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第1章 机械能 第一章 机械能 (一)教材分析 　　从本章到第三章，教材讲述能的初步知识。在备课和教学时要认真分析教材特点，注意培养学生的概括归纳能力和分析解决实际问题的能力。 　　本章讲述的机械能是最常见的一种形式的能，是学习各种不同形式的能的起点。主要内容有：动能、势能及其相互转化，水能和风能的利用。 　　全章共分三节。第一节是“动能和势能”。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。教材接着列举风、流水等能够做功，以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。在此基础上，引入了动能的概念。然后，教材用实验说明动能的大小跟速度、质量的关系。这是为了培养学生观察分析能力，加深学生对动能的理解。势能的讲法跟动能一样，也是从做功的角度先引入势能的概念，再说明势能的大小跟哪些因素有关。最后，教材给出了机械能的概念并指出动能、势能以至机械能的单位都是焦耳。 　　第二节是“动能和势能的转化”。教材首先安排了麦克斯韦滚摆实验来说明动能和重力势能的相互转化，接着又安排了把用细线悬挂起来的金属小球拉到一定高度放开，以及木球与弹簧片碰撞两个实验，来说明动能和弹性势能的相互转化。使学生一开始就注意到动能和这两种势能都可以互相转化。在动能和势能相互转化过程中，机械能减少转化为内能的问题安排在下一章讲，在这里没有涉及。教材最后分析了人造卫星绕地球运行过程中动能和势能的相互转化，目的是加强物理知识与现代科技的联系，使学生了解他们所学的物理知识，也可以用来解释一些高科技中的问题，激发学生学习物理的兴趣。 　　第三节“水能和风能的利用”。这节属于选学内容。这节介绍了天然的机械能──水能、风能以及人类对它们的开发利用。这节教材的内容紧密联系实际，既是前两节内容的自然延伸，使学生形成对机械能比较具体全面的认识，又包含了大量爱国主义教育和国情教育因素，在教学中应充分发挥其教育功能。 (二)教学要求 　　1．理解动能、重力势能，知道弹性势能。 　　2．理解动能和势能可以相互转化。 (三)教学建议 　　本章教材共3节，建议安排3课时，每节1课时。 一、动能和势能 　　1．掌握教学的深广度 　　动能、重力势能和弹性势能都是基本概念，在初中应紧紧抓住“能够做功”和比较做功的大小，来讲解这几个概念。既要使学生理解每个概念的特征，又要认识其共性能够做功。在讲解重力势能时，学生对“举高的物体下落能够做功”不易接受。对书上提到的几个演示实验，学生看到的都是下落后运动的物体做功，不易从“运动物体做功”迁移到“举高的物体能够做功”。这一点不要急于在这一节课就完全搞清楚，讲过第二节动能和势能的转化之后，学生就会理解得更好一些。 　　2．新课的引入 　　（1）建议从学生日常生活中经常接触到的“能源”等问题引入新课。在报上，大家经常看到“开发能源”、“能源危机”、“节能先进”、“耗能大户”以及“原子能”、“电能”等等，在上述说法或术语中，都涉及到“能”。可见，“能”是一种很重要的东西。我们从本课开始，就将陆续学习一些有关能的基本知识。（或精选一篇涉及能源问题的新闻报道，请学生朗读引出课题） 　　（2）引入课题后，最好先与学生一起复习一下有关做功特别是功的单位，为认识能量和讨论能量大小作好知识准备。 　　（3）简要复习后，有条件的学校还可补充一些演示实验，比如，用上发条的汽车拖走小木块，电动离心水泵抽水，水轮机和风车等等，以加深能够做功的物体具有能的印象。 　　紧接上面讨论，可顺势引导学生思考能有大小和如何去判断能的大小。比如说，可以用风来举例：四、五级风能够推动帆船“逆水行舟”，八、九级风使大树“前仰后合”，而飓风能把大树连根拔起。显然，飓风能够做的功最多，它的能也最大。这样，自然地得出结论：能是有大小的，我们正是用物体能够做功的多少，去比较它们具有的能量的大小。 　　3．动能的初步概念 　　建议用飞鸟撞坏飞机这样的故事引入动能。有条件的学校，可接着安排几个简单的演示实验，比如风车实验，水流冲动水轮机模型，玩具手枪射出的子弹推动泡沫塑料块的实验。这些实验说明流动的空气、水流、运动的子弹都能够做功，也就是说，它们具有能量。然后引导学生思考：在这些实验中，空气、水、子弹为什么具有能量？它们有没有共同点？引导学生概括出结论：因为它们都在运动。然后给出动能的初步定义。 　　4．动能的大小与质量、速度有关