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一、机械能
第1课时 动能和势能
eq \x(知识与技能)
知道动能和势能的概念及其影响因素。
eq \x(过程与方法)
通过观察认识动能和势能的存在。通过归纳概括得到动能和势能的概念。在探究实验中讨论并总结影响动能和势能的因素,巩固控制变量法、转换法和类比法的应用。
情感、态度与价值观
通过探究实验和合作学习,培养学生严谨的科学态度、敢于探索创新的科学精神及交流合作的团队意识。
eq \x(教学重点)
动能、势能的影响因素。
eq \x(教学难点)
引导学生探究影响动能和势能大小的因素。
eq \x(教具准备)
钢球、塑料球、斜面、木块、纸盒、弹弓、橡皮筋、直尺、金属块等。
新课引入
高空坠物的杀伤力到底有多大?
一个重1 kg的花盆从10楼坠落,其杀伤力堪比枪击。其实不止花盆,巴掌大的西瓜皮、麻将牌、鸡蛋等,如果从高空坠下砸中行人,也会造成很大的危害。
教师利用教具让从斜面滚下的小球钻入水平面上的纸盒,纸盒被推得越远,小球对纸盒做功越多,表明小球的动能越大。学生思考、讨论,发表各自的看法。
探究物体动能的大小与哪些因素有关?
知识点一 认识动能
1.什么样的物体具有动能?
让学生举例展示具有能量的物体的例子,屏幕上显示有关动能的图片,如急流的河水能把石头冲走,流水能做功;空气流动形成的风能做功等。这些物体能做功,它们都具有能。它们的能量是由于物体运动才具有的。
物理学中把物体由于运动而具有的能叫作动能。一切运动的物体都具有动能。
2.探究动能的影响因素。
请同学们想办法使桌面上的金属块具有动能。学生实际操作,让学生改变金属块动能的大小,并由此猜想动能大小的影响因素。引导学生通过实验进行探究,提醒学生注意控制变量法和转换法在实验中的应用。重点提醒学生怎样改变金属块的速度?怎样改变金属块的质量?怎样显示金属块动能的大小?
物体能够做的功越多,表示这个物体具有的能量越大。那么动能的大小取决于哪些因素呢?现在我们通过实验来研究。
学生实验并记录数据进行分析。
如图所示是个木板,我们把钢球放到斜面上使其滚下,到达平面上击打一个木块,推动木块做功,根据木块被推动的距离远近来判断钢球具有的动能的大小。
学生分组实验:转换法、类比法(斜面小车实验)。
第一次,我们使同一钢球甲从斜面的不同高度由静止开始滚下。注意木块被推的距离。
第二次,我们换一个质量稍大的钢球乙,从与钢球甲相同位置由静止开始滚下,到达平面上时和刚才的钢球甲具有同样的速度,再观察木块被推动的距离。很显然,第二次木块被推动的距离比第一次远得多。说明钢球乙做的功多,也就是钢球乙具有的动能大。
提问,这个实验说明了什么?(学生回答)
这个实验说明了物体的动能大小跟它的速度和质量有关,同一个物体,速度越大,动能越大。不同物体,速度相同时,质量越大,动能越大。
出示公路上对不同车型的限速情况,探讨为什么限速?又为什么不同车型限速不同?由交通安全过渡到人身安全(运动的物体具有动能,可能造成伤害。那静止的物体是否都安全呢)。
知识点二 认识势能
1.重力势能。
教师将“钢球”道具举到不同高度处落回学生手心,对于在较高处落回的情况学生表示有点担心,引出重力势能的概念。
被举高的物体具有的能叫作重力势能。
教师先用空心塑料球“伪装”的钢球从高处下落“检验”学生双手的反应速度,学生不敢伸手体验,引出“重力势能”的概念,再让钢球离手不足1厘米下落,学生欣然接受考验,最后揭开“钢球”的伪装,因为其质量很小,并不会砸伤手掌;让学生结合刚才的体验猜想重力势能的影响因素。
学生举出重力势能存在的实例。教师在屏幕上出示陨石坑的图片,和学生探讨后,用金属块砸向沙子,模拟陨石坑的形成过程,并得出重力势能的影响因素。
教师引导学生探讨工地上的工人戴安全帽的原因(为了防止高空坠物由于重力势能而使人受伤)。
2.弹性势能。
教师从口袋里掏出玩具弹弓,指出玩类似的玩具时,可能会一不小心“飞来横祸”,使人受伤。教师向无人处射出子弹,板书“弹性势能”。再让学生将子弹射得更远,谈感受,得出弹性势能的影响因素。
教师让学生拉伸橡皮筋,体验弹性势能;然后让学生用绷紧的橡皮筋使尺子移动一段距离。教师引导学生由这两个体验归纳出影响弹性势能大小的因素。
教师指名学生分析“弯弓射箭”的物理原理。
板书设计
本节尝试采用小组合作的方式进行学习,学生的活动多,学
习的主动性高。教师将课堂的时间尽最大可能还给了学生,强调了学生的学习体验和学习过程。积极、主动的学习情感有助于学生的学习。
在各环节的教学中,力图通过一系列的问题,启发学生思考、讨论、交流,促使学生自己去发现并总结,主动去建构知识。
在教学中有意识地渗透研究问题的方法,如控制变量法、转换法等。在每个概念建立起来后,都再次组织引导学生举例、讨论,进一步联系实际生活,使知识得以内化。
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