设计课题：合理利用机械能第1课时教材版本：上海科学技术出版社课题年级：八年级第10章第6节【教学设计思路】一、 教材分析本节内容是学生第一次接触能量的概念，比较抽象。教材首先从日常生活、生产当中列举大量与能量有关的例子，如：风推动帆船运动、张开的弓可以把箭射出去等等，从而得能量的概念：物体能够对其它大的物体做功，就说该物体具有能量。又根据物体的状态不同，将机械能分为动能、重力势能、弹性势能。为了探究影响动能、重力势能的因素，教材安排了两个实验，直观形象的把研究的情形呈现出来。二、 学情分析学生学习物理才将近一年的时间，对物理来自于生活又服务于生活没有更深入的理解，所以在讲这一节时，要大量列举生活中学生熟悉的例子，慢慢体会、分析、总结什么是物理学中的机械能。为了让学生用准确的语言来描述物理知识，老师要做好引导的作用。因为学生还不具备丰富的物理知识，所以提出的问题应简单、易答。师生互动，在轻松愉快的氛围中完成本节课的学习。三、 教学理念本节内容比较抽象，教学要求不宜过高、过急，能量的概念在今后的教学中还会逐步深化。本节的教学特点是通过列举大量与机械能相关的例子来得出相应的结论。为了更好的完成本节课教学任务，我主要是通过实验探究的方式来理解影响动能和重力势能大小的因素。【教学目标】一、 知识与技能1. 建立能量的初步概念；理解动能、重力势能的概念及影响它们大小的因素；能用实例说明物体的动能和势能；知道弹性势能；知道机械能及其单位。2.初步了解动能、势能可以相互转化。二、过程与方法通过实验培养学生的观察、实验能力和分析概括能力。培养学生用能量观点分析问题的能力和意识。三、 情感态度与价值观1.通过学生之间的实验，能够进行合作与交流。2.在经历从许多与机械能相关的日常生活现象中归纳出动能和势能的概念的过程中，培养分析和归纳能力。3.体会透过众多的物理现象分析和归纳出本质的认识论的观点。4.体会物理就在身边【教学重点】1.实验探究动能大小跟哪些因素有关。2.实验探究重力势能大小跟哪些因素有关。3.理解转换法、控制变量法【教学难点】1.能的概念 2.对转换法的理解【教学资源】1. 媒体资源：多媒体课件、展示台、视频2. 演示用：铁锤、小钢球、小玻璃球、铅球、足球、玩具小飞机、自制滑轨、自制大型单摆装置3. 小组用：全班分为8个小组，6人一组，每组一个滑轨、三个小球、两支白板笔；一盆沙子、两个小方桌、三个废弃砝码由观察现象提出问题演示实验引入课题【教学流程图】举例，物体是否具有能量能量的概念演示推动物体运动影响动能大小的因素动能的概念和举例动能影响重力势能大小的因素重力势能重力势能的概念和举例弹性势能课堂小结课后作业【教学过程】教学环节主要教学过程学生活动创设情境引入新课 2分钟回顾什么是做功1分钟一、能量5分钟二、动能15分钟三、重力势能10分钟四、弹性势能2分钟五、机械能2分钟师：再过几天就是端午节了，老师给大家准备了两份特别的礼物，一份大的，一份小的；大家想要那一份呢？生：大的师：好的，一起来拆开礼物吧。（揭开铁架上的幕布）原来是个大铁球。看起来好重，谁想来感受下它的质量呢？（学生上台）生：大概有5千克师：该球有4千克，请将球放在脸部位置，如果释放铁球，该同学会有危险吗？生：可能会有师：这么危险的动作，还是让老师来冒险吧。（演示）提问：铁刚好没有撞到老师的脸部，老师毫发无损，这是为什么呢？带着疑问，进入我们今天的学习，10.6节 合理利机械能。（板书）师：前面我们已经学习了做功，大家回忆一下什么叫做功呢？生：有力作用的物体上，并再力的方向通过了一段距离，就说力对物体做了功。大家请看：（演示：手推动白板笔运动）笔在推力的作用下移动了一段距离，说明什么呢？生：说明手对笔做了功。师：在物理上，如果一个物体能够对其他物体做功，就说该物体具有能量。一 能量：1. 一个物体能对其他物体做功，就说该物体具有能量，简称能。举例：（1）风可以推动帆船做功，所以风具有能量（2）举高的重锤。当重锤从高处落下时能对其他物体做功，所以举高的重锤具有能量（3）张开的弓。张开的弓可以把箭射出去，所以张开的弓具有能量师：能够做功是要求物体一定要正在做功吗？生：不一定师：能够做功，指物体具有做功能力，不一定正在做功。过渡：具有能量的物体有静止的，也有运动的，把运动的物体具有的能量叫动能。二、 动能1.物体由于运动而具有的能量叫动能举例：老师的走路，所以老师具有动能，摆动的铁球也具有动能。同学们还知道生活中哪些物体具有动能呢？生：运动的汽车生：正在起飞的飞机师：凡是运动的物体都具有动能，只不过动能有大有小。那动能大小和什么因素有关呢？大家请看：微风只能吹动树叶，而狂风却能折断树枝。微风、狂风，什么不同呢？生：速度不同师：物体的速度不同，动能就不同，所以我们猜想动能大小可能和物体的速度有关。再看：飞来的足球可以用脚去踢，如果飞来一个铅球还敢去踢吗？生：不能师：足球和铅球，什么不同呢？生：质量不同师：质量不同，动能就不同，所以我们猜想动能可能和质量有关？要验证我们的猜想是否正确，应该采用？生：实验师：今天我们来研究小球的动能，请看：（演示：将小钢球从斜面静止释放，到底端推动笔）大家看到了什么现象呢？生：小钢球在运动师：还看到了什么？生：笔在推力的作用下移动了一段距离。师：非常好。没看清楚的，我们再来看一次动画，请看。小球从斜面上滚下来推动笔运动了一段距离，说明小球对笔做了功。那该怎样体现运动小球的动能大小呢？生：可以通过笔被推动的距离来体现。师：非常有想法。我们一起来分析下：用s表示笔通过的距离，如果距离越远，说明小球对笔做的功就越多，从而体现出小球的动能越大。这种研究方法叫什么呢？生：转换法师：转换法是一种间接研究问题的方法。如果要研究小球的动能和速度、质量的关系，又要采用什么研究方法呢？生：控制变量法师：如果要研究动能和速度的关系，控制谁不变，谁变化？生：控制质量不变，改变速度。师：具体该怎么实现呢？生：将质量不同的小球从斜面的不同高度释放，这样小球到底端的速度就不相同。师：若要研究动能和质量的关系，又要控制谁不变，谁变化？生：控制速度不变，改变质量师：具体又该怎么操作呢？生：将质量不同的小球从相同高度静止释放师：同学们都清楚该怎么操作了吧。请同学们利用老师所给的实验器材：一个滑轨，三个小球，两支笔，完成实验，并将实验现象和实验结论写在学案上，注意给大家的温馨提示，实验时间三分钟，开始实验。（学生操作实验）师：实验结束，那个小组愿意上台分享下你们的实验过程呢？（请两个学生上台，一个说一个演示。）师：在同学的共同努力下，我们探究出了今天的第一个成果，一起来总结下：（1） 当质量一定时，速度越大， 则动能越大（2） 当速度一定时，质量越大，则动能越大师：通过实验，我们知道了动能和速度和质量有关。学习了动能，可以帮我们解决很多的问题：请看，这是一个高速公路的限速牌，请同学们利用动能的知识，思考以下两个问题：（1）为什么要对车辆限速？（2）在同样的道路，不同大小的车辆为什么限速不同？生：如果车子的速度太大了，动能就更大，容易发生交通事故。质量越大的车，如果速度也很大，则动能就太大了，存在安全隐患。师：如果汽车在这样的路段上行驶，就更要限速了。运动子啊悬崖上的汽车，除了动能，还有其他形式的能量吗?生：可能会有。师：在物理上，物体由于高度位置而具有的能量，叫重力势能。三、 重力势能1.物体由于高度位置而具有的能量如：悬挂的铁球具有重力势能、高耸的石块、树上的苹果、举高的重锤都具有重力势能。师：举高的实心球具有重力势能。（演示：将球放在某个同学的头上，）你为什么要躲呢？生：怕球落下来砸到我的头。师：（将实心球和足球举高）实心球、足球都具有重力势能，谁的更大呢？生：实心球师：为什么？生：质量大师：我们猜想重力势能和物体的质量有关，如果将实心球举得越高，砸到沙面上时，砸出的坑就会？生：砸出的坑就越深师：我们又猜想重力势能和物体被举的高度有关。通过分析我们猜想重力势能和质量、高度有关。那我们的猜想是否合理呢，又要通过什么来探究呢？生：实验师：下面我们来研究废弃砝码的重力势能。老师给每个小组准备了三个砝码，其中有两个相同，一盆沙子，两个相同高度的小方桌。请同学们先思考怎么通过实验来体现高处砝码的重力势能？（学生思考并回答）生：可以通过高处砝码落到桌面上，看桌腿的下陷的深度来反应高处砝码的重力势能。师：非常有想法。大家请看：（放动画）高处的砝码落到桌面上，推动桌腿向下移动了一段距离，说明砝码对桌子做了功，如果做的功越多，桌腿下陷得越深。所以，可以通过桌腿的下限深度来反应高处砝码的重力势能。这种研究方法叫什么呢？生：转换法师：若要研究砝码的重力势能和质量和高度的关系，又要什么研究方法呢？生：控制变量法师：具体该怎么控制呢，一起来分析下。当研究重力势能和质量关系时，要控制高度不变，改变质量。当研究重力势能和高度关系是，要控制质量不变，改变高度。师：请同学们利用老师所给的实验器材，完成实验探究，注意温馨提示，并将实验结论写在学案上，时间2分钟，开始实验。（学生分组实验）师：实验结束，那个小组愿意分享下你们的实验结论呢？生：当高度一定时，质量越大，重力势能就越大。当质量一定时，被举得越高，重力势能越大。师：这是我们今天探究的第二个成果。高空抛物被称为城市上空的病，来看一个鸡蛋的威力。从4楼落下来，能使头皮红肿；从8楼落下，能使头皮破裂；从18楼落下，将砸碎头骨；从25楼落下来，当场死亡。了解了这一些，我们就要养成好的生活习惯，严禁高空抛物。师：同学们今天表现特别棒，所以老师准备送出第二件礼物，（出示礼物）只是什么？生：玩具小飞机师：现在老师想让小飞机运动起来，怎么办呢？生：推一下师：很好。还可以这样，向后拉绳子，大家看到了什么？生：小飞机运动起来了。师：大家想不想知道为什么小飞机会运动呢，咱们拆开看看里面的结构吧。（打开外壳）师：我们看到有一圈像盘香一样的弹簧。当向后拉绳子时，里面的探究收缩，发生形变。发生形变的弹簧是否具有能量呢？生：有师：这种物体发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能。在拉弓射箭时，如果弓张得越满，能把箭射得越远。所以弹性势能和物体的形变程度有关，形变程度越大，则弹性势能就越大。师：重力势能和弹性势能统称为势能，又把势能和动能称为机械能。机械能是一种最常见、最普遍的能量形式。有的物体具有动能，有的具有重力势能。有的可能同时具有势能和动能。如：我们的c919飞机在飞行时，在运动，所以具有动能；又离地面有一定的高度，所以具有重力势能。师：咱们的课已接近尾声，有没有同学想再来体验下铁球实验的呢？（学生上台）游戏规则：两个同学站在铁架的两则，一个站立不动，另一个把铁球拉到一定的高度，释放要求：1、必须保证对方同学的安全；2、但游戏要惊险刺激。师：开始实验。大家看到了什么？生：球没有撞到对方同学师：下面，我们来分析下铁球在摆动过程中的机械能变化情况：以摆动的最低点为参考点，摆到最高点时重力势能最大，最低点时，动能最大。从最高点到最低点的过程中，高度在减小，所以重力势能在减小，减小的重力势能那里去了呢？生：可能转化成了动能。师：说明动能和重力势能可以相互转化。能量转化的形式还有很多种，同学们可以课后思考下还有那些形式的能量可以相互转化。师：请同学们来总结下今天所学的内容。（学生总结）师：今天的作业-完成学案上的三个思考题。学生通过观察实验现象，产生疑问，进入新课的学习学生亲自感受铁球的重力学生带着问题进入新课学生通过分析例子认识到具有能量的物体不一定正在做功，只需要具有做功的本领。学生列举生活中大量具有动能的物体，加深对动能概念的理解学生观察老师的演示实验总结出-转换法的研究方法师生共同分析控制变量法中的不变量和变量学生利用老师提供的实验器材，完成实验探究，时间是3分钟通过回答问题理解影响动能的两个因素师生共同分析例子猜想影响重力势能的两个因素，质量和高度学生进行实验操作，时间2分钟，并总结实验结论通过了解一颗鸡蛋的威力，来意识到高空抛物的危害。学生观察老师提供的玩具小飞机，在桌面上运动，产生疑问：为什么会运动？内部结构是怎样的？学生再次上台体验单摆实验，增加学习的兴趣自主总结1分钟学生分组讨论后，请同学谈谈今天上课的收获：如：机械能包括哪些形式的能量？学习了重力势能，要养成怎样的生活习惯？作业设计课后思考学案上的三个问题：1、在单摆实验中，动能和势能都在发生变化。动能变小时， 重力势能变大；重力势能变大时， 动能变小；说明动能和重力可以相互转化。课后大家思考还有哪些形式的能量可以相互转化呢？2、飞机在加速起飞升空的过程，动能_______;重力势能_________;当在高空水平匀速飞行时，若向某灾区空投物资，动能_________.重力势能__________. 3、蹦蹦杆是小孩喜欢玩的一个游戏，其结构如图。当小孩依靠自身重力落到最低点时，动能_______;弹簧被压到最短，其弹性势能___________;当小孩被反弹到最高点时，其重力势能_________. 板书设计第10.6节 合理利用机械能（第1课时）一、物体能够做功 具有能量 单位：焦耳（J）质量动能二、机械能速度质量重力势能势能速度弹性势能-形变程度教学反思1课堂气氛十分活跃，学生也发现：“物理可以这样快乐中学”，在环环相扣、大家动手的氛围中，学生学起来轻松，就很容易达到了教学目的。2通过有效问题串设置，层层推进，更容易调动他们的求知欲与积极性。将课堂知识点的过渡设计得巧妙自然，使学生没有生硬的灌输学习感觉。3生动的形式，是本堂课成功的一大条件。充分应用多媒体，精心设计互动情景，演示、观察、归纳、讨论和多媒体应用等多种方法相结合，达到了最佳的学习效果。4在理念上，本堂课强调知识形成的过程及科学的方法，通过“概括”、“转换”等科学方法的应用与介绍，使学生在思维上更加放开，更加主动，形成本课的一大收获。5不足与改进措施：加强实践的课程，对老师的课堂控制能力有一定考验，道具准备、教学过程的设想、与学生交流的变数处理等等，都不能忽视，否则容易超时、赶时。课堂的知识，除小结外，一定要及时加强应用练习，才能让学生充分深刻掌握，坚持从实践到理论又回到实践中来，这是学习物理基本过程不能忘记。10