《动能和势能》教学设计.docx

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《动能和势能》教学设计

《动能和势能》教学设计

课题：

动能和势能

授课人：

何国才

一、教材分析：

本节教材首先在学生学过的功的知识的基础上，直接从功和能的关系引入了能量的初步概念，不追求严密性。

这是因为初中只要求学生对能量的概念有初步的认识。

教材列举了风、流水等能够做功，以便使学生对运动物体具有能量形成比较清楚的具体印象，同时也为讲水能和风能的利用埋下伏笔。

由此引出了动能的概念，用实验说明动能的大小跟速度、质量的关系，能够培养学生的观察分析能力，势能的教学也是从做功的角度先引入势能概念，再由实验或观察生活中的现象学习势能的大小的决定因素。

在本节内容中教材未给出了机械能的概念。

重点介绍了动能、势能的概念及影响因素，能量、机械能、动能、势能、重力势能、弹性势能这些概念的包含与被包含关系模糊。

二、考点分析及考向解读：

考点1：

能量，动能及其决定因素。

（1）各类考试考查的方式主要为给出生活中常见物体所处的某种状态，让考生判断动能是否变化或如何变化，而能量虽然是一个重要的概念，但考查很少，题型以填空和选择为主。

解决问题的关键是紧扣决定动能大小的因素去分析，不要受其它干扰因素的影响，若物体的质量相同，则可比较速度，若物体的速度相同则可比较质量，若物体保持静止则其动能为零。

（2）有时也会利用动能的知识分析生活中的现象，此类题主要为简答题。

如为什么要对汽车进行限速、限重等。

分析此类问题要结合能量的概念，即物体具有的能量越大，能够对外做的功越多，也就越容易造成伤亡事故。

另外这一类的分析题还常常与惯性相联系。

考点2：

势能及其决定因素。

（1）重力势能的考查与动能类似，往往是给出生活中某种现象，让考生分析物体重力势能的大小或变化，而重力势能常常与动能一起考查，题型主要为选择和填空题。

解题的关键是紧扣决定重力势能大小的因素去分析，不要受其它干扰因素的影响，若物体的质量相同，则可比较高度；若物体的高度相同，则可比较质量；若物体相对参考面（在初中阶段，不要引入参考面的概念，解题时均默认地面为参考面）的高度为零，则重力势能为零。

（2）对于弹性势能，考查的较少，分析问题时可直接根据物体产生的弹性形变大小来判断，初中阶段一般不涉及发生形变物体弹性的劲度系数

考点3：

探究决定动能大小和重力势能大小的因素。

对实验的考查一般不难，主要是针对控制变量法考查，如给出实验的几种情况，选择可以证明其中一个结论的一组，或者设计简单的实验，证明其中的结论，题型以实验题为主。

解决的关键有三点：

其一，注意控制变量法，研究的因素应不同，未研究的因素应相同；

其二，注意等效法的应用，采用灵活的方式观察动能和重力势能的大小；

其三，速度对动能的大小影响更大些。

三、教学思路：

本节课的主体思路：

采用先统后分再统的思路，先从能量这一大概念入手，通过引导学生对能量进行分类得出动能、重力势能、弹性势能的概念，然后通过实验探究得出影响动能和势能的因素。

再在小结时通过引入机械能的概念，再次将动能和势能的概念统一为机械能。

以求在学习过程中对能量、机械能、动能、势能、重力势能、弹性势能的概念及相互间的包含与被包含关系有较清楚的认识。

同时以观察现象为过程方法线，在一定的情景下通过学生的活动解决问题，从而转化为学生的认知，通过针对训练把学生的认识运用到实际的生活中，从而提高学生的知识迁移能力。

四、教学用具：

动能和势能演示仪，橡皮筋，铅球。

教学目标

知识与技能

1、理解动能和势能的概念；

2、在探究实验中理解影响动能和势能的因素；

3、用能量的初步知识理解分析简单的实际问题。

过程与方法

1、通过观察认识动能、势能的存在；

2、通过归纳概括得到动能、势能的概念；

3、在讨论探究实验中总结影响动能、势能的因素。

情感、态度与价值观

通过探究实验和合作学习，培养学生严谨的科学心态，敢于探索创新的科学精神及交流合作的团队意识。

教学重点

正确理解动能和势能的概念，探究影响动能的因素。

教学难点

势能的概念

教师活动

学生活动

设计意图

实验引入并进行新课：

一、能量的概念：

1、演示实验：

①运动的小球推动物体做功

②被高举的小球对物体做功

③被压缩的弹簧将物体弹起做功

同时提出问题：

“运动的小球、被高举的小球、被压缩的弹簧有什么共同特征？

”

2、引导学生思考以下问题：

①说一个物体具有能，是不是说它一定做了功或正在做功？

比如：

挂在树枝上的苹果，虽然它没有下落做功，但是它能够做功吗？

它具有能量吗？

②一个物体能够做的功越多，是否表示这个物体的能量越大？

3、引导学生列举生活中哪些物体具有能量

思考、分析、比较、联想、交流，总结出运动的小球、被高举的小球、被压缩的弹簧的共同特征：

“它们都能做功”并与教师一起得出：

物体能够做功，我们就说它具有能量

思考、分析、联想、交流，得出：

说一个物体具有能，并不是说它一定做了功或正在做功，而是指它能够做功、可以做功。

一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。

联想、交流

从生活走向物理，用大量的实例，从功和能的关系引入能量的概念，从而将“能量”这一抽象的概念具体化

帮助学生正确理解能量的概念，同时培养他们严谨的科学心态

学以致用，培养学生观察能力从物理走向生活

二、动能和势能的概念

1、多媒体图文展示具有动能和势能的事例。

①在水平轨道上滚动的钢球

②被压弯的跳板

③天花板上的吊灯

④拉弯的弓

⑤上紧的发条

⑥被举高的重锤

⑦在地上滚动的足球

⑧放在课桌上的书本

⑨在水平公路上行驶的小汽车

同时提出问题：

这些物体具有能吗？

试对这些能量进行分类，说出分类依据。

在学生讨论基础上，将上述事例按动、势能进行分类，引入动、势能的概念。

2、引发学生对势能进行再分类得出重力势能和弹性势能的概念。

引导学生思考以下问题：

◎是不是只要发生形变的物体就会有弹性势能？

3、引导学生列举生活中具有动能、势能的例子

思考、分析、比较、联想、交流，找出这些事例所具有的共同特征，对它们进行分类，找出动能、势能的本质特征，得出动能和势能的概念。

思考、分析、比较、联想、交流，进一步得出重力势能和弹性势能的概念。

并一同得出结论：

并不是只要发生形变的物体就会有弹性势能，而要发生弹性形变的物体才具有弹性势能

联想、交流

从日常生活中的现象入手，培养学生兴趣

抓住事物的本质特征，有助于学生识别各种能量的形式学会利用分类法找出事物的本质区别培养学生处理信息的能力

学会利用分类法找出事物的本质区别培养学生进一步处理信息的能力及合作学习的能力

帮助学生正确弹性势能的概念，培养他们严谨的科学心态

培养学生观察能力，从物理走向生活

三、动能大小与什么因素有关

1、播放新闻，引发猜想：

①一铁路职工“中弹”昏倒

②火车“吻”肥猪，吻死一大片

2、引导学生根据猜想设计实验：

主要从三方面思考：

你要采用的实验方法是________；

你的探究步骤是______________；

你比较动能大小的标准是______。

提示学生在控制变量基础上，设计实验方案，并强调实验中要注意的问题

3、演示实验：

同一铁球从不同高度自由滚下撞击物体，观察比较物体的移动距离大小；不同铁球从同一高度自由滚下撞击物体，观察不叫物体的移动距离大小

4、用多媒体再现实验过程，引导学生比较得出结论

引导学生讨论P115想想议议

5、反馈练习

观察、联想，发现动能有大小，并猜想其影响因素

选择仪器，利用合理的方法设计实验方案

观察、分析、

交流、评估

分析交流

思考、分析、交流完成考点1

密切联系实际，从生活走向物理，大胆猜想，培养学生提取信息能力和敢于探索创新的科学精神

巩固运用“控制变量法”设计实验，探究多因素问题。

培养学生观察能力，分析问题、处理信息、归纳总结的能力

理论联系实际，从物理走向生活

培养学生知识迁移、举一反三的能力。

四、重力势能大小的影响因素

1、小实验引发学生猜想。

设问并演示：

用质量分别为4kg和4g的铅球和纸团，举高相同的高度释放，谁的破环力更大？

2、引导学生按上述实验探究过程，用教师提供的器材进行探究活动

3、演示实验

3、用多媒体再现实验过程，引导学生比较得出结论

4、反馈练习

观察、分析、交流发现重力势能有大小，并猜想其影响因素

选择仪器，利用合理的方法设计实验方案

观察、分析、

交流、评估

思考、分析、交流完成考点2

激发学生的探究热情

再次巩固运用“控制变量法”设计实验，探究多因素问题。

进一步培养学生观察能力，分析问题、处理信息、归纳总结的能力

培养学生知识迁移、举一反三的能力。

五、弹性势能大小的影响因素

1、通过小实验引发学生猜想：

用橡皮筋做成弹弓，弹射纸团。

2、引导学生设计实验

3、演示实验

4、多媒体再现实验过程，引导学生对比得出实验结论

观察、分析、交流发现弹性势能有大小，并猜想其影响因素

利用合理的方法设计实验方案

观察、分析、

交流、评估

发学生的探究热情

再次巩固运用“控制变量法”设计实验，探究多因素问题。

进一步培养学生观察能力，分析问题、处理信息、归纳总结的能力

综合拓展练习

思考、分析、交流完成考点3

培养学生知识迁移、举一反三的能力。

课堂小结：

按板书小结

讨论、交流心得

构建知识网络，形成知识体系

布置作业

《五星级》

培养学生应用知识的能力。

板书设计

动能和势能

《动能和势能》教学设计

一、教材分析

本节内容由“动能”“势能”两部分构成。

其中，动能、重力势能和弹性势能概念的引入均以能做功的物体具有能量的思想为基础。

教科书先简单介绍功和能的关系，然后通过大量实例让学生感受到动能、势能的存在。

影响动能和势能大小的因素是本节教学的重点，也是难点。

其中涉及测量量的转换问题。

教科书安排了相应的实验，让学生通过观察实验认识动能的大小与什么因素有关。

这个实验是进一步认识势能的基础，可以引导学生利用身边的器材设计实验，加强他们的实践体验。

二、教学目标

（一）知识与技能

1．能通过实例从做功的角度描述能量。

能说出能量与做功的关系。

记住能的单位。

2．能利用实例或实验初步认识动能、势能的概念，并能运用其解释相关的现象。

3．能通过实验探究，了解动能、势能的大小跟哪些因素有关。

（二）过程与方法

1．通过观察认识动能势能的存在，通过归纳概括得到动能势能的概念。

2．在了解动能、势能的大小跟哪些因素有关的活动中，学会用科学探究的方法研究物理问题。

（三）情感态度与价值观

1．具有从能量的角度分析物理问题的意识。

2．通过科学探究，使学生经历基本的科学探究过程，学习科学探究方法，发展初步的科学探究能力，形成尊重事实、探索真理的科学态度。

三、教学重难点

教学重点：

影响动能和势能大小的因素。

教学难点：

影响动能和势能大小的因素。

四、教学方法

首先在学生学过的功的知识的基础上，直接从功和能的关系引入了能量的初步概念，不追求严密性，这是因为初中只要求学生对能量的概念有初步的认识。

接着列举了风、流水等能够做功，以便使学生对运动物体具有能量形成比较清楚的具体印象，同时也为讲水能和风能的利用埋下伏笔。

由此引出了动能的概念，用实验说明动能的大小跟速度、质量的关系，能够培养学生的观察分析能力，势能的教学也是从做功的角度先引入势能概念，再由实验或观察生活中的现象学习决定势能大小的因素。

五、教学用具

多媒体课件、木块、弹簧、橡皮筋、斜槽、不同质量的钢球、玻璃球等。

六、教学过程

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

导入新课

（5分钟）

当一个力作用在物体上，物体在这个力的作用下，沿力的方向上通过了一段距离，这个力的作用有了成效，就说这个力做了功。

演示：

用手推动木块，使木块运动一段距离。

在此过程中，手的推力是否做了功？

出示斜槽，并演示钢球从斜槽上滚下，在水平桌面上撞击木块，使木块移动了一段距离。

让学生分析碰撞过程中，做没做功?

利用学生分析的结果“钢球对木块做了功”引入能量的概念：

一个物体能够做功，我们就说它具有能量。

可见物理学中，能量和功有着密切的联系，能量反映了物体做功的本领。

不同的物体做功的本领也不同。

一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。

物体具有能量的形式是多种多样的，以后我们将逐步认识各种形式的能量。

学生思考并回答，木块在推力的方向上通过了距离，推力做了功。

学生思考并回答，滚下的钢球撞击木块，对木块有力，并使木块移动了一段距离，钢球对木块做了功。

功和能有密切联系，从做功直接引入能的概念。

并为下面设计探究影响动能大小的因素做好了铺垫。

新课教学

（30分钟）

一、动能

刚才的实验中钢球撞击木块能够做功，若将钢球静止停靠在木块一侧，钢球还能够对木块能够做功吗？

（边讲边演示）。

让学生认识到只有运动的钢球才能推动木块做功。

总结出动能概念：

物体由于运动而能够做功，它们具有的能量叫做动能。

引导学生广泛地列举事例，说明运动的空气、水和各种物体都能够做功，而具有动能。

概括出“一切运动的物体都具有动能”。

狂风能撼动大树，而微风只能摇动树叶，说明动能有大有小，你能猜想一下动能的大小可能与什么因素有关？

现在我们要利用桌上的斜面、小球、木块来探究动能的大小与物体的质量、运动的速度有怎样的关系。

实验前，我们先思考几个问题：

（1）实验时如何比较动能的大小？

（2）动能的大小可能与两个或两个以上的因素有关，在实验中应如何具体操作？

（3）研究动能与质量关系时，应该改变哪一个物理量？

应该让哪一个物理量不改变？

如何控制质量不同的小球撞击物体时的速度相同？

（4）研究动能与速度关系时，应该改变哪一个物理量？

应该让哪一个物理量不改变？

如何控制质量相同的小球撞击物体的速度不同？

（5）设计出实验步骤，并进行实验。

让学生分组实验后得出结论：

质量相同时，速度越大的物体具有的动能越大；速度相同时，质量越大的物体具有的动能越大；物体的动能与物体的速度和质量有关，速度越大，质量越大，物体具有的动能就越大。

学生观察并分析回答，静止的钢球不能使木块移动，所以不能够对木块做功。

学生积极思考，并回答问题。

启发同学得出，动能的大小可能与物体的质量、运动的速度有关。

学生分析讨论后回答：

（1）使小球从斜面滑下，撞击平面上的物块，被撞物块的运动距离越长，运动小球所具有的动能就越大。

（2）采用控制变量法。

（3）应该使质量不同，让速度相同。

使小球分别从斜面的同一高度由静止滚下，就能使小球撞击物体时的速度相同。

（4）应该使质量相同，让速度不同。

取同一个小球从斜面的不同高度滚下。

就能使小球撞击物体时的速度不同。

运用事例对比进行思考，学生易于接受新知识。

风、流水等能够做功，以便使学生对运动物体具有能量形成比较清楚的具体印象，同时也为讲水能和风能的利用埋下伏笔。

运用转换和控制变量的思想设计并进行实验，培养学生科学探究能力。

二、重力势能

演示：

木块静止放在水平桌面上，问：

木块受到重力，重力对木块做功吗？

怎样才能使重力对木块做功？

让学生认识到物体被举高而具有能量，这种能量与重力有关，物理学叫做重力势能。

思考：

木块和铅球都被举高，它们具有的重力势能相同吗？

在此基础上，让学生思考：

（1）重力势能可能与什么因素有关？

（2）实验时如何比较重力势能的大小？

（3）你应该采用什么实验方法来探究？

（4）设计出实验步骤，并进行实验。

学生实验后得出结论：

物体被举的高度相同时，质量越大的物体具有的重力势能越大；质量相同时，举得越高的物体具有的重力势能越大；物体的重力势能与物体的被举的高度和质量有关，被举的高度越大，质量越大，物体具有的动能就越大。

学生分析思考：

木块静止放在水平桌面上，没有在重力方向上移动，此时重力不做功。

要让重力对木块做功，可以让木块举高后释放。

重力势能概念的引入也以能做功的物体具有能量的思想为基础。

有了前面研究动能的实验做基础，再学习研究重力势能的实验变得较为容易，教师适当点播即可。

三、弹性势能

（教师边演示，边讲授）一个弹簧，把一个砝码放在弹簧上的小木板上，用力将弹簧压缩，使其发生弹性形变。

此时，弹簧静止，没有动能。

弹簧也没有被举高，也没有重力势能。

可是大家想象，弹簧能不能做功？

总结：

被压缩的弹簧也具有能。

这种能区别于动能和重力势能，它是由于物体发生了弹性形变而具有的能。

所以，发生弹性形变的物体具有的能叫弹性势能。

物体在很多情况下都具有弹性势能。

射箭用的弓被拉满时产生弹性形变，具有弹性势能。

钟表的发条在卷紧时具有弹性势能，通过做功来带动钟表机件正常转动。

让学生表演用橡皮筋弹射纸弹的游戏。

用不同的力使橡皮筋形变程度不同，观察纸弹弹射的距离有何不同？

指出：

物体的弹性势能的大小跟形变大小有关，弹性形变越大，它具有的弹性势能越大。

重力势能和弹性势能都叫做势能。

学生观察到：

放开手，砝码被弹簧举起来，说明被压缩的弹簧能够做功，也具有能。

橡皮筋形变程度不同，纸弹弹射的距离不同，说明橡皮筋对纸弹的做功不同，进一步说明橡皮筋具有的弹性势能不同。

弹性势能概念的引入也以能做功的物体具有能量的思想为基础。

让学生亲自参与实验，体会物理就在身边。

课堂小结

（5分钟）

通过今天的学习，同学们有哪些收获？

在实验探究中又存在哪些问题？

还有什么想探究的问题？

学生可以个别回答，或相互交流，在交流的基础上进行学习小结。

促进知识的巩固掌握。

提升学生的交流表达能力。