10.1 机械能 第1课时 动能和势能
教学目标
一、知识与技能
知道动能和势能的概念及其影响因素。
二、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。
三、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。
教学重难点
教学重点
通过实例说明物体的动能和势能。动能和重力势能概念的理解直接影响学生对机械能概念的理解，也是学习内能的基础，它是学生将能量概念具体化认识的基础，因此动能和势能概念的学习是本节的重点。对于这两个重要概念的落实可让学生自己用身边的器材，采用探究的方法了解动能大小跟速度、质量的关系，势能的大小与哪些因素有关，动能和势能的相互转化。研究过程注重研究方法的引导，通过探究活动进一步体会控制变量的科学方法，培养观察、分析和推理能力等。
教学难点
引导学生探究影响动能和势能大小的因素。
教学过程
教学准备
铜柱，铝柱，斜面，塑料盒，钢球道具、杯子、沙子、弹弓、橡皮筋、直尺等。
新课引入
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？
新课讲解
知识点1 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。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动能。一切运动的物体都具有动能。
2．探究动能的大小的影响因素。
请同学们想办法使桌面上的铜块具有动能。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。那么动能的大小决定于哪些因素呢？现在我们通过实验来研究。
学生实验并记录数据进行分析。
这是个木板，我们把圆柱体放到斜面上令其滚下，到达平面上击打一个盒子，推动盒子做功，根据木块被推动的距离远近来判断圆柱体具有的动能的大小。
（学生分组实验）转换法、类比法（斜面小车实验）
第一次，我们使同一铝球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，我们换一个体积相同的铜块，从同一位置由静止开始滚下，到达平面上时和刚才的铝球具有同样的速度，再观察木块被推动的距离。很显然，第二次木块被推的距离比第一次远得多。说明铜球做的功多，也就是铜球具有的动能大。
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质量和速度有关，速度相同时，质量越大，动能越大。同一个物体，速度越大，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2 认识势能
1．重力势能
教师将“钢球”道具举到一位学生的头顶，学生表示担心，引出重力势能的概念。
被举高的物体具有的能叫重力势能。
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让人受伤）。
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，让人受伤。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；然后让学生用弯曲的尺子使橡皮移动一段距离。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
定义
动能
影响因素
能量 机械能
（单位：焦J） 定义
重力势能
势能 影响因素
定义
弹性势能 影响因素
教学反思
本节尝试采用了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、自己去总结，主动地去建构知识。
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以后，都再次组织了引导学生举例、讨论的活动，进一步联系实际生活，使知识得以内化。并通过联系实际向学生展示了物理知识广泛的应用价值，使学生感受到物理知识处处有用，从而激发学生学好物理的积极性。
为了突出能量转化的思想，使学生加深对动能和势能之间相互转化的理解，教师在教学的最后组织学生结合教材“你知道吗？”栏目的内容，交流对风能水能的认识，既开阔了学生的知识面，又丰富了学生的感性认识，也体现了从生活走向了物理，从物理走向社会的教育理念。
110.1 机械能 第2课时 动能和势能的转化
教学目标
一、知识与技能
（1）知道动能和势能间相互转化的规律。
（2）知道什么是机械能及机械能的单位。
二、过程与方法
（1）通过对机械能的学习，体会自然界存在不同形式的能量，各种不同形式的能量可以相互转化。
（2）学习从物理现象中总结归纳科学规律的方法。
三、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。
教学重难点
教学重点
1. 理解动能、重力势能的概念。
2. 学习运用控制变量的方法研究问题。
教学难点
动能和势能间相互转化规律。对于机械能间的相互转化，可以通过让学生利用动能和势能相互转化的原理自制一个小装置或小玩具这样的活动进一步加深对动能、势能的理解，同时培养学生的创造能力和创新精神。
教学过程
教学准备
铜柱，铝柱，斜面，塑料盒，钢球道具、杯子、沙子、弹弓、橡皮筋、直尺等。
新课引入
（1）让学生分析在桌面上滚动的钢球具有什么能 通过分析得知滚动的钢球既有动能，又有势能。
（2）做单摆和滚摆实验，学生确定滚摆(或单摆)在运动过程中何处动能最大，何处势能最大分析动能和势能是如何转化的。并让学生列举其它动、势能转化的例子。
（3）提出问题：动能和势能间相互转化有什么规律？
（4）通过课本图10－5单摆和滚摆实验进行探究，让滚摆第一次由最高点滚下，上升后还能大体回到原来的出发点。再继续观察，滚摆每次上升的高度逐渐减小。让学生尝试分析其中的原因。
新课讲解
知识点1 机械能及其转化
情境：图片展示（水平地面上行驶的汽车、高山上静止的人、高空飞行的鸟）
问题1：它们具有哪些能？你的判断依据是什么？
得出：动能与势能统称机械能。
问题2： 动能与势能之间能够相互转化吗？如能相互转化，请你举出你见过的动能与势能相互转化的例子？在相互转化的过程中遵从什么规律？
演示：演示单摆实验（配合播放单摆的频闪捕捉慢镜头的视频或者图片）
实验前提醒学生观察时思考：单摆在最高处释放前具有什么能？当单摆左右摆动时，它的运动速度和质量，高度如何变化？动能如何变化？它的重力势能如何变化？是什么能向什么能转化？
学生观察思考同时完成下表。
摆球的位置 A点 A B B点 B C C点
速度 0 逐渐增大 最大 逐渐减小 0
动能 0 逐渐增大 最大 逐渐减小 0
高度 最大 逐渐减小 最小 逐渐增大 最大
重力势能 最大 逐渐减小 最小 逐渐增大 最大
学生讨论交流，得出规律：单摆在摆动的过程中，动能增大时势能是减小的，势能增大时动能是减小的。
得出：单摆在摆动过程中的动能和势能发生了相互转化。
归纳得出：单摆最终会停下来，说明机械能总量减少了，因为单摆要克服摩擦做功，机械能变成内能了。
教师总结：大量实验表明，物体的动能和势能之间是可以相互转化的。在只有动能和势能相互转化的过程中，机械能的总量保持不变，即机械能是守恒的。
问题：举一个物体的动能和势能相互转化的例子，并说明能的转化过程。
学生观看影像资料：水能和风能的利用。
布置实践活动：课下通过收集有关水能和风能的资料，下节课时进行交流汇报。
板书设计
机 械 能
一个物体能够对外做功，我们就说它具有能量。物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。
能量的单位：焦（J ）
动能和势能的和称为机械能。
教学反思
本节尝试采用了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、自己去总结，主动地去建构知识。
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以后，都再次组织了引导学生举例、讨论的活动，进一步联系实际生活，使知识得以内化。并通过联系实际向学生展示了物理知识广泛的应用价值，使学生感受到物理知识处处有用，从而激发学生学好物理的积极性。
为了突出能量转化的思想，使学生加深对动能和势能之间相互转化的理解，教师在教学的最后组织学生结合教材“你知道吗？”栏目的内容，交流对风能水能的认识，既开阔了学生的知识面，又丰富了学生的感性认识，也体现了从生活走向了物理，从物理走向社会的教育理念。
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