第四节 机械能 教学设计
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文档简介
1教学目标
一、知识与技能：
1、了解动能、重力势能和弹性势能的初步概念。
2、了解决定动能、势能的因素
3、知道动能、势能的可以相互转化
4、知道机械能守恒的含义
5、进一步提高实验操作能力
二、过程与方法
培养学生提出科学猜想和假设的能力
初步领会用控制变量法研究科学规律的思路
提高学生实验观察、分析、比较、归纳、概括等能力
三、科学态度、情感、价值观
1、在动能、势能的学习过程中体验实验对科学探究的作用
2、在活动中体验探究知识的乐趣和成功的喜悦，激发求知欲和好奇心
3、通过人造龙卷风发电的阅读，培养学生科学发明创造的想象力。
2教学准备
1、教师教具：玩具小车、钩码、滑轮、斜槽、大（小）钢球、木块、弹簧各一套
2、学生实验器材每小组一套：大沙袋、小沙袋、一盆细沙、四角钉有长铁钉的木板、小风车、溜溜球、筷子、单摆
3、多媒体课件
3重点难点
教学重点：动能、势能的大小、势能和动能的相互转换
教学难点：能量的概念、机械能守恒
教学活动
活动1【导入】复习导入
复习引入
演示：将一木块放在水平桌面上，用手推木块在水平面上运动一段距离
师：推力和重力是否都做了功？为什么？
生：推力做了功，重力没有做功。做功的两个必要因素是A、作用在物体上的力；B、物体在力的方向上移动的距离。
师：请大家举些物体做功的例子
生答略。
师：一个运动的物体（例小汽车）能否对其他物体做功？一个举高的钩码落下能否对其他物体做功？一个用手拉长的弹簧在释放后能否对靠近它的物体做功？
学生思考并回答
演示：A、玩具小车拉动木块；B、举高的钩码落下拉动木块（通过滑轮）;C、一个用手拉长的弹簧在释放后拉动木块。
A B C
师：在这些不同的现象中，有哪个共同的东西把它们联系起来？
生1：在做功。
生2：运动的玩具小车、举高的钩码、拉长的弹簧都能做功。
师：对，我们就说这三个能做功的物体具有能量。
活动2【活动】新课教学
（一）、能量：如果一个物体能够对另一个物体做功，我们就说这个物体具有能量（板书），简称能。能反映了物体做功的本领，不同的物体做功的本领不同，一个物体能够做功越多，表示这个物体的能量越大。
师：流水推动水轮机转动，流水有无能量？为什么？
生：流水对水轮机做了功，流水有能量
师：树上的苹果有无能量？为什么？
生1：没有能量，它没有做功。
生2：有能量，它可以做功。
师：能够做功是否一定做了功？（略停顿）不是！树上结的苹果虽然没有做功，但它能否做功？
生：能，只要它从树上掉下来就能做功。
师：所以我们说它具有能。所以判断物体是否有能量，只看它能否做功。
请学生举例具有能量的物体（略）
师：物体具有能量的形式是多种多样的，下面我们来认识几种形式的能量。
师：大家拿起桌上的小风车，向它吹气…
学生操作。
师：小风车为什么会转起来？
生：空气在推它。
师：原来也有空气，小风车为什么不会转？
生：原来的空气不动。吹出来的空气在流动。
师：流动的空气才能够对小风车做功具有能量。就如刚才停止的玩具小车不能拉动木块，当玩具小车运动起来拉动木块做功才具有能量。下面我们再来看个钢球推动木块的实验，思考钢球什么情况具有能量。
演示：1、钢球停靠着木块不动。2、钢球从斜槽上滚下推动木块。
生：滚动的钢球才具有能量。
师：流动的水、空气、运动的玩具小车、滚动的钢球为什么都具有能量？
生：因为都在运动。
师：对，物体由于运动而具有的能叫做动能。物体动能的大小表现在它对其他物体所能做的功的大小。
（二）、（板书）动能
师：除流动的水、空气、运动的玩具小车具有动能外，还有哪些物体具有动能？
生1：飞行的飞机、运动的锤子
生2：行驶的汽车、运行中的列车、跑动着的运动员
生3：飞行中的子弹头，滚动着的钢球，运行中的人造地球卫星…
师：说得好，一切运动的物体都具有动能。
设问：物体动能多少不尽相同，如狂风能吹倒大树，而微风只能使树枝摇动。动能的大小跟哪些因素有关呢？
学生讨论并提出猜想：与速度有关；与质量有关；与。。。
教师出示相关教具（斜槽、不同质量的钢球、木块等）边演示边引导：
钢球从斜面滚下推动木块，说明什么？（生：滚下的钢球具有动能。）不同质量钢球从斜面不同高度滚下推动木块的距离不同，说明什么？（生：钢球具有不同的动能）如何实现质量相同时，钢球推动木块的速度不同？（生：只要让同一钢球从不同高度滚下就可以了）那让我们用实验证实一下。
演示：将质量相同的两个钢球，同时从斜槽的最高点和接近斜槽底部的位置释放，从最高点滚下的钢球能在水平槽上追上从接近底部滚下的钢球。实验表明从高处滚下的钢球速度大。
学生讨论实验方案。
演示：1、将同一钢球从两个不同高度滚下，让学生观察钢球推动木块的距离。
记录数据。
结论：质量相同时，物体的动能与速度有关，速度越大，物体的动能越大。
演示：2、换用不同质量的钢球，从同一高度让其滚下，让学生观察钢球推动木块的距离。
记录数据。
结论：速度相同时，运动物体的质量越大，动能就越大。
归纳小结：物体的动能与物体的质量和速度有关，质量越大、速度越大，物体具有的动能越大。（板书）
回顾：演示B：被举高的钩码落下拉动木块（通过滑轮），C：一个用手拉长的弹簧在释放后拉动木块。
师：举高的钩码、拉长的弹簧是否都有具有能？（是）它们跟前面的动能一样么？
生：它们不是由于运动而具有动能，不一样。
师：我们把因举高或发生弹性形变的物体具有的能叫势能。
（三）、（板书）势能
重力势能：因被举高而能够做功的物体所具有的能量（板书）
学生阅读课文“重锤打桩”图片讨论重锤的重力势能
师：举例还有哪些物体具有重力势能？
生1：被举高的夯，被举高的打桩机的重锤，高坝中的水，置于斜面上的钢球
生2：山顶上的石头，举高的铅球，悬吊在高空中的钢梁
生3：放在高楼阳台边沿的花盆，搁上货架的金属球，，悬空的起重臂。。。。
师：手中的乒乓球和铅球落下砸到泥地效果一样么？为什么？
生：不一样，做功多少不同，重力势能大小不同
师：很好，那么物体重力势能的大小与哪些因素有关？
学生活动：（参照课本P79）
小结：物体的重力势能与物体的质量和被举的高度有关.物体的质量越大,被举得越高它具有的重力势能就越大. （板书）
师：还有一类物体如拉长（压缩）的弹簧、被踩弯的跳板等也能做功积聚着势能，称为弹性势能
2、弹性势能：当弹性物体被拉伸、压缩或弯曲时所具有的能量（板书）
师生共同举例：被拉长的橡皮筋、被压缩（或拉伸）的弹簧、拉满的弓，弯曲的锯条、拉长的橡皮盘、钟表中卷紧的发条、被弯曲的撑杆（竹片，条形橡皮擦），受压的席梦思床垫等都具有弹性势能
问：物体弹性势能的大小与哪些因素有关？
教师提示演示实验C并观看多媒体课件，学生讨论（略）
小结：弹性形变程度越大， 弹性势能越大（板书）
师：静止在桌面上的钢球是否具有能量
生：具有重力势能
师：在桌面上滚动的钢球具有什么能
生：既有动能，又有势能。
师：动能和势能统称为机械能（板书）
动能、势能和机械能的国际单位：焦耳（J），简称焦。
（多媒体展示）
活动3【练习】巩固练习
1、停靠在站台旁的列车有无动能？为什么？
2、以相同速度行驶的满载货车与空载货车动能谁大？为什么？
3、小汽车在高速公路上快速行驶与小汽车遇到塞车慢速行驶时哪种动能大？为什么？
4、在空中飞行的球，它具有的重力势能是5焦，具有的动能是4焦，这只球具有的总机械能是多少
5、在同一高度铅球和乒乓球具有的重力势能不相等，若使它们的重力势能相等，可采取哪些方法
6、从斜槽上端滚下的小球，它有没有重力势能 在它下滚的过程中重力势能的大小有没有变化 为什么 在滚下的过程中有没有动能 它的动能有没有变化 为什么
一、知识与技能：
1、了解动能、重力势能和弹性势能的初步概念。
2、了解决定动能、势能的因素
3、知道动能、势能的可以相互转化
4、知道机械能守恒的含义
5、进一步提高实验操作能力
二、过程与方法
培养学生提出科学猜想和假设的能力
初步领会用控制变量法研究科学规律的思路
提高学生实验观察、分析、比较、归纳、概括等能力
三、科学态度、情感、价值观
1、在动能、势能的学习过程中体验实验对科学探究的作用
2、在活动中体验探究知识的乐趣和成功的喜悦，激发求知欲和好奇心
3、通过人造龙卷风发电的阅读，培养学生科学发明创造的想象力。
2教学准备
1、教师教具：玩具小车、钩码、滑轮、斜槽、大（小）钢球、木块、弹簧各一套
2、学生实验器材每小组一套：大沙袋、小沙袋、一盆细沙、四角钉有长铁钉的木板、小风车、溜溜球、筷子、单摆
3、多媒体课件
3重点难点
教学重点：动能、势能的大小、势能和动能的相互转换
教学难点：能量的概念、机械能守恒
教学活动
活动1【导入】复习导入
复习引入
演示：将一木块放在水平桌面上，用手推木块在水平面上运动一段距离
师：推力和重力是否都做了功？为什么？
生：推力做了功，重力没有做功。做功的两个必要因素是A、作用在物体上的力；B、物体在力的方向上移动的距离。
师：请大家举些物体做功的例子
生答略。
师：一个运动的物体（例小汽车）能否对其他物体做功？一个举高的钩码落下能否对其他物体做功？一个用手拉长的弹簧在释放后能否对靠近它的物体做功？
学生思考并回答
演示：A、玩具小车拉动木块；B、举高的钩码落下拉动木块（通过滑轮）;C、一个用手拉长的弹簧在释放后拉动木块。
A B C
师：在这些不同的现象中，有哪个共同的东西把它们联系起来？
生1：在做功。
生2：运动的玩具小车、举高的钩码、拉长的弹簧都能做功。
师：对，我们就说这三个能做功的物体具有能量。
活动2【活动】新课教学
（一）、能量：如果一个物体能够对另一个物体做功，我们就说这个物体具有能量（板书），简称能。能反映了物体做功的本领，不同的物体做功的本领不同，一个物体能够做功越多，表示这个物体的能量越大。
师：流水推动水轮机转动，流水有无能量？为什么？
生：流水对水轮机做了功，流水有能量
师：树上的苹果有无能量？为什么？
生1：没有能量，它没有做功。
生2：有能量，它可以做功。
师：能够做功是否一定做了功？（略停顿）不是！树上结的苹果虽然没有做功，但它能否做功？
生：能，只要它从树上掉下来就能做功。
师：所以我们说它具有能。所以判断物体是否有能量，只看它能否做功。
请学生举例具有能量的物体（略）
师：物体具有能量的形式是多种多样的，下面我们来认识几种形式的能量。
师：大家拿起桌上的小风车，向它吹气…
学生操作。
师：小风车为什么会转起来？
生：空气在推它。
师：原来也有空气，小风车为什么不会转？
生：原来的空气不动。吹出来的空气在流动。
师：流动的空气才能够对小风车做功具有能量。就如刚才停止的玩具小车不能拉动木块，当玩具小车运动起来拉动木块做功才具有能量。下面我们再来看个钢球推动木块的实验，思考钢球什么情况具有能量。
演示：1、钢球停靠着木块不动。2、钢球从斜槽上滚下推动木块。
生：滚动的钢球才具有能量。
师：流动的水、空气、运动的玩具小车、滚动的钢球为什么都具有能量？
生：因为都在运动。
师：对，物体由于运动而具有的能叫做动能。物体动能的大小表现在它对其他物体所能做的功的大小。
（二）、（板书）动能
师：除流动的水、空气、运动的玩具小车具有动能外，还有哪些物体具有动能？
生1：飞行的飞机、运动的锤子
生2：行驶的汽车、运行中的列车、跑动着的运动员
生3：飞行中的子弹头，滚动着的钢球，运行中的人造地球卫星…
师：说得好，一切运动的物体都具有动能。
设问：物体动能多少不尽相同，如狂风能吹倒大树，而微风只能使树枝摇动。动能的大小跟哪些因素有关呢？
学生讨论并提出猜想：与速度有关；与质量有关；与。。。
教师出示相关教具（斜槽、不同质量的钢球、木块等）边演示边引导：
钢球从斜面滚下推动木块，说明什么？（生：滚下的钢球具有动能。）不同质量钢球从斜面不同高度滚下推动木块的距离不同，说明什么？（生：钢球具有不同的动能）如何实现质量相同时，钢球推动木块的速度不同？（生：只要让同一钢球从不同高度滚下就可以了）那让我们用实验证实一下。
演示：将质量相同的两个钢球，同时从斜槽的最高点和接近斜槽底部的位置释放，从最高点滚下的钢球能在水平槽上追上从接近底部滚下的钢球。实验表明从高处滚下的钢球速度大。
学生讨论实验方案。
演示：1、将同一钢球从两个不同高度滚下，让学生观察钢球推动木块的距离。
记录数据。
结论：质量相同时，物体的动能与速度有关，速度越大，物体的动能越大。
演示：2、换用不同质量的钢球，从同一高度让其滚下，让学生观察钢球推动木块的距离。
记录数据。
结论：速度相同时，运动物体的质量越大，动能就越大。
归纳小结：物体的动能与物体的质量和速度有关，质量越大、速度越大，物体具有的动能越大。（板书）
回顾：演示B：被举高的钩码落下拉动木块（通过滑轮），C：一个用手拉长的弹簧在释放后拉动木块。
师：举高的钩码、拉长的弹簧是否都有具有能？（是）它们跟前面的动能一样么？
生：它们不是由于运动而具有动能，不一样。
师：我们把因举高或发生弹性形变的物体具有的能叫势能。
（三）、（板书）势能
重力势能：因被举高而能够做功的物体所具有的能量（板书）
学生阅读课文“重锤打桩”图片讨论重锤的重力势能
师：举例还有哪些物体具有重力势能？
生1：被举高的夯，被举高的打桩机的重锤，高坝中的水，置于斜面上的钢球
生2：山顶上的石头，举高的铅球，悬吊在高空中的钢梁
生3：放在高楼阳台边沿的花盆，搁上货架的金属球，，悬空的起重臂。。。。
师：手中的乒乓球和铅球落下砸到泥地效果一样么？为什么？
生：不一样，做功多少不同，重力势能大小不同
师：很好，那么物体重力势能的大小与哪些因素有关？
学生活动：（参照课本P79）
小结：物体的重力势能与物体的质量和被举的高度有关.物体的质量越大,被举得越高它具有的重力势能就越大. （板书）
师：还有一类物体如拉长（压缩）的弹簧、被踩弯的跳板等也能做功积聚着势能，称为弹性势能
2、弹性势能：当弹性物体被拉伸、压缩或弯曲时所具有的能量（板书）
师生共同举例：被拉长的橡皮筋、被压缩（或拉伸）的弹簧、拉满的弓，弯曲的锯条、拉长的橡皮盘、钟表中卷紧的发条、被弯曲的撑杆（竹片，条形橡皮擦），受压的席梦思床垫等都具有弹性势能
问：物体弹性势能的大小与哪些因素有关？
教师提示演示实验C并观看多媒体课件，学生讨论（略）
小结：弹性形变程度越大， 弹性势能越大（板书）
师：静止在桌面上的钢球是否具有能量
生：具有重力势能
师：在桌面上滚动的钢球具有什么能
生：既有动能，又有势能。
师：动能和势能统称为机械能（板书）
动能、势能和机械能的国际单位：焦耳（J），简称焦。
（多媒体展示）
活动3【练习】巩固练习
1、停靠在站台旁的列车有无动能？为什么？
2、以相同速度行驶的满载货车与空载货车动能谁大？为什么？
3、小汽车在高速公路上快速行驶与小汽车遇到塞车慢速行驶时哪种动能大？为什么？
4、在空中飞行的球，它具有的重力势能是5焦，具有的动能是4焦，这只球具有的总机械能是多少
5、在同一高度铅球和乒乓球具有的重力势能不相等，若使它们的重力势能相等，可采取哪些方法
6、从斜槽上端滚下的小球，它有没有重力势能 在它下滚的过程中重力势能的大小有没有变化 为什么 在滚下的过程中有没有动能 它的动能有没有变化 为什么