日期:2022-02-19
這是機械能守恒定律教學設計,是優秀的物理教案文章,供老師家長們參考學習。
一、教學目標
【知識與技能目標】
1.理解動能、勢能的相互轉化。
2.能解釋一些有關動能、重力勢能、彈性勢能之間相互轉化的簡單物理現象。
【過程與方法目標】
通過觀察和實驗認識動能和勢能的轉化過程。
【情感態度價值觀目標】
通過學習機械能守恒定律,培養學生的科學態度。
二、教學重、難點
【重點】
理解動能、勢能的相互轉化。
【難點】
理解動能、勢能的相互轉化。
三、教學過程
環節一:導入新課
1.我們已經學習過關于能量的轉化,請問電燈工作的時候,能量是怎么轉化的?風力發電機工作的時候,能量是怎么轉化的?水利發動機工作的時候,能量是怎么轉化的?電動機工作的時候,能量是怎么轉化的?學生討論回答。
2.創設情境
老師操作溜溜球,吸引學生注意力,并切入主題。教師先通過提出一個關于能量轉化的問題,引起學生思考,并由所設計的情景,將學生引入學習。老師提問:為什么溜溜球在松手后能夠不停的上下運動呢?這需要大家自己探究。
環節二:建立概念
1.想想做做:滾擺實驗
出示滾擺,并簡單介紹滾擺的構造及實驗的做法。事先應在擺輪的側面某處涂上鮮明的顏色標志,告訴學生觀察顏色標志,可以判斷擺輪轉動的快慢。
如果實驗室滾擺數量不夠,可讓學生自制。做實驗前,應讓學生明確要觀察的物理現象,著重點放在能量的轉化過程。做實驗時,要讓學生觀察清楚:滾擺下降時,位置越來越低,速度越來越大;滾擺上升時,位置越來越高,速度越來越小。再引導學生認識勢能向動能轉化,動能向勢能轉化的過程。由于有阻力,滾擺上升的最大高度將逐漸減小。對此,教學時不要明確指出,以免影響學生對動能和勢能相互轉化的理解。
老師展示、引導學生復述并分析實驗中觀察到的現象。開始釋放擺輪時,擺輪在最高點靜止,此時擺輪只有重力勢能,沒有動能。擺輪下降時其高度降低,重力勢能減少;擺輪旋轉著下降;而且越轉越快,其動能越來越大。擺輪到最低點時,轉動最快,動能最大;其高度最低,重力勢能最小。在擺輪下降的過程中,其重力勢能逐漸轉化為動能。仿照擺輪下降過程的分析,得出擺輪上升過程中,擺輪的動能逐漸轉化為重力勢能。
單擺實驗。
綜述實驗單擺和滾擺,說明動能和重力勢能是可以相互轉化的。
彈性勢能和動能的相互轉化。得出:動能和彈性勢能也是可以相互轉化的。
自然界中動能和勢能相互轉化的事例很多。
2. 機械能
動能和勢能可以相互轉化,我們把動能和勢能統稱為機械能。物體在運動時具有動能,勢能是存儲著的能量。一個物體可以有動能,也可以有勢能。如果只有動能和勢能相互轉化,機械能是守恒的。
想想做做:有條件的可以讓每個學生都試一試,在實踐中討論并回答問題。
3. 人造衛星
可以讓學生自學課文,了解人造衛星在環繞地球運轉時的能量轉化。重點解釋勢能的大小取決于距離地球的遠近。在近地點,勢能小,則動能大,也就是運行速度大。在遠地點,勢能大,動能就小,也就是運行速度小。
環節三:小結
請同學們總結一下,本節課你學到了哪些知識,有哪些收獲?
四、板書設計
五、教學反思
以上是《機械能及其轉化》教學設計,希望對各位考生有所幫助。
教學目標
1、通過案例分析了解能量的初步概念,通過實驗探究理解動能及影響動能大小的因素,能利用能量的初步知識分析簡單的生活實際問題。
2、經歷實驗探究,通過觀察、分析、討論、交流,加深對影響動能因素的理解,培養學生基本的科學探究素養,能書面或口頭表述自己的觀點,能與他人交流,有自我反思和聽取意見的意識,有一定的語言表達能力。
3、經歷影響動能因素的探究過程,學會科學的探究方法,在探究合作的學習的過程中,培養學生嚴謹的科學態度,發展初步的科學探究能力,形成尊重事實、探求真理的科學態度,增強學生學習物理的興趣。
教學重點:動能及影響動能大小的因素。
教學難點:怎樣判斷物體有無能量。
教具:斜面,力學小車,砝碼,斜槽,鋼球,木塊等。
教學過程:
一、創設情境,引入新課
播放龍卷風的畫面,并從課本實例汽車限速問題引入新課。
演示鋼球從斜槽上滾下,在水平桌面上撞擊木塊的實驗。(讓學生觀察分析碰撞過程中)
鋼球對木塊做功了嗎?你是怎樣判斷的?
利用學生分析的結果“鋼球對木塊做了功”引入能量的概念:一個物體能夠對另一個物體做功,我們就說它具有能量。可見物理學中,能量和功有著密切的聯系,能量反映了物體做功的本領。(強調能夠做功,而不是正在做功)。
不同的物體做功的本領也不同。一個物體能夠做的功越多,表示這個物體的能量越大。
二、合作交流,探究新知
物體具有能量的形式是多種多樣的,以后我們將逐步認識各種形式的能量。剛才的實驗中鋼球撞擊木塊能夠做功,小球處于什么狀態?若將鋼球停靠在木塊一側(邊講邊演示),這時的鋼球還能推動木塊做功嗎?由此可見,鋼球運動時才能能推動木塊做功。引導學生觀察課本12-3、12-4圖(引出動能的概念)
(1)動能:物體由于運動而能夠做功,它們具有的能量叫做動能。
引導學生廣泛地列舉事例,說明運動的空氣、水和各種物體都能夠做功,而具有動能。概括出“一切運動的物體都具有動能。”
列舉事例說明:運動的物體具有的動能多少不盡相同。如狂風能吹倒大樹,而微風只能使樹枝搖動。這說明動能是有大小的,你能猜想一下影響動能大小的因素都有哪些嗎?(物體的質量、速度)你的依據(理由)是什么?
(2)探究影響動能大小的因素
通過猜想我們認為影響動能大小的因素不止一個,我們應該用什么樣的實驗
方法進行探究呢?(控制變量法)
我們怎樣控制小車的速度呢?(讓小車從同一高度滑下,運動到水平面上時,它們的速度相同)
我們怎樣判斷物體具有動能的大小?(轉換法,觀察木塊的移動情況)
如果要探究速度對動能的影響,誰能敘述一下實驗過程?(讓同一小車從斜面不同高度滑下,撞擊水平面上的木塊,觀察木塊被撞擊移動的距離,分析得出結論)
教師演示12-5圖實驗,學生觀察
你觀察到了什么?這說明了什么?
質量一定時,物體的速度越大,動能越大。(學生討論歸納)
誰能敘述一下探究質量影響動能的大小的實驗過程嗎?(讓不同小車從斜面同一高度滑下,撞擊水平面上的木塊,觀察木塊被撞擊移動的距離,分析得出結論)
教師演示12-6圖實驗,學生觀察
你觀察到了什么?這說明了什么?
速度一定時,物體的質量越大,動能越大。(學生討論歸納)
綜上所述:我們能得出怎樣的結論?
物體的動能大小與物體的質量和速度有關,速度越大,質量越大,物體所具有的動能就越大。(學生歸納)
想一想生活中還有拿下實力能支持以上結論?
三、知識遷移當堂訓練
1、以同樣速度行駛的大卡車和小轎車,的動能大,所以在同樣的道路
上,不同車型的限制車速是不同的,大卡車的最大行駛速度應比小轎車。
2、*、乙兩個物體處在同一個水平面,*得動能比乙的動能大,下列書法說法的是()
a.*的質量一定比乙大b.*的速度一定比乙大
c.*的做功本領一定比乙大d.以上說法都不對
四、感悟升華總結提升
本節課你有什么收獲?
五、板書設計
動能勢能機械能(第一課時)
能量的概念:探究影響動能大小的因素
一個物體能夠對另一個物體做功,實驗方法:控制變量法轉換法
這個物體就具有了能量。實驗結論:物體的動能的大小與物體
的速度和質量有關,速度越大,物體
具有的動能就越大。
(一)教學目標
1、知識與技能
(1)通過對滾擺實驗的分析,理解動能和重力勢能的相互轉化。
(2)通過引導學生舉例并解釋一些有關動能和重力勢能、**勢能相互轉化的簡單物理現象,理解動能和勢能可以相互轉化。
2、過程與方法
(1)培養學生運用能的轉化知識分析有關物理現象的轉化。
(2)培養學生從能量觀點分析問題的意識。
3、情感與價值觀
通過閱讀“科學世界”人造地球衛星,結合我國航天事業的發展,對學生進行愛國主義教育。
(二)教學重難點
1、重點:正確引導學生進行實驗,得出動能和勢能可以相互轉化的結論。
2、難點:組織、指導學生認真觀察滾擺實驗并進行分析、歸納,領會機械能守恒的條件。
(三)教學準備
滾擺,棉線,鐵鎖,人造衛星掛圖。
(四)教學過程
1.復習
手持粉筆頭高高舉起。以此事例提問:被舉高的粉筆具不具有能量?為什么?
2.引入新課
學生回答提問后,再引導學生分析粉筆頭下落的過程。首先提出,當粉筆頭下落路過某一點時,粉筆頭具有什么能量?(此時既有重力勢能,又有動能)繼而讓學生比較在該位置和起始位置,粉筆頭的重力勢能和動能各有什么變化?(重力勢能減少,動能增加)
3.進行新課
在粉筆頭下落的過程,重力勢能和動能都有變化,自然界中動能和勢能變化的事例很多,下面我們共同觀察滾擺的運動,并思考動能和勢能的變化。
實驗1:滾擺實驗。
圖14.5-1,出示滾擺,并簡單介紹滾擺的構造及實驗的做法。事先應在擺輪的側面某處涂上鮮明的顏*標志,告訴學生觀察顏*標志,可以判斷擺輪轉動的快慢。
引導學生復述并分析實驗中觀察到的現象。開始釋放擺輪時,擺輪在最高點靜止,此時擺輪只有重力勢能,沒有動能。擺輪下降時其高度降低,重力勢能減少;擺輪旋轉著下降;而且越轉越快,其動能越來越大。擺輪到最低點時,轉動最快,動能最大;其高度最低,重力勢能最小。在擺輪下降的過程中,其重力勢能逐漸轉化為動能。
仿照擺輪下降過程的分析,得出擺輪上升過程中,擺輪的動能逐漸轉化為重力勢能。
“想想做做”用鐵鎖做單擺。
此實驗擺繩宜長些,擺球宜重些。最好能掛在天花板上,使單擺在黑板前,平行于黑板振動,以便在黑板上記錄擺球運動路線中左、右最高點和最低點的位置。分析單擺實驗時,擺球高度的變化比較直觀,而判斷擺球速度大小的變化比較困難,可以從擺球在最高點前后運動方向不同,分析擺球運動到最高點時的速度為零,作為這一難點的突破口。
綜述實驗,說明動能和重力勢能是可以相互轉化的。
實驗2:**勢能和動能的相互轉化。
演示能和**勢能的轉化實驗。實驗可分兩步做。首先手持著木球將*簧片推彎,而后突然釋放木球,木球在*簧片的作用下在水平槽內運動。讓學生分析在此過程中,**勢能轉化為動能。第二步實驗,讓木球從斜槽上端滾下,讓學生觀察木球碰擊*簧片的過程。然后,分析動能轉化為**勢能和**勢能轉化為動能的過程。得出:動能和**勢能也是可以相互轉化的。
自然界中動能和勢能相互轉化的事例很多。其中有一些比較直觀,例如:物體從高處落下、瀑布流水等這些事例也可以讓學生列舉,說明動能和勢能的相互轉化。有些事例比較復雜,例如:踢出去的足球在空中沿一條曲線(拋物線)運動過程中,動能和勢能是如何相互轉化的呢?(板畫足球軌跡,依圖分析)首先我們來分析足球離地面的高度的變化,這是判斷足球重力勢能變化的依據。很明顯,在上升過程中足球的重力勢能增加;在下降過程中重力勢能減少。接著再分析足球的速度。足球在最高點時不再上升,說明它向上不能再運動。所以,足球在上升過程中,速度逐漸變小;在下降過程中速度又逐漸變大。通過以上分析,可以看到足球在上升階段動能轉化為重力勢能;在下降階段重力勢能轉化為動能。
4.科學世界
1.人造地球衛星在運行過程中,也發生動能和重力勢能的相互轉化。人造地球衛星大家并不陌生,然而圍繞人造衛星,同學們還有許多的謎沒有揭開。例如:人造衛星為什么能繞地球運轉而不落下來?在人造衛星內失重是怎么回事?等等,這些問題還有待于同學們進一步學習,今天我們只討論衛星運行過程中,動能和重力勢能的相互轉化。
人造衛星繞地球沿橢圓軌道運行,它的位置離地球有時近、有時遠。(出示我國發*的第一顆人造衛星軌道圖)現以我國發*的第一顆人造衛星為例,它離地球最近時(此處叫近地點)離地面439公里,離地球最遠時(此處叫遠地點)離地面高度是2384公里,它繞地球一周的時間是114分鐘。它在近地點時,速度最大,動能最大;此時離地地面最近,重力勢能最小。衛星由近地點向遠地點運行時動能減小,重力勢能增大,動能向重力勢能轉化。直到遠地點時,動能最小,重力勢能最大。衛星由遠地點向近地點運行時,重力勢能向動能轉化。在衛星運行過程中,不斷地有動能和勢能的相互轉化。
2.關于人造衛星的知識,學生是非常感興趣的,鑒于學生的知識基礎,難以使學生揭開謎底,往往由此而損傷學生的求知欲。本節課如有可能,也可通俗地介紹衛星為什么能繞地球運行。講法上可用想象推理的方法。
參看圖1,水平地拋出一個物體,由于地球的吸引,它會落回地面,但是拋出的物體速度越快,它飛行的距離越遠。人拋物體,拋出的距離不過幾十米,但汽、*、子、*能飛行幾百米,步*、子、*能飛行幾千米,而**能飛行幾十公里。我們可以設想,物體的速度足夠大時,它就能永遠不落回地面,圍繞地球旋轉。這個速度大約是8公里/秒。如果速度再大些,物體繞地球運行的軌道就由圓形變為橢圓形。人造衛星就是根據這個道理發*的。
(五)小結
(六)作業
動手動腦學物理
學習目標:
1.理解動能、勢能的相互轉化。
2.能解釋一些有關動能、重力勢能、**勢能之間相互轉化的簡單物理現象。
3.知道什么是機械能和機械能守恒
4.通過觀察和實驗認識動能和勢能的轉化過程。
重點難點:
理解動能和勢能的相互轉化;借些能和機械能守恒
器材準備:單擺、滾擺、溜溜球。
復習回顧:
我們在初二的時候就已經學習過關于能量的轉化,請回答,電燈工作的時候,能量是怎么轉化的?風力發電機工作的時候,能量是怎么轉化的?水力發電機工作的時候,能量是怎么轉化的?電動機工作的時候,能量是怎么轉化的?
1.電燈:能—能
2.風力發電機能—能
3.水力發電機能—能
4.電動機能—能
演示實驗:溜溜球扔下去不停運動,能量如何變化?
新課學習:
一、想想做做
1.滾擺實驗
動能,勢能。
2.分析圖15.5-2所示幾個運動中,動能和勢能的轉化
*:動能,勢能。
乙:動能,勢能。
*:動能,勢能。
結論:動能和勢能。
3.機械能
機械能的定義:和之和。
機械能守恒的條件:。
4.做教材p118頁圖15.5—3
5.科學世界
(1)當衛星從遠地點向近地點運動時,它的勢能,動能,速度如何變化?當衛星從近地點向遠地點運動時,它的勢能,動能,速度又如何變化?
(2)衛星在近地點的動能最勢能最;在遠地點的動能最,勢能最。
二、鞏固訓練
1.一只皮球落到地上又被*起.在此過程中,自皮球接觸地面到靜止,_______能轉化為_______能;自皮球恢復原狀到跳起,_______能轉化為_______能.
2.運動員擲出的標*在上升過程中,_______能轉化為_______能;在下落過程中,_______能轉化為_______能.
3.*、乙兩位同學各買了一只同樣大小的球.*說:在同樣條件下,我的球比你的球*得更高,乙要**這一點,*應當()
a.將兩球向上拋起,落下后,看哪個球*得高
b.將兩球向地面擲去,看哪個球*得高
c.用手捏球,看哪個球較硬
d.在同樣高度,兩球以同樣速度落下,看哪個球*得高
4.一個小球從光滑的斜面上由靜止開始滾下,它在斜面頂端時重力勢能為100j,當它滾到斜面的某一位置時重力勢能只有30j了.小球減少的重力勢能哪兒去了?此時小球的機械能是多少?
三、課堂小結
本節課你學到了哪些知識,有哪些收獲?
四、達標檢測
1.物體由于而具有的能叫做動能.物體由于而具有的能叫做重力勢能;物體由于發生而具有的能叫做**勢能.動能和勢能統稱為.
2.動能和勢能是可以相互的.如果只在二者之間發生轉化,則機械能的總和保持不變,即機械能.
3.如圖為麥克斯韋滾擺,當它在最高處時,重力勢能,動能;當它由上而下滾動時,重力勢能,動能;當它到達最低處時,重力勢能,動能;當它由下而上滾動時,重力勢能,動能.
4.關于機械能,下列說法錯誤的是()
a.一個物體具有動能就是具有機械能b.物體具有重力勢能就是具有機械能
c.物體具有**勢能就是具有機械能
d.只有當物體同時具有動能和勢能時,才能說物體具有機械能
5.乒乓球由高處靜止下落的過程中,它的機械能的轉化情況是()
a.**勢能轉化為動能b.重力勢能轉化為動能
c.動能轉化為重力勢能d.重力勢能轉化為**勢能
6.跳傘運動員在空中勻速下落時,以下說法中正確的有()
a.重力勢能減少,動能增加,機械能不變
b.重力勢能增加,動能減少,機械能不變
c.重力勢能減少,動能不變,機械能減少
d.重力勢能增加,動能不變,機械能增加
五、課下作業
動手動腦學物理1、2、3
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