初二下冊(cè)物理（北京版）-機(jī)械能教案

教案教學(xué)基本信息課題機(jī)械能學(xué)科物理學(xué)段：初中年級(jí)初二教材書名：義務(wù)教育教科書《物理》八年級(jí)（全一冊(cè)）教學(xué)設(shè)計(jì)參與人員姓名單位聯(lián)系方式設(shè)計(jì)者實(shí)施者指導(dǎo)者課件制作者其他參與者教學(xué)目標(biāo)及教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)一、教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)課是北京師范大學(xué)出版社八年級(jí)物理教材第六章“功和能”中的內(nèi)容。本節(jié)學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容是機(jī)械能的知識(shí)，包含機(jī)械能概念、動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化及在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用。在物理學(xué)中，機(jī)械能一個(gè)重要概念，是初中生學(xué)習(xí)能量的起點(diǎn)，對(duì)學(xué)生認(rèn)識(shí)功、能量及學(xué)習(xí)其它能量有著不可替代的鋪墊和引導(dǎo)作用；機(jī)械能知識(shí)在整章中是壓軸的知識(shí)，是對(duì)本章知識(shí)的總結(jié)和提升，對(duì)于功、功率、功的原理和機(jī)械效率等知識(shí)，讓學(xué)生的認(rèn)識(shí)從力的角度提升到從能量這個(gè)新的角度，了解知識(shí)更加全面，更加透徹；同時(shí)機(jī)械能與我們的生活密不可分，在生活和生產(chǎn)應(yīng)用廣泛，更容易讓學(xué)生理解生活中的能量，樹立節(jié)能意識(shí)。學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容需要知道功的概念、動(dòng)能和勢(shì)能的有關(guān)知識(shí)，還需要學(xué)生具有觀察現(xiàn)象、運(yùn)用知識(shí)分析、解決問題、歸納總結(jié)等物理觀察能力和思維能力。二、學(xué)情分析本節(jié)課的教學(xué)對(duì)象為八年級(jí)的學(xué)生，他們具有一定的機(jī)械能相關(guān)的知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn)，具有初步分析解決問題能力，但對(duì)機(jī)械能的概念、轉(zhuǎn)化及功能關(guān)系沒有正確認(rèn)識(shí)，不清楚物體運(yùn)動(dòng)變化中機(jī)械能如何轉(zhuǎn)化，更不了解做功過程和機(jī)械能轉(zhuǎn)化之間的關(guān)系，所以在運(yùn)用機(jī)械能知識(shí)分析能量轉(zhuǎn)化需要多舉實(shí)例并及時(shí)的針對(duì)性指導(dǎo)。本節(jié)課要以知識(shí)為載體，關(guān)注生活生產(chǎn)中的機(jī)械能轉(zhuǎn)化，重視對(duì)分析能量轉(zhuǎn)化的方法指導(dǎo)及學(xué)生分析解決問題能力的培養(yǎng)。三、教學(xué)目標(biāo)分析1．知識(shí)與技能（1）知道機(jī)械能的概念。（2）能運(yùn)用機(jī)械能知識(shí)分析解決生活生產(chǎn)中動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化的額問題。（3）知道力對(duì)物體做功的過程就是動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化的過程。2．過程與方法經(jīng)歷“觀察現(xiàn)象——分析動(dòng)能、勢(shì)能變化——判斷動(dòng)能、勢(shì)能的轉(zhuǎn)化—判斷力對(duì)物體做功”的分析能量轉(zhuǎn)化過程，關(guān)注“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”，體驗(yàn)運(yùn)用物理知識(shí)解決問題過程中觀察、分析、比較、歸納等思想方法的運(yùn)用，會(huì)用物理知識(shí)和方法分析、解決生活中相關(guān)問題。3．情感態(tài)度與價(jià)值觀在分析生活、生產(chǎn)事例的能量轉(zhuǎn)化活動(dòng)中，初步養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，了解能量人類生存發(fā)展的重要作用，樹立生活中的節(jié)能意識(shí)。四、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)分析依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)內(nèi)容及學(xué)情分析，確定了本課的教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)。重點(diǎn)：分析物理現(xiàn)象中動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化。難點(diǎn)：分析復(fù)雜物理現(xiàn)象中的機(jī)械能轉(zhuǎn)化。教學(xué)過程(表格描述)教學(xué)環(huán)節(jié)主要教學(xué)活動(dòng)設(shè)置意圖引入機(jī)械能概念觀看實(shí)驗(yàn)：小球從斜面上滾下……思考問題：實(shí)驗(yàn)中存在哪些形式的能？物理學(xué)中把重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能、動(dòng)能統(tǒng)稱為機(jī)械能。利用實(shí)驗(yàn)吸引學(xué)生關(guān)注，通過問題啟發(fā)學(xué)生思考，從而引入新的概念。通過觀察和分析實(shí)驗(yàn)情境，突出主要特征，側(cè)重概念的建構(gòu)過程。利用實(shí)驗(yàn)分析動(dòng)能與重力勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化問題：有的同學(xué)還發(fā)現(xiàn)，小球在軌道斜面向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球既有動(dòng)能又有重力勢(shì)能，此時(shí)小球的總機(jī)械能怎樣計(jì)算呢？把小球的這兩種能量加在一起就得到它的總機(jī)械能。物體具有的總機(jī)械能就等于動(dòng)能與勢(shì)能之和。問題：小球在斜面向下運(yùn)動(dòng)的過程中動(dòng)能和勢(shì)能的大小是一成不變的嗎？要想判斷動(dòng)能和勢(shì)能的大小就要知道他們的影響因素如何變化。我們來回顧一下相關(guān)知識(shí)，機(jī)械能包括動(dòng)能和勢(shì)能，勢(shì)能包括重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能。動(dòng)能的大小與物體質(zhì)量和物體速度有關(guān)，且物體的質(zhì)量越大，速度越大動(dòng)能就越大。重力勢(shì)能大小與物體質(zhì)量和物體被舉得高度有關(guān)，且物體的質(zhì)量越大，被舉的高度越高重力勢(shì)能就越大。彈性勢(shì)能與彈性物體發(fā)生的彈性形變程度有關(guān)，彈性形變程度越大彈性勢(shì)能就越大。我們一起來分析：小球向下運(yùn)動(dòng)過程中，是重力做功的過程，小球的質(zhì)量不變，高度降低，具有的重力勢(shì)能減小。問題：減小的重力勢(shì)能到哪里去了？我們發(fā)現(xiàn)小球向下運(yùn)動(dòng)越來越快，速度增加，具有的動(dòng)能增加。這說明小球減小的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化成了增加的動(dòng)能。問題：重力勢(shì)能可以轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，動(dòng)能能否轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能呢？有的同學(xué)想到了剛才實(shí)驗(yàn)中，小球沿斜面向上運(yùn)動(dòng)過程中，是克服重力做功的過程，小球的質(zhì)量不變，高度增加，具有的重力勢(shì)能增加。小球向上運(yùn)動(dòng)越來越慢速度減小，動(dòng)能減小。說明小球減小的動(dòng)能轉(zhuǎn)化成了增加的重力勢(shì)能。根據(jù)以上兩次實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析可以得知，小球沿斜面向下運(yùn)動(dòng)，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化動(dòng)能，小球沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能轉(zhuǎn)化重力勢(shì)能，說明動(dòng)能和重力勢(shì)能之間可以相互轉(zhuǎn)化。通過分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生用所學(xué)知識(shí)分析、解釋物理問題，培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析方法。利用實(shí)驗(yàn)分析動(dòng)能與彈性勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化問題：請(qǐng)同學(xué)們思考動(dòng)能和彈性勢(shì)能是否可以相互轉(zhuǎn)化呢？同學(xué)們想到了小球撞擊彈簧的過程。小球在撞擊彈簧的過程，是小球?qū)椈墒┘右粋€(gè)壓力，使彈簧沿壓力方向被壓縮，即小球?qū)椈勺龉Γ∏虻乃俣葴p小動(dòng)能減小，而彈簧的形變程度越來越大，彈簧的彈性勢(shì)能增加，說明小球減小的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈簧增加的彈性勢(shì)能。而彈簧將小球彈出的過程，是彈簧對(duì)小球做功的過程，彈簧的彈性勢(shì)能減小，小球的動(dòng)能增加，彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小球動(dòng)能?？磥韯?dòng)能和彈性勢(shì)能之間也可以相互轉(zhuǎn)化。分析解決機(jī)械能轉(zhuǎn)化問題接下來我們通過具體實(shí)驗(yàn)和實(shí)例來研究動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化。1.請(qǐng)同學(xué)們觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，思考：單擺在擺動(dòng)的過程中的能量轉(zhuǎn)化？2.觀看滾擺的實(shí)驗(yàn)，思考滾擺在運(yùn)動(dòng)過程中有怎樣的能量轉(zhuǎn)化？動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化在生活中是很常見的，我們先來說說動(dòng)能和重力勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化的實(shí)例。3.用小球來模擬過山車，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，問題：分析出小球在上下翻騰過程的能量轉(zhuǎn)化？過山車?yán)脛?dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化讓人體驗(yàn)短時(shí)間內(nèi)速度與高度的不斷變化來尋求刺激與快樂。請(qǐng)同學(xué)們列舉出動(dòng)能和重力勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化的實(shí)例。4.激流勇進(jìn)、玩滑梯5.蕩秋千6.勘探車上的打擊重錘、人工打夯使用過程中接下來我們說說動(dòng)能和彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化的實(shí)例。7.機(jī)械鬧鐘、上弦的八音盒工作時(shí)8.射箭過程9.跳水過程我們可以利用動(dòng)能和彈性勢(shì)能的轉(zhuǎn)化做個(gè)小玩具。11.小制作：帶螺旋槳的小船12.會(huì)“爬坡”的塑料瓶通過分析生活生產(chǎn)中物理現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生用所學(xué)知識(shí)分析、解釋物理問題，培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、理論聯(lián)系實(shí)際能力和物理思維。培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注生活，熱愛物理。利用實(shí)例分析和小制作，保持學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到物理和生活的緊密聯(lián)系，關(guān)注生活，關(guān)注物理?？偨Y(jié)動(dòng)能和勢(shì)能間的相互轉(zhuǎn)化規(guī)律問題：動(dòng)能和勢(shì)能間的相互轉(zhuǎn)化有什么規(guī)律嗎？回顧單擺的實(shí)驗(yàn)。非常短的時(shí)間內(nèi)，小球擺動(dòng)到最右端（C點(diǎn)）的高度與小球在左端最初靜止時(shí)（A點(diǎn)）的高度近似相同。如果不考慮阻力等因素的影響，機(jī)械能總量保持不變，動(dòng)能和重力勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化。單擺長時(shí)間擺動(dòng)，到達(dá)的高度逐漸降低，機(jī)械能的總量逐漸減小，最終會(huì)停下來。問題：單擺為什么會(huì)停下來呢？因?yàn)槭艿搅丝諝庾枇?，阻力做功即摩擦做功，減小的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。機(jī)械能與其他形式的能量相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能總量發(fā)生改變。大量的研究結(jié)果表明，如果只有動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，盡管動(dòng)能、勢(shì)能的大小會(huì)變化，但機(jī)械能的總和不變，或者說，機(jī)械能是守恒的。舉例，小鋼球從某一高度自由下落，忽略空氣阻力的作用，小鋼球的機(jī)械能守恒。通過總結(jié)規(guī)律，使學(xué)生對(duì)知識(shí)和應(yīng)用得到提升，培養(yǎng)學(xué)生反思、總結(jié)的良好習(xí)慣。了解機(jī)械能與其他形式的能可以相互轉(zhuǎn)化機(jī)械能之間可以相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能也可以