物理《机械能与内能》单元教学设计.docx
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物理《机械能与内能》单元教学设计
基本信息
省市区
学校
姓名
联系电话
学科
物理
电子邮箱
年级
初三
教科书版本及章节
苏科版十二章
单元（或主题）教学设计
单元（或主题）名称
机械能与内能
1.单元（或主题）教学设计说明
本单元的内容是能量这一板块中最重要的一部分，从宏观和微观两方面讲述能量，并通过两者之间的转化联系在一起，其中，宏观部分的机械能在力学中已出现过，相对而言也好理解些，书本上通过两个探究实验让学生更深入的了解了机械能。
通过类比的方法，内能的概念理解起来也没那么费力，能量是会改变的，内能的改变方法之一是热传递，而比热容会引起不同物质在热传递时的差异。
内能的改变方法之二是做功，此处将机械能与内能联系在了一起，而热机是生活中能量转化的一个很重要的应用。
热机中，能量的最初来源却是燃料的化学能，不同的燃料放出的能量相同么，引出热值的概念，最后能量在转化过程中是有损耗，热机的效率有多少。
2.单元（或主题）学习目标与重点难点（依据中考指南）
1、动能的探究实验及影响因素
2、理解一些现象中，机械能的相互转化
3、能判断内能改变的两种方式：
做功与热传递
4、会进行物体吸、放热的简单计算
5、会进行燃料燃烧放热的简单计算
3.单元（或主题）整体教学思路（教学结构图）
第1课时教学设计（其他课时同）
课题
动能势能机械能
（一）
课型
新授课□章/单元复习课□专题复习课□
习题/试卷讲评课□学科实践活动课□其他□
1.教学内容分析
2.学习者分析
（学生与本课时学习相关的学习经验、知识储备、学科能力水平、学生兴趣与需求分析，学生发展需求、发展路径分析，学习本课时可能碰到的困难）
3.学习目标确定
1.知道动能、势能的概念；
2.在探究实验中理解影响动能、势能大小的因素；
3.用能量的初步知识理解、分析简单的实际问题
4.学习重点难点
重点：
在探究实验中理解影响动能、势能大小的因素；
难点：
用能量的初步知识理解、分析简单的实际问题
5.学习评价设计
（从知识获得、能力提升、学习态度、学习方法、思维发展、价值观念培育等方面设计过程性评价的内容、方式与工具等，通过评价持续促进课堂学习深入，突出诊断性、表现性、激励性。
体现学科核心素养发展的进阶，课时的学习评价是单元学习过程性评价的细化，要适量、适度，评价不应中断学生学习活动，通过学生的行为表现判断学习目标的达成度）
6.学习活动设计
一、能量
1.图片展示：
子弹能击穿障碍物、流水能推动竹排、重锤能把桩打进地里等
2.引出能量的定义。
强调说明“能够”的含义。
3.简介能的单位
二、动能、势能、机械能的概念
1.判断物体是否具有能量，并按是否运动、被举高、发生弹性形变分类。
2．归纳总结动能、重力势能、弹性势能的概念。
三、探究影响动能和势能的因素
1.探究影响动能的因素：
提出猜想——提供器材——设计实验（讨论）——进行实验并记录数据——分析数据——得出结论——应用结论
2.探究影响重力势能的因素：
提出猜想——提供器材——设计实验（讨论）——进行实验并记录结果——得出结论
3.图片展示及学生自制的小卡片实验说明弹性势能的影响因素。
四、机械能
1.动能和势能统称机械能。
2.常见的势能是重力势能和弹性势能。
五、小结
7.板书设计（板书完整呈现教与学活动的过程，最好能呈现建构知识结构与思维发展的路径与关键点。
使用PPT应注意呈现学生学习过程的完整性）
8.作业与拓展学习设计（设计时关注作业的意图、功能、针对性、预计完成时间。
发挥好作业复习巩固、引导学生深入学习的作用；面向全体，进行分层设计；检测类作业与探究类、实践类作业有机衔接；分析作业完成情况，作为教学改进和个性化指导与补偿的依据）
9.特色学习资源分析、技术手段应用说明（结合教学特色和实际撰写）
10.教学反思与改进（单节课教与学的经验性总结，基于学习者分析和目标达成度进行对比反思，教学自我评估与教学改进设想。
课后及时撰写，突出单元整体实施的改进策略，后续课时教学如何运用本课学习成果，如何持续促进学生发展）
第2课时教学设计（其他课时同）
课题
动能势能机械能
（二）
课型
新授课□章/单元复习课□专题复习课□
习题/试卷讲评课□学科实践活动课□其他□
教学内容分析
1学习者分析
（学生与本课时学习相关的学习经验、知识储备、学科能力水平、学生兴趣与需求分析，学生发展需求、发展路径分析，学习本课时可能碰到的困难）
2学习目标确定
1．知道什么是机械能和单位
2．知道机械能可以相互转化。
3.会分析有关的机械能转化现象
3学习重点难点
重点：
知道动能和势能、弹性势能可以相互转化；
难点：
能解释有关动能和势能相互转化的简单物理现象
4学习评价设计
（从知识获得、能力提升、学习态度、学习方法、思维发展、价值观念培育等方面设计过程性评价的内容、方式与工具等，通过评价持续促进课堂学习深入，突出诊断性、表现性、激励性。
体现学科核心素养发展的进阶，课时的学习评价是单元学习过程性评价的细化，要适量、适度，评价不应中断学生学习活动，通过学生的行为表现判断学习目标的达成度）
5学习活动设计
1．动能和重力势能的相互转化。
（1）小球单摆实验
演示（观察现象）——证据（表格填写）——分析
结论：
物体的___________和__________之间可以互相转化。
（2）演示滚摆实验
演示——证据——分析
下降：
高度↓，速度↑，质量不变，是重力势能转化为动能。
上降：
高度↑，速度↓，质量不变，是动能转化为重力势能。
（3）举例说明动能和重力势能相互转化的例子。
如自行车下坡、荡秋千、高空掷物、荡秋千、人造地球卫星等。
（4）单摆和滚摆为什么慢慢停下静止？
分组讨论与交流
2．动能和弹性势能的相互转化。
（1）演示皮球下落与反弹的实验
演示——证据——分析
皮球从手中下落到刚接触地面是重力势能转化成动能，从接触地面到发生到最大形变是动能转化成弹性势能，从恢复形变到离开地面是弹性势能转化为动动，从离开地面上升的过程是动能转化为重力势能。
（2）举例动能与弹性势能相互转化的例子。
（3）皮球为什么慢慢停下静止？
①讨论：
游乐场的过山车和撑杆跳高中的运动员，其动能和势能的转化情况
【当堂训练1】如图所示的轨道ABC表面光滑，当物体从A点静止下滑直到撞击到C点的弹簧，在此过程中物体从A点到B点是________能转化为________能；从B点到接触到弹簧之前，物体的机械能________（填“变大”“变小”或“不变”）；当物体使弹簧发生形变时，物体的________能转化为弹簧的________能。
思考：
若不计空气阻力，小球对弹簧的压缩始终使弹簧处于弹性形变，整个过程中只有动能和势能相互转化，那么可能是怎么样的结果？
7.板书设计（板书完整呈现教与学活动的过程，最好能呈现建构知识结构与思维发展的路径与关键点。
使用PPT应注意呈现学生学习过程的完整性）
9.作业与拓展学习设计（设计时关注作业的意图、功能、针对性、预计完成时间。
发挥好作业复习巩固、引导学生深入学习的作用；面向全体，进行分层设计；检测类作业与探究类、实践类作业有机衔接；分析作业完成情况，作为教学改进和个性化指导与补偿的依据）
11.特色学习资源分析、技术手段应用说明（结合教学特色和实际撰写）
12.教学反思与改进（单节课教与学的经验性总结，基于学习者分析和目标达成度进行对比反思，教学自我评估与教学改进设想。
课后及时撰写，突出单元整体实施的改进策略，后续课时教学如何运用本课学习成果，如何持续促进学生发展）
第3课时教学设计（其他课时同）
课题
内能热传递
课型
新授课□章/单元复习课□专题复习课□
习题/试卷讲评课□学科实践活动课□其他□
教学内容分析
1学习者分析
（学生与本课时学习相关的学习经验、知识储备、学科能力水平、学生兴趣与需求分析，学生发展需求、发展路径分析，学习本课时可能碰到的困难）
2学习目标确定
1类比方法建立内能的概念，知道任何一个物体都具内能。
2.通过实验，了解物体的内能与温度的关系。
3.结合实例分析，知道热传递是改变物体内能的一种方式，是内能的转移过程。
4.了解热量的概念，能正解使用“热量”这一术语。
3学习重点难点
重点：
内能、热量的概念
难点：
内能、热量、温度的关系
4学习评价设计
（从知识获得、能力提升、学习态度、学习方法、思维发展、价值观念培育等方面设计过程性评价的内容、方式与工具等，通过评价持续促进课堂学习深入，突出诊断性、表现性、激励性。
体现学科核心素养发展的进阶，课时的学习评价是单元学习过程性评价的细化，要适量、适度，评价不应中断学生学习活动，通过学生的行为表现判断学习目标的达成度）
5学习活动设计
教学过程
教学过程
设计意图
教师活动
学生活动
新课引入
演示：
给一个玩具青蛙上紧发条，使其在水平桌面上运动。
小青蛙的动能是怎么来的？
演示：
从一个装满开水的暖水瓶中倒出一部分水，用软水塞塞紧，注意观察瓶塞。
推动瓶塞的能量来自哪里？
水蒸气具有的一种能量，就是我们要研究的内能。
学生观察小青蛙运动，得出小青蛙的动能是由弹簧的弹性势能转化而来的。
学生观察实验，思考问题。
提出猜想，可能是来自于热水（或热的水蒸气）。
创造课堂情景，激发学生的兴趣和求知欲。
结合实验，提出问题，引入新课。
内
能
引导类比讨论：
运动的物体具有动能，那么处于热运动的分子是否具有动能呢？
演示实验（如右图）：
改变分子模型中小球间的距离，弹簧发生形变，具有势能。
分子之间呢？
我们把动能和势能统称为机械能，构成物体的所有分子，其热运动的动能和分子势能之和叫做物体的内能。
内能和机械能是同种能量吗？
你能说出它们的异同点吗？
教师巡视，解决学生实验中遇到的问题。
引导：
哪杯水中的墨水扩散得快？
实验表明了什么？
猜想：
内能大小可能与哪些因素有关？
请说说你的猜想依据。
判断下列物体内能的变化。
1．太阳下的一瓶水，温度升高。
2．一杯水喝掉一半。
3．冰熔化的过程中。
（自主学习）信息快递：
物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动。
结合动能的特点，思考问题。
分子也具有动能，根据分子动理论的初步知识，分子在不停地做无规则运动。
（讨论）分子之间的相互作用类似于弹力的作用，分
子之间也存在势能。
根据前面的定义，学生讨论。
机械能是与物体整个机械运动情况有关的能量。
而内能是与物体内部分子的热运动和分子之间的相互作用情况有关，内能是不同于机械能的另一种形式的能。
内能和机械能的单位都是焦耳（J）。
学生进行讨论、补充。
（讨论）物体的温度降到0℃时还有内能吗？
掉在地上的物理书有内能吗？
（归纳）内能的特点：
（操作）同时在盛有冷水和热水的两个烧杯中各滴入一
滴墨水.
（思考）温度越高→扩散越→分子运动越
→分子动能越→物体的内能越
（归纳）内能和温度的关系
（练习）比较三杯水的内能
学生讨论，进行猜想，同学之间相互补充。
学生根据影响内能大小的因素判断内能的变化。
（观看视频）解说“水的内能”
启发诱导、利用新旧知识的联系，进行类比实现知识迁移。
利用类比的方法得出内能的概念，注重物理方法培养。
借助实例明确内能特点。
培养学生的动手操作能力和合作意识。
培养学生分析问题的能力。
借助多媒体加深对概念的理解。
热传递
引导：
内能有大有小，那么如何改变物体的内能？
投影图片
引导：
上述过程中内能是如何转移的？
板书：
热传递是改变内能的一种方式；热传递的实质。
对照图片，联系生活，积极思考。
问题：
给你一杯水，如何改变其内能（增加或减少水的内能）？
阅读信息快递：
“热传递”
讨论和归纳：
通过热传递可以改变物体内能；热传递发生的条件，热传递的实质。
议一议：
生活中还有哪些通过热传递来改变物体内能的实例？
明确热传递的实质。
提高学生的物理素养。
培养思考、自学能力。
通过联系生活实例，例提高学生的学习兴趣，加深学生对物理概念的理解。
热
量
引导：
我们已经知道了内能转移的方向是从高温处转移到低温处，那么我们如何表示能量转移的多少？
物理学中，把物体在热传递过程中转移能量的多少叫做热量。
课件展示：
正解使用“热量”这一术语。
讨论：
结合问题，讨论温度、内能和热量的不同点。
一个物体的温度升高，它的内能增加。
物体内能增加，温度是否一定升高？
举例说明。
了解热量的概念
学生讨论，举例。
学生讨论，进行交流。
交流与体会：
培养学生合作学习的能力。
注重培养学生物理概念的思辨能力，关注学生科学规范的物理语言的表述。
总结
本节课学到了哪些知识和方法？
回顾和小结
学生梳理本节课知识内容。
培养学生总结归纳的能力。
当堂检测
教师巡视并指导，批阅小组长的练习。
PPT展示，强调理解物理概念的内涵和外延的重要性。
学生交流后教师适当的点评。
学生当堂练习
（见学案）
学生思考、回答
巩固知识，学以致用，查漏补缺，正确认识自己的进步。
使学生在交流中发现问题，共同解决问题。
7.板书设计（板书完整呈现教与学活动的过程，最好能呈现建构知识结构与思维发展的路径与关键点。
使用PPT应注意呈现学生学习过程的完整性）
10.作业与拓展学习设计（设计时关注作业的意图、功能、针对性、预计完成时间。
发挥好作业复习巩固、引导学生深入学习的作用；面向全体，进行分层设计；检测类作业与探究类、实践类作业有机衔接；分析作业完成情况，作为教学改进和个性化指导与补偿的依据）
13.特色学习资源分析、技术手段应用说明（结合教学特色和实际撰写）
14.教学反思与改进（单节课教与学的经验性总结，基于学习者分析和目标达成度进行对比反思，教学自我评估与教学改进设想。
课后及时撰写，突出单元整体实施的改进策略，后续课时教学如何运用本课学习成果，如何持续促进学生发展）
第4课时教学设计（其他课时同）
课题
比热容
课型
新授课□章/单元复习课□专题复习课□
习题/试卷讲评课□学科实践活动课□其他□
教学内容分析
1学习者分析
（学生与本课时学习相关的学习经验、知识储备、学科能力水平、学生兴趣与需求分析，学生发展需求、发展路径分析，学习本课时可能碰到的困难）
2学习目标确定
1、理解并掌握比热容是物质的物理属性之一。
2、掌握自主性探究物质比热容的方法。
3、理解并掌握比热容的物理意义并学会利用比热容来解决生活中遇到的实际问题。
3学习重点难点
重点：
比热容的定义、比热容是物质的一种属性、吸放热计算。
难点：
比热容的单位及物理意义
4学习评价设计
（从知识获得、能力提升、学习态度、学习方法、思维发展、价值观念培育等方面设计过程性评价的内容、方式与工具等，通过评价持续促进课堂学习深入，突出诊断性、表现性、激励性。
体现学科核心素养发展的进阶，课时的学习评价是单元学习过程性评价的细化，要适量、适度，评价不应中断学生学习活动，通过学生的行为表现判断学习目标的达成度）
5学习活动设计
一、新课引入
提问：
前面学习了物质的哪些属性？
提问：
在夏天的中午当我们赤脚走在水泥路上觉得很烫人而到游泳池却发现河水比较凉，这是为什么？
二、新课探究
一、活动：
探究物体吸热升温的属性。
1、引导学生猜想：
物体吸热后升温的多少与哪些因素有关？
2、复习强调控制变量法
物质的状态保持不变时，影响物质吸放热多少的因素较多，为了能更好地研究各个因素对物体吸放热多少的影响，通常在改变一个物理量的同时，要保持其他物理量不变，这种方法称为控制变量法。
3、设计实验
（1）、讨论：
探究物体吸热升温的属性时，需要控制哪些量、需要改变哪些量、需要测量哪些量？
⑵、讨论：
你准备用什么方案进行探究？
方案1：
在吸收相同热量的情况下，观察相同质量的两种物质升高的温度是否相同。
方案2：
给相同质量的两种物质加热使它们升高相同的温度看谁吸收的热量多。
⑶、设疑：
在实验中如何看出物体吸热的多少。
用相同的加热器看加热的时间，加热时间长的吸热多，反之则少。
⑷、如何设计实验记录表格？
学生回答补充纠正
学生进行猜想假设
学生猜想并纠正得出影响物体吸（放）热的因素有物质的质量物体温度的变化、及物质的种类
学生理解控制变量法思维
学生讨论并回答
学生讨论并回答
学生讨论并回答
教师活动内容、方式
学生活动方式
复备课
质量/kg
升高20℃所用时间/s
升高40℃所用时间/s
沙
水
⑸ 进行实验与收集证据
①要求学生按照两种实验设计方案进行分组探究
②强调实验注意事项：
A）实验时应使用同一酒精灯进行加热。
B）为保证温度均匀升高，从而能准确的测量温度，在加热时需用搅棒不断搅拌。
⑹ 分析实验现象得出初步结论：
相同质量的水和沙子吸收相同的热量后沙子升高温度快。
相同质量的水和沙子升高相同的温度水吸收的热量比沙子多。
⑺ 引导理解：
上述结论能不能理解为沙子比水更容易升温，沙子容热的本领比水小或是水比沙子更难升温，水容热的本领比沙子大。
二、比热容
1、物理上把单位质量的某种物质温度升高一度所吸收的热量叫做这种物质的比热容。
2、比热容是物质的一种属性，不同物质的比热容是一般是不同的。
3、单位J╱Kg℃ Ｃ水＝4.2×103J╱Kg℃
4、看比热容表了解常见物质的比热容。
三、热量计算：
当物体温度升高时，其吸收的热量可用公式
Ｑ吸＝cmΔt＝cm（t－t0）来计算：
当物体温度降低时，物体放出热量可用公式
Ｑ放＝ＣmΔt＝cm（t0－t）计算。
例题1：
在20℃的室温下，烧开一壶5Kg的水，至少需要吸收多少热量。
例题2：
质量是850克的铝壶里装了5千克的水，把水从10℃加热到100℃，共需吸收多少热量？
学生进行实验探究
学生进行实验
理解单位的解释
正确理解热量计算公式中各物理量的意义，能正确进行热量的计算
7.板书设计（板书完整呈现教与学活动的过程，最好能呈现建构知识结构与思维发展的路径与关键点。
使用PPT应注意呈现学生学习过程的完整性）
11.作业与拓展学习设计（设计时关注作业的意图、功能、针对性、预计完成时间。
发挥好作业复习巩固、引导学生深入学习的作用；面向全体，进行分层设计；检测类作业与探究类、实践类作业有机衔接；分析作业完成情况，作为教学改进和个性化指导与补偿的依据）
15.特色学习资源分析、技术手段应用说明（结合教学特色和实际撰写）
16.教学反思与改进（单节课教与学的经验性总结，基于学习者分析和目标达成度进行对比反思，教学自我评估与教学改进设想。
课后及时撰写，突出单元整体实施的改进策略，后续课时教学如何运用本课学习成果，如何持续促进学生发展）
第5课时教学设计（其他课时同）
课题
机械能与内能的相互转化
课型
新授课□章/单元复习课□专题复习课□
习题/试卷讲评课□学科实践活动课□其他□
教学内容分析
1学习者分析
（学生与本课时学习相关的学习经验、知识储备、学科能力水平、学生兴趣与需求分析，学生发展需求、发展路径分析，学习本课时可能碰到的困难）
2学习目标确定
11、了解内能改变的两种方式：
做功、热传递。
2、知道内能的变化可以分别由功和热量来量度。
3、知道做功和热传递对改变物体内能是等效的。
3学习重点难点
重点：
比热容的定义、比热容是物质的一种属性、吸放热计算。
难点：
比热容的单位及物理意义
4学习评价设计
（从知识获得、能力提升、学习态度、学习方法、思维发展、价值观念培育等方面设计过程性评价的内容、方式与工具等，通过评价持续促进课堂学习深入，突出诊断性、表现性、激励性。
体现学科核心素养发展的进阶，课时的学习评价是单元学习过程性评价的细化，要适量、适度，评价不应中断学生学习活动，通过学生的行为表现判断学习目标的达成度）
5学习活动设计
一、课题引入
要改变物体的内能可以通过改变物体的温度来实现，因为对同一个物体温度越高内能越大，温度越低内能越小。
让学生鼓励学生根据生活经验想改变物体温度的方法。
教师对学生想出来的方法进行分类，板书分类的标准。
学生想改变物体温度的方法。
①、热传递
改变内能的一种方式
1、教师演示：
点燃酒精灯，将铁丝的一端放在酒精灯的火焰上灼烧，让一名同学手握铁丝的另一端，有什么感觉？
此实验说明：
热量从铁丝的一端传递到另一端，这一端的温度升高了，内能增加了。
提问：
学生感觉到热，是因为铁丝把热量传递给学生，铁丝自身的内能怎样变化呢？
2、例题：
一杯质量为2千克的水温度由30℃升高到50℃时，需要吸收多少热量？
怎样来度量内能改变了多少？
有什么方法来作为依据呢？
热传递使物体的内能发生改变的时候，内能的改变是用热量来量度的。
物体吸收了多少热量，物体的内能就增加多少；物体放出了多少热量，物体的内能就减少多少。
3、热传递使物体的内能改变，是物体间内能的转移（同种形式能量的转移）
4、学生举例说明热传递的生活事例，并加以讨论。
一会就觉得发烫。
学生逆向思维，物体吸收热量内能增加，那这物体放出热量，内能怎样变化呢？
学生计算并讨论：
吸收的热量是否用来提高物体的内能呢？
学生要会理解
学生总结热传递的实质：
物体间内能的转移。
学生举例
②、做功
改变物体内能的另一种方式
1、教师演示：
（1）对铁丝进行摩擦。
（2）在一个厚壁玻璃筒里放一块棉花，尽快压下活塞，让学生观察能看到什么现象？
总结：
外界对物体做功，物体的内能增加。
举例：
用打气筒给自行车打气时，压缩气体做功，打气筒壁会发热。
2、教师演示：
做电火花发生器实验，让学生观察实验现象。
注意安全。
总结：
物体对外界做功，物体的内能减少。
举例：
夏天打足气的自行车放在太阳底下晒，会发生炸胎现象，气体膨胀做功。
3、学生观察图片分析的实质：
做功使物体的内能改变，是其他形式的能量和内能之间的转化（不同形式能量间的转化）
5、提出问题：
做功使物体内能发生改变的时候，怎样来量度呢？
内能的改变就用功数值来量度。
外界对物体做多少功，物体的内能就增加多少；物体对外界做多少功，物体的内能就减少多少。
学生分析：
铁丝的温度会升高，内能也会增大。
棉花燃烧起来。
将机械能转化为内能。
将内能转化为机械能。
分析是将什么能转化什么能？
研究对象不同分析的结论相同吗？
学生讨论做功的实质是什么？
怎样来量度？
三、热传递和做功对改变物体的内能的等效性
1、教师演示：
教师放在暗箱中操作，使铁丝的温度升高，内能增加，问学生你们知道使用的是热传递还是做功的方法来改变铁丝的内能呢？
2、结论：
做功和热传递在改变物体的内能上是等效的。
热量或功都可以量度内能的改变，二者的单位相同，内能的单位也是焦耳。
3、改变物体的内能有做功和热传递两种方法。
物体吸热，内能增加；物体对外做功，内能减小。
两个过程可能同时存在，物体内能不一定不变，尚需考虑吸收的热量和对外做功的多少。
4、关于内能，下列说法中正确的是（）
A．物体的内能增大，一定是吸收了热量
B．物体的内能增大，一定
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