能和機(jī)械能的單位跟功的單位相同，也是焦耳。( 設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生對(duì)動(dòng)能和勢能已經(jīng)有了全面的認(rèn)識(shí)，明白了動(dòng)能和勢能含義的基礎(chǔ)上，讓他們應(yīng)用課堂所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題。)七、布置作業(yè)八、板書設(shè)計(jì)一、動(dòng)能1、定義：物體由于運(yùn)動(dòng)而能夠做功，它們具有的能量叫做動(dòng)能2、決定因素：質(zhì)量相同時(shí)，速度越大的物體具有的動(dòng)能越大；速度相同時(shí)，質(zhì)量越大的物體具有的動(dòng)能越大；物體的動(dòng)能與物體的速度和質(zhì)量有關(guān)，速度越大，質(zhì)量越大，物體具有的動(dòng)能就越大。二、重力勢能1