教学资源

王俊良:动能和势能教案 

更新时间:2015-1-4 19:02:32 浏览:1082次
 

(一)教学目标

1、知识和技能

初步了解能量的概念和单位

知道什么是动能及影响动能大小的因素

知道什么是势能及影响动能大小的因素

2、过程与方法

通过探究质量不同的铁球从同一高度落下及同一铁球从不同高度落下使火柴盒运动后移动的距离来理解影响动能的因素;

通过探究质量不同的铁球从同一高度落下及同一铁球从不同高度落下使灰粉凹陷的程度来判断影响势能的因素

3、情感、态度、价值观

通过探究得出影响动能和势能的因素,让学生获得成功的喜悦

 

(二)教学重难点

教学重点:理解动能和重力势能。

教学难点:能的概念的建立。

 

(三)教具

斜槽,钢球,木块,橡皮筋,压缩弹簧,玩具手枪,报纸等。

 

(四)教学过程

一、能量介绍:

动能与势能都是能量的其中之一,先让学生了解好能量的概念对本节的学习有益。我们先请学生看一段视频(奔驰的动车组)。从自身的感受来说,学生能接受车头是具有能量的,从物理学角度来说,由于车头对车厢做了功,所以我们说,车头具有能量。提问:什么样的物体具有能量?学生回答完后教师总结:如果一个物体能够对外做功,我们就说他具有能量。能量简称为“能”。鉴于能量和功的概念有密切的联系,引导学生进一步理解力的作用成效、功的两要素。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。

二、新课教学:

在学生理解了能量的概念以及能量与功之间的关系后,我们先通过三个小实验让学生直观的感受到能量的存在,同时学生也能体会到虽然三个物体都具有能量,但他们是玩全不同的三种类型,这自然使学生联想到他们虽然都具有能量,但能量的种类可能不同,这样就便于我们展开下一步的教学,同时要结合好刚才的能量理论,让学生也能从理论角度来理解同一件事情,也符合我们理论联系实际的思路。

先请同学做玩具手枪击穿报纸的实验,提问:子弹能击穿报纸说明什么?回答:说明子弹具有能量。接下来的教学要让学生理解子弹之所以具有如此大的能量,是因为它的速度,换而言之,如果子弹是静止的,那它绝不能达到这样的效果。所以我们得出结论:这种能量是由于物体的运动而具有的。类比其它的动运物体。我们可以得出运动的物体都具有能量,物理学中把这种能量叫做“动能”。接下来提问:什么叫动能?回答:物体由于运动而具有的能,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。

再请学生与老师共同演示:让铁球从高处自由落下也可以砸破报纸,引导学生来思考:铁球同样也可以砸破报纸说明什么?说明它与了弹一样同样具有能量,但却不是动能,这种能量与高度有关。如果铁球只是处于较低的地方,就并不能达到这样的效果。所以我们得出能量,除了运动的物体具有能量以外,高处的物体也具有能量,这种由于高度而获得的能量,我们称之为重力势能。接下来提问:什么叫重力势能?仿照动能的定义来回答:物体由于被举高而具有的能量,叫做重力势能。现引导学生广泛地列举事例,联系我们的生活,比如:海南经常发生一些椰子砸伤人、砸坏车的事件等等。

再演示第三个实验:让学生用拉伸的皮筋来弹破报纸。拉伸的皮筋与子弹、高处的铁球一样都可以击破报纸说明它也具有能量,但这又是一种新的种类的能量。只有拉伸的皮筋才能做到这点,而没有被拉伸的皮筋却做不到这点,说明这种能量是与物体的弹性形变有关。物理学中,我们把这种与弹性形变有关的能量叫做“弹性势能”。接下来提问:什么叫弹性势能?回答:物体由于发生弹性形变而具有的能,叫做弹性势能。

最后在讲解完三种不同的能以后,要说明:重力势能与弹性势能统称为“势能”。

通过以上的介绍,学生对三种不同的能已有基本的了解,为了巩固所学的知识我们设计了两个小练习:

1、展示六幅不同的图片让学生根据他们所具有的不同的能进行分类。2、展示限速路牌,为什么大车与小车要进行不同的限速。从而引出不同的物体动能大小可能不同,为下面的内容展开做好铺垫。

动能有大小之分,那么动能的大小到底与什么因素有关呢?请同学们根据自己的生活经验来先进行猜想。学生回答:质量、速度、体积、高度等等,其实同学们说的很多种因素是可以归纳为一种的,比如:体积和高度都是决定了物体的速度,所以我们猜想:动能的大小与物体的质量和速度有关。接下来我们来认识一下实验器材:斜面槽、小木块、铁球、玻璃球等,先给学生简介一下实验的过程:让小球从斜面自由滚下,然后撞击小木块。请同学们思考:本试验我们猜想了二个因素,这是个多因素的问题,在研究方法上我们应采取什么方法?学生回答:控制变量法。接了提问:那实验大体上可以分成几步?哪几步?学生回答:两大步:1、质量相同,研究速度与动能的关系。2、速度相同,研究质量与动能的关系。

这里要强调学生在试验中可能会碰到的几个问题:1、实验中我们怎样了解物体的动能大小?其实我们手头边并没有直接测量物体动能的仪器,但我们能不能间接的把物体的动能大小反映出来?学生思考后回答:可以以小木块被撞开的距离来判断出小球的动能大小。2、怎样来实行步骤二中的“速度相同”?学生思考后回答:可以让小球从同一高度自由滚下,那么他们到达平面时的速度一定是相同的。

这里的教学要注意几个问题,首先是要强调好控制变量法,这是我们初中阶段很重要的研究方法,要强调方法本身,不能只注意在这一个实验当中的应用。其次,我们在保证小球速度相同时,只能说明“高度决定速度”这个定义,不能过多的强调,学生的知识还不够进行深入的理解。

接下来请学生分组动手实验。实验时教师要共同参与,帮助学生一起实验。最后请学生上讲台来做“小老师”把他们的实验过程与结论展示给全体学生。教师适当的进行总结:

一、动能大小与物体质量有关,当速度一定时,质量越大,动能越大。二、动能大小还与物体的速度有关,当质量一定时,速度越大,动能越大。

既然物体的动能有大小之分,那重力势能呢?重力势能的大小又与什么因素有关呢?

也先请同学们进行猜想。结果是与质量和高度有关。这一点学生在学习完动能因素以后自己很容易得出。请学生们看看手头上的器材:铁球、玻璃球、沙槽。实验之间教师同样要提示学生注意以下事项:一、还是一个多因素问题,我们还得使用控制变量法。二、我们可以通过小球砸沙的深浅来反映出小球的重力势能的大小。然后请学生自主展示分组实验,教师参与其中,并与之深入交流。最后还是请一组学生上台来向全体学生汇报他们的实验过程与最后的结论:本实验一共分成两大步:1、研究质量与重力势能的关系。2、研究高度与重力势能的关系。最后结论:在质量相同时,物体的高度越高,重力势能越大。在高度相同时,物体的质量越大,重力势能越大。

最后的弹性势能与什么因素有关,主要由教师采取讲解法来教学,先请学生回忆我们这节课开始时做的一个小实验:用皮筋弹破报纸。在弹的时候我们发现,如果拉伸的尺度不够,想弹破报纸还是很因难的,必须拉的很长很紧才能弹破,这说明了什么?学生思考后回答:这说明弹性势能的大小与弹性形变的程度有关。教师最后补充:其实不仅如此,还如我们发生弹性形变物体本身的材质也有联系。比如弹簧与皮筋,在形变程度相同时,他们的弹性势能也不同,这就是材质的影响。另外还要把对弹性形变知识的复习也体现出来:解释弹性形变:物体受到外力作用而发生的形状变化,叫做形变。如果外力撤消,物体能够恢复原状,这种形变叫做弹性形变。列举事例说明物体的弹性形变。如:拉长的弹簧,压扁的皮球,弯曲的钢锯条,上紧的钟表发条等。

三、课堂小结和练习:

本节课我们学习了有关动能与势能的定义,以及他们分别受什么因素影响。我们学习物理就是为了运用到我们生活当中去,现在我就来看几个与之有关的练习。其中的一题是与课本上的小资料有联系的,主要让学生体会到,子弹的质量小,速度大,而牛的质量大,速度小,按理说是各有各的优势,但最终我们通地数据发现,牛的动能与子弹的动能根本不是一个级别上的,这说明了速度更能影响到物体的动能,因此我们说“速度是影响动能的主导因素。”

 

(五)说明

1、能是物理学的重要概念之一,但它比较抽象。对于初中学生来说,认识它比较困难。应紧扣教材,从理解“一个物体能够做功”的含义来认识能量。这实际上是说“能是物体做功的本领”。尽管这种说法不甚严谨,但比较通俗、易懂。

2、关于动能,应讲明运动的物体能够对其他物体施力,并推动物体做功,所以它具有能量

3、势能应是物体系统)所共有。举高的重锤能够做功,应当是重锤和地球组成的系统具有势能。而重力势能表现它做功本领时,通常有一个重力势能先转化为动能的过程。但在本节课中都不宜引入这些内容。只能让学生粗略地知道,举起的物体能够做功。

4、势能的大小是相对的。对初中学生来说也不能引入势能的相对性。只能统一地用地面做为零势能面来分析问题。

 

(六)板书设计

能量:物体能够对外做功,我们就说他具有能量。

动能:物体由于运动而具有的能。与“质量”和“速度”有关。