沪教版八年级物理第二学期第四章4.3机械能(3)机械能动能和势能的转化 教学设计

机械能（势能）一、教学任务分析能量是物理学中的重要概念之一，而机械能是常见“能量”中的一种形式，是学习各种不同形式能的基础。

本课时是八年级第四章第三节“机械能”的第一课时：势能。

主要学习的内容是能量的概念，重力势能的概念及其影响因素，弹性势能的概念及其影响因素。

本节课的学习，为学生进一步学习动能、动能和势能的相互转化、机械能做好铺垫。

本节课的学习需要以机械功等知识为基础，还需要学生具备基本的运用控制变量方法研究问题的能力以及实验方案设计、动手操作能力和用科学规范的语言描述物理现象、归纳实验结论的能力。

同时能量是一个比较抽象的概念，对于初中生来说，认识它比较困难，只能通过有关的物理现象如：重锤打桩、射箭等，来确定它的存在。

但是作为八年级的学生，他们对能（势能）的认识、观察能力、分析能力还有待于提高。

本节课以学生活动体验为基础，利用物体能对外做功就具有能的认识来建立能的概念，通过自身体验重力势能和观察弹性势能的演示实验引发学生发现问题、提出猜想、利用已掌握的物理方法（控制变量法）和实验技能进一步研究影响重力势能和弹性势能大小因素。

本节课的教学要激励学生主动参与积极合作探究过程，在动手设计和实验探究影响重力势能和弹性势能大小因素的过程中，获得亲自动手和设计实验的乐趣，感受实验探究中的控制变量法和猜想、分析、归纳等思维方法，提高细致观察、科学描述的能力。

二、教学目标1、知识与技能（1）知道能量的概念；知道重力势能和弹性势能。

（2）知道影响重力势能和弹性势能的因素（3）知道势能在生产和生活中的利用与危害的防止。

2、过程与方法经历探究影响重力势能和弹性势能大小因素的实验过程，认识用科学语言描述物理现象和规律的方法，感受实验探究中的控制变量法和猜想、分析、归纳等思维方法。

3、情感、态度与价值观(1)在探究影响重力势能和弹性势能大小因素的实验过程中，养成严谨的科学态度、勇于探索创新的科学精神及与人合作交流的团队意识。

势能(一)教学目的1.了解能量的初步概念。

2.知道什么是势能及影响势能大小的因素。

(二)教具钢球，木块，橡皮筋，弹簧等。

(三)教学过程1.复习鉴于能量和功的概念有密切的联系，所以通过"怎样才算做了功"的提问，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。

出示一木块，并将其置于水平桌面上。

说明木块受重力的作用，但木块没有在重力方向上运动，所以重力对木块没有做功。

继而用手推动木块，使木块运动一段距离。

在此过程中，重力仍然没有做功，手的推力做了功。

进而强调力和在力的方向上通过的距离是功的两要素，且功的大小就等于两者的乘积。

2.引入新课演示钢球在水平桌面上撞击木块，使木块移动了一段距离。

让学生分析碰撞过程中，做没做功?利用学生分析的结果"钢球对木块做了功"引入能量的概念：一个物体能够做功，我们就说它具有能量。

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。

3.新课物体具有能量的形式是多种多样的，以后我们将逐步理解各种形式的能量。

（1）重力势能：被举高的重物，也能够做功。

例如：举高的铅球，落地时能将地面砸个坑；举高的夯落下时能把木桩打入地里。

举高的物体具有的能量叫重力势能。

(视频演示) 列举事例说明：物体的质量越大，举得越高，它具有的重力势能越大。

如：举起同样高度的铅球和乒乓球，铅球落下时做的功多，具有的重力势能大。

铅球举得越高，具有的重力势能就越大。

引导学生讨论树上结的苹果是否有重力势能?通过讨论使学生理解"一个物体能够做功"的含义。

能够做功仅仅说物体具有了做功的"本领"，但不一定做了功。

树上结的苹果虽然没有做功，但只要它从树上掉下来就能做功，所以我们说它具有重力势能。

（2）弹性势能：因为物体发生弹性变形变而具有的能量。

课题：初中物理第二册4.3机械能
一、教学目标：
1、准确理解能、动能、势能的概念，体现在能动用能、动能和势能的概念识别和解释相关的物理现象。

2、通过演示实验、实验现象的归纳和总结，培养学生观察、比较、归纳的水平。

3、逐步形成物质世界观，联系实际，养成良好的行为习惯。

二、重点难点分析：
能、动能、势能概念的建立。

三、教学方法：观察、猜测、实验归纳法。

四、教具：自制演示教具、ppt。

五、教材和学情的整合
学生日常生活中观察到的机械运动是很多的。

怎样把观察到的现象和抽象的动能和势能这些概念联系到一起？在本章教学中重视形象思维的教学是非常必要的。

们理解客观世界首先用的是形象思维，而不是抽象思维，也就是人的思维发展是从具体到抽象。

能够说形象思维是思维的基础和源泉。

客观事物在人头脑里留下的印象，心理学上叫表象．形象思维是人们依据形象实行直觉的思维活动，是人们通过形象的理解形式，对客观世界本质和规律的理解和反映。

在讲授动能、势能的时候，要重视以相关的表象为支柱，注意学生头脑中表象的积累，并引导学生头脑中表象的运动，实行创造性的想象，发展他们的形象思维．在讲授动能、重力势能、弹性势能时，会联想生活实际、猜测、观察实验之后，分析归纳实验结论，从而既掌握了这些概念和规律，又提升了形象思维的水平。

在教学中要重视观察、实验在思维教学中的基础作用，还要把知识的传授和思维水平的培养密切结合起来。

机械能的转化一、教学目标1、知识与技能（1）理解动能和势能能够相互转化并能举例说明。

2、过程与方法经历能的转化研究过程，理解用科学语言描述物理现象和规律的方法，感受实验探究中的控制变量法和猜想、分析、归纳等思维方法。

3、情感、态度与价值观（1）关心机械能的转化与人们生活的联系，有将机械能应用于生活的意识。

知道生活中常见的机械能转化实例，能根据本节所学知识判断是否有危险性，增强生命安全意识。

二、教学重点和难点重点：动能和势能的转化。

难点：对相关动能和势能相互转化的简单物理现象的解释。

三、教学资源学生实验器材：身边的文具用品等。

演示用实验器材：滚摆，单摆，乒乓球，弹簧，小车，木板。

电化教具：多媒体课件四、教学过程1．引入新课观看荡秋千卡通图片，复习动能和重力势能的知识，并引出本节内容机械能的转化。

2．新课教学实验1：单摆实验。

演示单摆，引导学生观察摆球在高度最大处和最低点的速度大小，说明动能和重力势能的变化情况，进而说明动能和势能的相互转化。

此实验摆绳宜长些，摆球宜重些。

分析单摆实验时，摆球高度的变化比较直观，而判断摆球速度大小的变化比较困难，能够从摆球在最高点前后运动方向不同，分析摆球运动到最高点时的速度为零，作为这个难点的突破口。

实验2：滚摆实验。

观察滚摆实验，实验时要注意观察：滚摆在下降过程中速度如何变化；上升阶段速度如何变化．注意分析的问题：到最高点时，高度、速度特点；说明了什么；到最低点时，高度、速度特点；说明了什么；在下降过程中，高度、速度如何变化，说明了什么；在上升过程中，高度、速度如何变化，说明了什么．实验结论：物体的动能和重力势能能够相互转化．综述实验1、2，说明动能和重力势能是能够相互转化的。

由此引导学生知道动能和重力势能能够相互转化有其自身的好处也有危险之处，比如在山路上行驶，看到远处高山上有一巨石正摇摇欲坠，学生能马上判断，此石有巨大的重力势能下落过程中会转化为很大的动能，所以威胁着自己的生命安全，不能继续前行。

第四章4.3机械能一、教学任务分析本节学习的主要内容有能量的概念、机械能的形式、影响机械能大小因素以及机械能的转化和守恒。

本节是能量的启蒙学习，是后继学习功的原理、电能、内能的基础，对高中能量变化与守恒的进一步学习也有一定的影响。

前面所学的机械功知识已经为能的概念建立做好了铺垫，学生对进一步研究机械能所需的感性材料也很丰富，如：拉弓射箭、重锤打桩、水车运转、飞车冲撞、撑杆跳、拍球等等，但对这些现象缺乏仔细观察、理性的思考和科学的归纳。

教学中要指引学生以生活实践为基础，利用机械功这个知识杠杆“撬开”能的概念，再利用已掌握的物理方法和实验技能进一步研究机械能的形式、影响机械能大小因素以及机械能的转化。

教学中要激励学生主动参与积极合作，在动手设计使物体具有能的小实验和分组实验探究重力势能（动能）与相关因素间关系的实验过程中，获得亲自动手设计实验的乐趣，提升细致观察、科学描述的水平。

二、教学目标1.知识与技能（1）知道机械能包括重力势能、弹性势能和动能。

（2）知道影响物体重力势能、弹性势能和动能大小的因素。

（3）知道重力势能和动能间能够相互转化，能判断重力势能和动能大小变化。

2.过程与方法经历重力势能（动能）概念的形成过程、重力势能（动能）与相关因素间关系的实验探究过程以及能的转化研究过程，理解用科学语言描述物理现象和规律的方法，感受实验探究中的控制变量法和猜想、分析、归纳等思维方法。

3.情感、态度与价值观（1）通过了解机械能在生活、生产、科技中应用事例，激发学习物理的兴趣。

（2）在研究重力势能和动能大小与各自相关因素间关系的实验过程中，感悟同学间的团结、合作与交流的作用。

三、教学重点和难点重点：研究重力势能和动能大小分别与什么因素相关的实验过程。

难点：能的概念和能的转化意义。

四、教学资源1.学生实验器材（每六人一套）：大词典、钢（塑料）尺、橡皮筋、沙槽、橡皮泥、弹簧、自制“重力势能实验器”、大小不同的铁球、滑车、斜面、木块、小球、学生活动卡等。

第四章4.3机械能—动能一、教学任务分析本节学习的主要内容有能量的概念、机械能的形式、影响动能大小因素。

本节是能量的启蒙学习，是后继学习功的原理、电能、内能的基础。

前面所学的机械功知识已经为能的概念建立做好了铺垫，学生对进一步研究机械能所需的感性材料也很丰富，但对这些材料缺乏理性的思考和科学的归纳。

教学中要指引学生以生活实践为基础，利用机械功这个知识杠杆“撬开”能的概念，再利用已掌握的物理方法和实验技能进一步研究机械能的形式、影响动能大小因素。

在探究动能与相关因素间关系的分组实验过程中，激励学生主动参与积极合作，获得亲自动手设计实验的乐趣，提高细致观察、科学描述的能力。

二、教学目标（1）知道机械能包括重力势能、弹性势能和动能，知道影响物体动能大小的因素。

（2）经历动能概念的形成过程、动能与相关因素间关系的实验探究过程，感受实验探究中的控制变量法和猜想、分析、归纳等思维方法。

（3）在研究动能大小与相关因素间关系的实验过程中，感悟同学间合作与交流的作用。

三、教学重点和难点重点：探究动能大小分别与什么因素有关的实验过程。

难点：能的概念和物体下滑高度与速度关系。

四、教学设计思路动能是机械能的一节内容，该节内容知识面宽，但难度不大又能密切联系学生的实际生活。

本节教学设计的思路是通过大量自然现象及生活实例，让学生去想、去做、去表达、去领悟，使学生真实感受到能量的存在，会探究动能与质量和速度关系，为学生进一步理解能量打下基础。

五、教学流程图六、教学过程（一）引入1.视频导入：2011年日本大海啸。

提出问题：（1）奔腾的海水做功了吗？（2）奔腾的海水为什么能够做功？（二）新课2.能的概念（1）概念：如果一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。

能就是物体做功本领。

（如海啸时房屋、海堤被冲走）（2）教师演示小实验教师演示：高举的重球、拉伸的皮筋，都能做功也具有机械能。

（3）问题：具有能的物体是否一定是正在做功？3.机械能的形式（1）学生活动PPT呈现：拉弓射箭、重锤打桩、水车运转、飞车冲撞、撑杆跳、拍球等。

合理利用机械能教学设计一、学习目标1.了解能量的初步概念；2.知道什么是动能、重力势能、弹性势能；3.初步理解动能大小与哪些因素相关，知道重力势能、弹性势能、弹性势能与哪些因素相关。

4.能通过实例解释相关动能、重力势能、弹性势能之间相互转化的简单现象。

二、教学重难点重点：理解动能、势能；知道影响动能、势能大小的因素。

难点：用控制变量法研究影响动能、势能大小的因素，准确辨析机械能的转化三、学习过程（一）创设情景，引入新课1962年11月在美国马里兰州上空，一架正在飞行的子爵号飞机与一只天鹅相撞，使飞机坠毁。

机上17人全部死亡。

问小小的飞鸟为什么能对飞机产生这么大的破坏力?二、自主学习1、一个物体____________，我们就说这个物体具有能。

物体能够做的功越多，说明具有的能量就越______。

能量的单位是_________。

2、运动的钢球，流动的空气，水共同特点：它们都在________，都在对外________，因而都具有________。

这种形式的能叫________。

3、物体的动能大小与________、________相关：关系是_______、______。

4、_____________________叫重力势能，与物体_______、_______相关。

物体因为发生______具有的能叫弹性势能，物体弹性势能的大小与______相关。

三、课堂探究探究点一：动能的大小与什么因素相关1、如狂风能吹倒大树,而微风只能使树枝摇动。

猜测：动能的大小可能与________相关。

2同样速度行驶的大货车和出租车，假设撞在电线杆上，货车将其撞弯的水准要比出租车严重。

猜测：动能的大小可能与________相关3、设计本实验的目的是探究_______________________________________.4、实验中是通过观察来反映小球的动能的大小。

5、让质量不同的钢球从同一高度滚下是为了_______________________。