华师大版九年级科学上册 5.4 机械能(教案)

机械能教案

一、教材及学情分析
能是物理学中最重要的概念之一，它比较抽象，不易理解，是教学中的难点。从初一开始就出现能量的名词，在食物的消化吸收，光合作用，呼吸作用，化学反应，电能的学习，物态变化等都涉及到能量的转换，本章前面几节都在学习功的知识，通过本节学习，要让学生把功和能建立联系，从而理解能的概念，开启学生运用能的知识解释一些生活现象和一些题目的大门。通过最简单的能量形式--机械能的学习，理解能的概念。动能，势能的概念并不复杂，影响动能势能大小的因素也容易理解，所以本节的重点就是让学生理解能量的概念，通过设计两次实验，理解并强化如何判断能量的的大小——通过能做功的多少来判断能量的大小，并通过活动过程深刻理解记忆影响动能势能大小的因素。最后建立机械能的概念,通过本节课的学习，突出了物理教学是以观察、实验为基础的特点，激发了学生借助形象思维认识抽象事物的能力。
二、教学目的
1.知识目标 ：
1）知道能的定义，会通过能否做功来判断是否具有能。通过能做功的多少来判断
能的大小
2）知道动能的定义，通过实验知道影响动能大小的因素。
3）知道重力势能的定义，通过实验知道影响势能大小的因素。
4）知道弹性势能的定义，通过活动能提出影响弹性势能的因素。
5）知道机械能的定义
2.过程与方法目标：
1）能根据现象与生活经验提出相应的猜想。
2）体验利用控制变量法来设计实验过程
3）能根据实验现象得出实验结论
4）通过小组讨论培养学生交流合作表达能力
5）通过活动培养学生动手能力
3.情感价值观目标
通过活动与视频片段激发学生学习兴趣，培养学生的探究能力，激发学生的学习兴趣，增强学生借助形象思维认识抽象事物的能力。
?三、重点与难点
1.重点：
1）建立能的概念，理解功和能的关系。
2）动能势能和机械能的概念。
3）对影响动能和重力势能大小的因素作出猜想并设计实验。
2.难点
1）能的概念并理解功和能的关系。
2）设计实验验证影响动能和重力势能的因素。
四、教学设计思路
由于本节课内容比较抽象，学生感性认识不足，所以采用了"师生合作教学模式"和"探究式学习模式"的设计思路，主要分成下列几个部分:一、采用"师生合作教学模式"引入能，认识机械能及各种形式;二、采用"探究式学习模式"解决影响动能、重力势能、弹性势能大小的因素（实验探究的教学模式;诱导准备、实验探索、归纳研究、迁移深化）
五、教学流程
教师活动
学生活动
反思教学
一、 创设情境，引入新课;
①??实验：用手推小车一段距离??
问题：同学们我们刚刚学过功的知识，现在请你判断一下老师这样做有没有对小车做功？你的判断依据是什么呢？
肯定学生的答案，并ppt展示做功的两个必要因素。
②实验：用手把小车推的更远一点。
问：老师用相同的力推小车，哪次对小车做功多呢？你是怎样判断出来的？
老师肯定学生的答案：很有道理，也非常聪明，做功多少是无法直接观察比较的，你根据做功的必要因素，把对做功多少的比较转换成了去比较可以观察的小车移动的距离的大小。其实你已经运用了转换法，非常厉害。
二、新课学习
1.能
①实验：用实心球撞小车
问：这次对小车做功的是什么物体？
老师肯定学生的答案，并指出：人能对小车做功，实心球也能对小车做功，科学上认为能够对其他物体做功的物体具有能量，也就是说，实心球，人之所以能对小车做功是因为他们具有能量。那么能做的功越多，则物体具有的能也越大
（板书）：能：能够做功的物体具有能量。
（用ppt展示大风和洪水的视频）
问：狂风和洪水是否具有能，并说出你的判断理由；
实验：推动实心球，不撞小车
问：正在滚动的实心球是否具有能？你的判断依据是什么？
统计认为具有能的人数，各指定一名学生讲出他们的判断理由。
强调：能够做功的物体具有能。
滚动的实心球虽然没有对其他物体做功，但是他有做功的能力，若是撞上其他物体就能做功，所以也具有能。
2.动能
1）动能的概念
实验：让实心球静止后
问：现在实心球停下来了，静止了，还能对小车做功吗？
引导小结：实心球之所以能对小车做功，是因为它在运动，静止的实心球不能对小车做功，我们把因为运动而具有的能，叫做动能。刚刚视频上看到的风为什么具有能量？洪水为什么具有能量？
（板书：动能：物体因运动而具有的能）
2）猜想影响动能大小的原因
问：所以风和洪水都有动能。你觉得动能的大小跟哪些因素有关？你能根据生活经验提出猜想吗？
教师巡视，帮助讨论有困难的小组并发现各小组讨论时的亮点和错误
小结：两个猜想
（ppt展示两个猜想）
板书：速度和质量
3）设计实验
问：如何证实猜想？
有两个变量，用什么方法设计实验？
如何控制变量？
具体设计：如何控制质量相同和不同。（给出两个质量不同的小球）
小结方案。
如何控制速度相同和不同？
先思考如何让小球运动起来？
为什么不用手推？
那么用斜面就能控制速度相同吗？怎么控制？
同一个小球从同一高度滚下来速度相同，那么不同质量的小球从同一高度滚下来速度也相同吗?
不能用我们已有知识解释时，也可以通过实验来证实。
实验：让两个小球在相同高度处滚下来。
问：如何判断小球速度是否相同
问:如何判断小球的动能的大小？
4）实验
小结实验方案。
演示实验：用小球在斜面上滚下来撞击小车探究影响动能大小的原因。
小结：动能的大小与质量和速度有关。
（ppt展示实验结论）
设问：物体因为运动而具有了能，还有因别的方式具有能吗？请看视频（过渡）
3.重力势能
1）重力势能的概念
（播放打桩视频）
问：打桩机那块黑色的桩头，有没有能量？你的判断理由是什么？
问：有没有发现桩头每次打桩前都要被提起来一段距离？然后桩头掉下来就能对桩子做功了。
刚才我们把木球放在斜面上某一高度，木球滚下来就能做功了，这说明物体被举高也具有能量，我们把物体因举高而具有的能就是重力势能。
木球滚下来，桩头掉下来具有的动能就是他们的重势能转化而来的，至于如何转化则是我们下一节要学习的内容。
板书：重力势能：物体因被举高而具有的能。
2）猜想影响重力势能大小的原因
问：重力势能的大小跟哪些因素有关呢？说出你猜想的依据。
教师巡视，帮助讨论有困难的小组并发现各小组讨论时的亮点和错误
板书： 质量和高度
3）设计实验
问：如何证实猜想？
有两个变量，用什么方法设计实验？如何控制变量？
教师巡视，帮助讨论有困难的小组并发现各小组讨论时的亮点和错误
4）实验（学生分组实验）
教师巡视，帮助讨论有困难的小组并发现各小组讨论时的亮点和错误
小结：重力势能的大小与质量和高度有关。
（ppt展示实验结论）
设问：物体因为运动而具有了能，因为被举高具有了能，还有因别的方式具有能吗？（过渡）
4.弹性势能
1）弹性势能的概念
演示：拿出玩具弓，问：怎样才能把箭射出去？弓具有能量吗？它具有能量的原因是什么？
引导学生得出弓因为发生形变而具有了能。并强调是弹性形变。
板书：弹性势能：物体因发生弹性形变而具有的能
。
问：生活中还有应为发生弹性形变而具有能的例子吗？
播放视频：蹦床和撑杆跳
2）猜想影响弹性势能大小的因素
问：弹性势能的大小与哪些因素有关呢？提供各种各样的橡皮筋让学生观察提出猜想。
小结学生的猜想，让学生课后查阅资料或设计实验证实自己的猜想。
5.课堂总结和练习
1）总结提出机械能的概念和势能的概念。
板书：机械能和势能
2）课堂练习
学生观察实验
并思考回答：做功了，它符合了的两个必要因素? 。
?
?
?
?
?
?
?
学生观察实验
并思考回答：第二次，因为第二次远
学生观察实验
并思考回答：实心球
在教师的引导下学习能的概念
观察视频，并思考狂风和洪水是否具有能，判断理由
感受能的的大小会判断能的大小：能做的功越多具有的能也越大
回答1：有，它把人吹走，对人能做功
回答2：有，把汽车冲走，对汽车做了功
学生观察实验，做出判断
并思考判断依据
观察思考并判断。
回答：不能做功，不具有能
在教师的引导下学习动能的概念。通过思考狂风和洪水，强化动能的概念。
回答：风是空气在运动，洪水是水在流动所以都具有动能。
小组讨论：讨论要求：
1.如何体现动能的大小？（根据能的定义思考）
2.动能大小与什么因素有关？
提出猜想：猜想一：
支持你的猜想的实验或者生活现象列举一个。
猜想二：
支持你的猜想的实验或者生活现象列举一个。
小组汇报，猜想实验多汇报几组。
集体回答：实验
集体回答：控制变量法
回答：研究质量时控制质量不同，速度相同
研究速度时，控制速度不同，质量相同。
在教师的引导下思考回答：
质量相同：选用同一个
质量不同：选两个不同的小球进行实验
思考后回答：
在斜面上滚下来，
直接用手推。
思考后回答：无法控制速度相同。
思考后回答：在同一高度滚下来。
产生疑惑
观察实验，并判断：小球是否同时到达底面。
回答：让小球撞击小车，判断小车的通过的距离。
在教师的指导下分析实验，根据实验现象记录数据，写出实验结论。
在教师的引导下观察视频并思考有能量的原因。
回答：有能量，因为它能对桩子做功
?
?
?
小组讨论，得出两个猜想。，猜想一、物体的重力势能的大小与物体的高度有关。
猜想二、物体的重力势能与物体的质量有关。
小组讨论实验方案，并选两组汇报讨论成果
分组实验。
根据实验现象记录数据，写出实验结论。
思考老师的问题，通过几个问题的引导得出弓因为发生形变而具有了能。
思考问题，并回答。
观看视频，并联系自己的生活经验。
观察橡皮筋，提出自己的猜想。让3到4各学生回答。
课后查阅资料或设计实验
记忆理解机械能和势能的概念。
完成课堂练习
?利用实验复习做功的条件。
?
?
?
?
?
?
?
?
?把做功的的多少转换成小车移动的距离的判断，为下面动能实验的设计做好铺垫。
?
?
利用直观试验使学生充分感知"能"这个物理量，在头脑中
形成表象
?
?
?
?
?通过人和实心球都能做功引出能的概念
?
?
?
?
?
?
?
?通过视频，激发学生的学习热情，并通过判断强化能的概念，
?建立功和能的关系，习惯通过做功判断能的大小。培养学生的运用知识解释生活现象的能力。
?让学生引起思维冲突，没有做功的物体是否具有能。
运动和静止对比，引出动能的概念。
巩固所学的知识，用
新问题激发学生的
求知欲
?
?小组合作培养学生的合作表达能力，结合生活实际提出猜想，锻炼学生的理论联系实际的能力，和运用知识解释生活现象的能力
?
从初一开始学控制变量法，学生比较熟练，所以独立思考回答。
质量的控制简单，学生可以作出选择。
通过思考如何让小车运动，用手推的缺点，帮助学生理解运用斜面的目的，突破难点。
引发学生思维疑惑，培养学生严密思维习惯。
用实验直观判断，引导学生可以用实验来解决问题的意识。
通过前面的铺垫，学生应该能够想到方案。
考虑的时间的关系，老师做演示实验。学生记录数据。
通过设问把从动能的学习转到重力势能的学习
突破因为被举高是具有能原因的难点
小组合作培养学生的合作表达能力，结合生活实际提出猜想，锻炼学生的理论联系实际的能力，和运用知识解释生活现象的能力
设计思路与探究影响动能大小的因素差不多，重力势能交给学生设计让学生通过模仿设计即加深了理解又有学以致用的成就感。
通过动手实验激发学生兴趣，加深理解设计时的思路和发现实际操作中碰到的问题。
通过设问把从重力势能的学习转到弹性势能的学习
弓的弹性势能最明显，最能理解，用它来引出弹性势能 的概念。
发散思维，联系生活实际，理解弹性势能的概念
打开学生的思维，引导学生发现生活中的弹性势能。
通过观察比较提出猜想，培养学生的猜想能力和习惯。
因为时间的关系，把这部分延伸到课外，调动学生的学习热情，也培养学生查阅资料的能力。
总结本节课的知识骨干
通过练习记忆理解各种形式的能。
六、板书设计