动能和势能 教学设计.docx

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动能和势能教学设计

11.3动能和势能教学设计

【教学内容】

义务教育教科书，物理（人教版）八年级下册第十一章第三节。

【设计思路】

新课程标准下的物理课堂，不仅注重知识的传授，更注重对学生能力和情感的培养。

能量是《课标》中科学内容的三大主题之一，这充分说明了能量在初中物理课程中的重要地位。

《动能和势能》是初中物理能量学习的第一节课，是以后学习动能与势能的转化及其它能量的基础。

本节课我按照我校提出的“优化流程，导学并重，主体参与，适时评价”的思想，通过大量的实例和小实验让学生感受到动能和势能的存在，理解动能和势能的概念，通过学生实验探究了解动能、重力势能的大小与什么因素有关，并运用所学知识解释简单的现象。

对于动能、势能的概念，学生比较容易理解，因此我将本节课的设计重点放在引导学生利用生活中的物品探究影响动能、势能大小的因素上。

为了符合新课标的要求和新课程的特点，本节课的教学设计着重体现以下几点：

1．由生活到物理，由物理到社会的思想。

引导学生观察举例生活中的有关现象，归纳动能、势能的的概念，并运用概念解释生活中的有关问题，体现由生活到物理，由物理到社会的思想。

2．将课本的演示实验改为分组实验，引导学生利用生活中的一些物品设计实验，体验科学探究之旅，激发学生学习兴趣。

3．让学生在科学探究中互相交流、学习，培养学生自主学习的习惯和相互合作、共同探索的团队精神。

【教学目标】

1．知识与技能

（１）通过实例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）能运用本节知识分析生产生活中简单的的实际问题

2．过程与方法

（１）通过观察认识动能、势能的概念

（２）通过分类的方法归纳概括动能、势能的概念

（３）经历探究影响动能、势能大小因素实验，理解在研究多问题因素中的控制变量法

３．情感态度价值观

通过学生的合作探究实验，培养同学间相互合作、共同探索的团队精神；激发学生强烈的物理学习兴趣。

渗透由生活到物理，由物理到社会的思想。

【教学重点】

1、动能和势能的概念；

2、探究影响动能大小的因素。

【教学难点】

能量概念的理解。

【教学用具】

1．教师用具：

多媒体课件、斜面、不同质量的铁球、玻璃球、塑料块、质量不同的两支笔或笔芯、纸杯、白纸、钢板尺、硬币等.

2．学生用具：

动能影响因素演示器，刻度尺

每组自备：

质量不同的两支笔或笔芯、纸杯、白纸、钢板尺、硬币

【教学方法】实验探究法，即：

提出问题——观察实验——分析引导——得出结论——用于实践

【教学过程】

设计内容

设计意图

教材处理

师生活动

温故知新，实验导入

在物理学上功和能有着密切的联系，前面我们学习了有关功的一些知识，这节课我将和同学们一起来研究——能。

请同学们先来观察下面的实验：

演示实验：

钢球是否对塑料块做功？

①    将钢球放在塑料块旁边。

提问1：

钢球对塑料块做功了吗？

你是根据什么来判断的？

②让钢球从斜槽上自由滚下，在水平面上撞击塑料块，使塑料块移动了一段距离。

提问2：

碰撞过程中，钢球对塑料块做功了吗？

判断钢球对塑料块做功的标志是什么？

③将钢球放在斜槽顶端静止。

提问3：

斜槽顶端静止的钢球现在对塑料块做功了吗？

如果没有，它是否能够对塑料块做功呢？

归纳总结：

同学们分析得非常好，看来大家已经学会了科学的思维方法——判断物体是否做功，要看力是否有成效。

其他同学掌握的怎么样？

让我们通过一组练习来检验一下吧。

学案练习：

请同学思考学案上《温故知新》第1题，并写在学案上。

在下面这些现象中，有哪些物体做了功？

哪些物体现在没有做功，但能够做功？

哪些物体不能做功?

⑴风吹动帆船航行；⑵在空中高速飞行的子弹；⑶高速飞行的子弹将障碍物打穿的过程；⑷水从高处冲下来推动水轮机转动；⑸静止在高处的水；⑹皮筋；⑺高山上的大石头⑻拉长了的皮筋；⑼放在地上的花盆；⑽拉弯的弓

提问1：

（1）物体做了功的有哪些？

（2）你能不能告诉大家在这三个现象中是哪个物体对哪个物体做了功？

（3）你判断物体做功的标志分别是什么呢？

提问2：

（1）物体现在没有做功，但能够做功的有哪些？

（2）研究对象是谁？

受到什么力的作用？

你怎么判断他们没有做功？

（3）那你凭什么又认为它们能够做功呢？

提问3：

物体不能做功的有哪些？

你是怎么判断的？

教师讲述：

从这些生活中的现象可以看出，有的物体能做功，有的物体不能做功。

今天我们就学习一个新的概念——能量。

象刚才⑴⑶⑸⑵⑷⑺中做了功的物体，或者现在没有做功，但能够做功的物体，我们都说它具有能量。

强调：

“能够做功”是指该物体具备做功的本领，但不一定正在做功。

讲述：

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。

就好比一家企业，对外能够支付越多，表明拥有的资金越雄厚，。

能量和功的单位一样，也是焦耳。

回答1：

不做功，因为钢球对塑料块没有力，也就没有成效。

回答2：

碰撞过程中钢球对塑料块做功了。

做功的标志是塑料块在力的作用下移动了一段距离，钢球对塑料块的力有了成效。

回答3：

斜槽顶端静止的钢球对塑料块没有做功。

如果松手，钢球在重力的作用下从斜槽顶端滚下，撞击塑料块使塑料块移动一段距离，钢球就能够对塑料块做功。

回答1：

物体做了功的有：

⑴⑶⑷；⑴中风对帆船做了功，⑶中子弹对障碍物做了功，⑷中水对水轮机做了功。

标志分别是航行、打穿、转动。

也就是说在⑴⑶⑷中力的作用有了成效。

）

回答2：

物体现在没有做功，但能够做功的有⑵⑸⑺⑻⑽。

子弹、静止在高处的水、高山上的大石头都受到重力的作用，但重力的作用都没有成效，所以不做功；拉长了的皮筋、拉弯的弓都受到弹力作用，但弹力的作用也没有成效，所以也不做功。

在空中高速飞行的子弹，一旦遇到障碍物就能够做功。

⑸静止在高处的水和⑺高山上的大石头，一旦从高处向低处下落，重力就能够做功。

⑻拉长了的皮筋和⑽拉弯的弓，松手后在恢复形变的过程中能够对外做功。

回答3：

物体不能做功的有⑹⑼。

皮筋没有发生弹性形变，不受弹力作用；地上的花盆已经在地上了，还往哪落？

）

板书：

一、能量：

1.一个物体能够对外做功，我们就说它具有能量，简称能。

板书：

2.能的单位：

焦耳，简称焦，符号J

抓住学生好奇的心理特点由情景导入新课让学生对即将学习的知识产生浓厚的学习兴趣。

从生活实例入手，引导分析可使学生感受到物理知识并非高深莫测，增强学习物理的信心，体现了“从生活走向物理的理念”。

教师根据情景提出具体的问题，学生积极思考讨论交流，归纳概念。

切入主题

物体具有能量的形式是多种多样的，例如：

电能、光能、太阳能、水能、风能、核能、化学能等等。

今天我们要学习的是最常见的一种形式的能——动能和势能。

首先请同学们明确本节课的学习目标。

请同学们完成学案《知识点一》的第

（二）部分。

课件展示六幅图片：

下列物体具有能吗？

试分为三类，并说出分类依据。

①流水推竹排前进②风吹帆船前进③高山上的大石块④

提问:

谁来说一说，在六幅图中，哪些物体具有能，你是怎么判断的？

还有其他的分类方法吗？

看来同学们都同意×××的观点，那我们今天就按照×××的分类方法来进一步学习动能和势能。

教师讲述：

分析①②：

流动的水对竹排做功，流水具有能；流动的空气对帆船做功，流动的空气具有能。

在物理学上，我们把物体由于运动而具有的能叫做动能。

归纳得出：

动能的概念。

列举生活中具有动能的物体。

并指出一切运动的物体都具有动能。

（水中游动的鱼；地上飞奔的猎豹；天上飞的老鹰；高速路上行驶的空载火车；高速路上行驶的满载火车；快跑的小明；慢跑的小明。

）举高的重锤⑤被压弯的撑杆⑥拉弯的弓

板书：

§11.3动能和势能

学生齐读本节课的学习目标

教师提示：

在做题之前，我们要明确判断物体具有能的依据是什么？

（是否做功？

）

回答：

第一类：

①②，依据：

运动的物体在做功；

第二类：

③④，依据：

被举高的物体能够做功；（下落时受重力作用）

第三类：

⑤⑥，依据：

发生弹性形变后，在恢复形变时能够对外做功。

板书：

二、动能

1．物体由于运动而具有的能。

板书：

2．一切运动的物体都具有动能。

例举生活实例进一步加强对动能、势能概念的理解。

锻炼学生的联想思维能力以及分析归纳能力。

猜想与假设

运动的物体具有的动能多少不尽相同。

如狂风能吹倒大树，而微风只能使树枝摇动。

请同学们猜想影响动能大小的因素有哪些呢？

为了使同学们的猜想有事实、有依据，请同学们先看两个小资料，看过之后我们再根据资料进行猜想：

课件展示两个小资料：

①    《一铁路职工“中弹”昏倒》

沈阳开往上海的的195次列车经过上海分局管辖的沪宁线103K区段时，突然从列车左翼车窗飞出一只馒头，不偏不倚正好打在当班的上海铁路分局苏州工务段职工×××的鼻梁上，当场将其击昏。

②    《火车“吻”肥猪，吻死一大片》

南京郊区，一辆运载“生猪”的拖拉机，在横穿火车的轨道时，突然抛锚熄火，正好北边驶来一辆列车，火车司机发现情况后，紧结刹车，驶到拖拉机前面速度已经很慢。

但还是撞向了拖拉机，拖拉机司机侥幸逃命，但生猪却被“吻倒一大片”。

拖拉机也被撞的支离破碎。

提问:

谁来帮助同学们分析一下，第一、二篇报道分别表明了什么？

你能找到哪些关键词来说明问题？

板书：

提出问题：

探究动能的大小与什么因素有关？

回答：

第一篇报道表明动能的大小与物体的运动速度有关，关键词是速度很大的“列车”和质量很小的“馒头”；第二篇报道表明动能的大小与物体的质量有关，关键词是“速度已经很慢”。

板书：

猜想：

1、与运动速度有关；

2、与物体质量有关。

根据已有经验进行合理的猜想是科学探究中最具创造性的一环，有利于培养学生的创造能力和发散思维能力。

设计实验

同学们的猜想正确不正确呢？

还需要用实验来验证！

下面我们就进入设计实验环节。

实验器材我已经为同学们准备好了（介绍器材，并指出这套器材我们以前在牛顿第一定律的实验中使用过），现在就请同学们利用桌面上的实验器材来设计试验方法和步骤。

不要商量，先独立思考几分钟。

思考的差不多了吗？

我看出来了，有的同学可能遇到困难了，这样吧，请本小组的同学帮助一下。

为了帮助同学们理清思路，在小组讨论的时候，弄清这几个关键问题，并在解决这些问题的基础上，设计出较完善的试验方法和步骤，以及预期的实验结果。

先请同学们思考几个问题：

１、在研究物体动能时，我们选什么物体作研究对象？

２、当影响因素不止一个时，我们应该运用什么方法？

３、怎样使两个质量不相等的小球在斜面底端获得相同的速度？

（提示：

牛顿第一定律的实验中我们是怎么做的？

）

４、同一个小球，怎样改变它到达斜面底端的速度？

（能不能设计一个实验来证明你的想法？

）

5、实验中，通过观察什么现象来比较物体动能的大小？

请各小组交流讨论后，说出你们组设计的实验方案（包括实验器材、实验步骤、预期的实验结果等）。

其它小组还有什么需要补充或质疑的吗？

或者你认为还有什么需要注意的地方吗？

设计实验：

教师引导学生尝试设计实验过程。

学生独立思考一分钟。

学生小组讨论自主进行实验设计

回答：

1．研究对象是小球。

2．控制变量法

3．让小球从同一斜面的同一高度自由下落。

4．让同一小球从同一斜面的不同高度自由下落。

将质量相同的两个小球，同时从斜槽的最高点和接近斜槽底部的位置释放，从最高点下落的小球能在水平面上追上从接近底部下落的小球，说明从不同高度滚下的小球到水平面上具有不同的速度。

5.观察小球推动木块移动的距离，距离越大，说明小球对木块做的功越多，小球具有的动能就越大。

各组讨论交流。

两个学生上台进行展示，一个演示，一个解说。

其他学生则对其方案进行“挑刺”，使方案更加完善合理

通过设计实验培养学生的创新能力

通过展示，培养学生的语言表达能力及表演能力。

进行实验

这个实验怎么做，同学们现在是不是已经非常清楚了？

下面就让我们通过实验来启迪思维，进入智慧的探究过程吧！

注意，各小组要分工合作，注意观察重要的物理现象，实验要迅速、准确，看哪个小组最先高质量的完成任务！

开始实验！

小组成员分工协作，教师巡回指导，并提示不必局限于老师所提供的实验器材

学生认真观察

充分调动学生学习的积极性，培养学生的协作能力和动手操作能力。

得出结论

实验结束，收拾好器材!

现在我们一起来说一说，实验中你观察到了什么现象，这些现象表明了什么？

综上所述，哪位同学能够完整的总结一下，物体动能的大小与什么因素有关？

具体是什么关系！

强调：

在总结时，要注意“控制变量”。

教师引导学生进行表述，并提示注意要体现控制变量法。

板书：

质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大。

通过对结论的表述使学生体验到成功感，同时也使学生明确叙述的严密性

交流与评估

提问：

在研究动能的大小与什么因素有关的实验过程中你学到了哪些研究物理问题的方法。

1、实验中你学会了什么知识或方法？

2、实验中你还有什么困惑没有解决吗？

教师着重引导学生从物理学习方法的小结上进行阐述。

如：

学会了控制变量法和转换法，等。

及时小结学习方法，为学习下一内容奠定方法基础。

强化练习

通过前面的学习我们已经知道了影响动能大小的因素，下面我们来进一步强化一下我们对此的理解。

课件展示相关习题：

用物理学的术语解释，问什么要对机动车的行驶速度进行限制？

为什么在同样的道路上，不同车型的限制速度不一样？

回答：

（1）汽车的质量相同时，速度越大，动能越大，越不容易刹车，所以要对车辆加以限速；

（2）又因为汽车速度相同时，质量越大，动能也越大，所以大型客车的限制速度比小型客车小。

有利于培养学生灵活运用知识的能力，创新思维能力，也能及时巩固所学习的知识。

势能

1、重力势能

教师讲述：

物体由于运动的原因而具有能量外，物体还可能由于其他原因而具有能量。

提问：

我们再回过头来看一下这组图片中的③④，高山上的大石块和举高的重锤，它们又有什么共同特点呢？

教师讲述：

物体被举高后，就在体内储存了一定的能量，当它从高处往低处下落的时候，由于受到重力的作用，就能够对外做功了。

我们把这类物体具有的能叫做重力势能。

提问：

影响重力势能大小的因素又有哪些呢？

举例说明：

举高的铅球，落地时能将地面砸个坑。

砸的坑越深，表明铅球做的功越多，则铅球具有的重力势能越大。

凭经验，我们知道，要想坑砸的深，可以怎么做？

（进一步提示：

同一铅球举高1m和举高5m，3kg的铅球和5kg的铅球举相同的高度）

由此，我们判断，重力势能的大小可能与什么因素有关呢？

下面，就请同学们利用自己准备的器材，仿照我们刚才研究动能影响因素的方法和步骤，设计实验探究重力势能与物体的质量和被举高的高度的关系。

实验完毕，学生叙述实验步骤和现象，归纳总结。

巩固练习：

一架匀速上升的直升飞机，它的（B）

A、动能增加，重力势能不变

B、动能不变，重力势能增加

C、动能和重力势能都增加

D、动能和重力势能都不变

2、弹性势能：

我们再来看一下这组图片中的⑤和⑥，被压弯的撑杆和压弯的弓，它们又有什么共同特点呢？

教师讲述：

运动员将撑杆压弯，给撑杆储存了能量，撑杆在恢复形变的过程中，就能够对运动员做功。

同样道理，拉弯的弓也具有能量。

我们把物体具有的这种形式的能量叫做弹性势能。

那么弹性势能的影响因素又是什么呢？

学生叙述实验现象和结论。

归纳总结出实验结论

三、重力势能

1、物体由于被举高而具有的能。

2、影响重力势能大小的因素

教师适时点拨，鼓励学生具有创造性的奇思妙想，拓展学生的思维

举得越高，坑越深；质量越大，坑越深。

坑越深，表明铅球做的功越多，则铅球具有的重力势能越大。

学生自主思考，并通过讨论交流使方案更加完美。

重力势能的大小跟物体的质量和被举高的高度有关；质量越大，被举得越高，重力势能越大

题中的关键词是什么？

判断动能和势能变化的方法是什么？

强调注意研究对象。

四、弹性势能

1、物体由于发生弹性形变而具有的能量。

学生体验：

用弯曲的钢尺弹起硬币。

使硬币跳得更高，应如何做？

指出：

硬币跳得越高，表明钢尺对硬币做的功越多，钢尺具有的弹性势能越大。

2、弹性势能的大小跟物体弹性形变的大小有关，物体的弹性形变越大，弹性势能就越大。

由于学生已经经历了影响动能大小因素的探究过程，对探究的注意事项、方法都有了较为全面的了解，因此在探究重力势能的大小与什么因素有关时，以学生自主探究为主，使学生掌握科学探究的策略和方法，进而掌握相关的物理知识，使“过程与方法”目标得到落实。

通过引导学生反思，发现学习中存在的不足，促进学习能力的提高。

小结

小结本节课的重点内容，并板书。

当堂检测

注意分层教学

C层：

1.下列物体具有何种形式的能:

（1）升空的火箭:

________________；

（2）正在下落的雨滴:

________________；

（3）上紧的发条:

________________。

（4）水平公路上行驶的汽车：

_________。

2.质量较大的老鹰与质量较小的燕子在空中飞行，如果它们的动能相等，那么__________飞得快。

3.一架飞机在灾区上方水平匀速飞行，并不断向灾区空投救灾物资，则飞机在这个过程中，动能_____,势能______。

（填“变大”或“变小”）

B层：

4.一个物体沿斜面匀速下滑，物体的（）

A．动能增加，势能减小B．动能、势能都减小

C．动能不变，势能减小D．动能、势能都增加

A层：

5.下表中给出了一头牛和一个中学生行走时的一些数据：

物体

质量m（Kg）

速度v（m/s）

动能

Ek（J）

牛

约600

约0.5

约75

中学生

约50

约6

约900

分析数据，可以看出动能大小影响较大的因素是_________，你这样判断的依据是________________。

延伸提高

针对《当堂检测》中A层的题目，让学生思考物体的质量与速度哪个对动能的影响更大一些？

学生认真观察数据、思考讨论

培养学生分析问题和处理信息的能力

总结升华

通过对本章的学习你有哪些收获呢？

请同学们从以下方面进行表述。

①在物理知识方面你有哪些收获？

存在哪些疑惑？

②在物理方法的学习运用上你又有哪些收获？

学生讨论交流

及时总结在知识与学习方法上的收获，使知识内化形成学生的能力

【教学流程图】

【教学反思】

1、本节课打破了课本原有的编排顺序，使教学沿着“体验——思考——分析——探究——应用”的思路逐一展开。

首先利用具体情境来调动学生学习的积极性，增强学习的动力，激发学生的兴趣，然后引导学生进行分析思考支发现问题，通过学生间的交流与讨论，动手操作使学生更真切的感受到物理学就在我们身边，最后应用所学习的知识解决实际问题，使学生的能力得到进一步的提高。

2、本节课充分体现了由“教教材”到“用教材”的转变。

具体表现为在教材处理上教师没有按课本的编排顺序即：

动能的概念——探究动能的大小与什么因素有关——应用——重力势能的概念——探究重力势能的大小与什么因素有关——应用——弹性势能的概念这一顺序进行讲解，而是灵活的将重力势能、弹性势能的概念都提前与动能的概念起进行讲解，这便于学生找出各种能量的异同，加深对各种能量概念的理解，有利于突出教学的重点；将探究影响重力势能大小的因素作为学习了探究影响动能大小的因素的练习，这样一方面可以进一步强化学生对科学探究这种学习方法的运用，达到“授人以渔”的目的；另一方面有利于学生将影响动能和影响重力势能大小的因素进行对比，从而突破教学难点。