苏科版九年级上册 物理 教案 12.1动能 势能 机械能

《动能
势能
机械能》教学设计
一、本课立意
物理学家丁肇中先生曾在《真正的格物致知精神》一文中说到，在环境剧变的今天，我们应该体会到的“格物致知”真正的意义有两方面：第一，寻求真理的唯一途径是对事物客观的探索。第二，探索的过程不是消极的袖手旁观，而是有想像力、积极的、有计划的探索。他希望我们年轻的一代能够保留一个怀疑求真的态度，要靠实践来发现事物的真相，使得实验精神真正地变成中国文化的一部分。
作为一名物理教师，我怀着深深地使命感，或许丁肇中先生对我们的期望正是我设计本节课的立足之处。
二、设计思想
根据初中学生物理学习的知识基础和心理特点，立足课程改革的基本理念，基于学生物理素养的综合培育，着眼于概念理解、规律建构的重点和难点，立足实验教学的学科特点，引导学生主动质疑、自主设计、深入探究、积极思考。
1、真正把学生放到主体的位置上去，尊重他们知识生成的过程，调动学生多样化思维方式，通过学生创造性的学习，在积极的探索过程中形成创新意识，创造性地解决问题，从而培养和发展学生的创造力。
2、注重实验教学，发挥实验在教学中的物质载体作用，积极创新教师演示实验，努力完善学生小组实验，创意开展拓展性物理实验，努力夯实教材基本实验。
3、立足教学内容的特点以及学生的差异性，兼顾学生学习的独立自主性以及协作互助性，采用小组合作“边探索，边实验，边讨论”的综合启发式教学方法施教。
4、采用多媒体辅助教学，增大教学容量，增强教学效果，营造直观、形象、亲切的情景，体现物理学习源于生活、高于生活、回归生活、指导实践的学科特点。
教学目标
知识与技能
（1）了解能量的初步概念。
（2）知道什么是动能及影响动能大小的因素。
（3）知道什么是势能及影响势能大小的因素。
（4）知道动能和势能可以相互转化
2、过程与方法
体验科学探究的过程，提高探究能力和思维能力，体会用控制变量法来研究，用转换法来观察。
通过观察和实验理解动能和势能的转化过程，能解释一些有关动能、重力势能、弹性势能之间相互转化的简单的物理现象。
情感态度与价值观
体验和科学探究带来的乐趣，学会交流与合作，培养学生的团队精神，体会物理学科美——丰富、缜密、创造之美。
教学重难点
重点：决定动能、势能大小的因素
难点：动能和势能的相互转化
教学资源
学生：两罐大小不同圆柱体饮料，木块，橡皮筋，压缩弹簧、沙子，小木桌、等长细线两根，斜面，带刻度长木板等。
教师：多媒体课件，双轨，两个质量不等的小球，发条玩具，闹钟，钢卷尺，模拟过山车
教学流程设计
板块一：建立概念
（一）引入新课：播放红牛广告视频引出能量
设计意图：选用这个视频，基于三点，一是画风美，二是每一个场景都贴合本节课的主题动能势能及其相互转化，三是最后一句广告词“你的能量超乎你想象”直奔能量主题，很自然引出下面对新概念的研究。且这句广告词加上现场版的红牛也可以帮助激发学生的能量，活跃课堂气氛，开启同学们的能量之旅。
（二）概念
1、能量：播放三个独立视频建立能量概念
（1）运动的水能冲走汽车
问题1谁推走了汽车？（水）
问题2怎样的水才能推走汽车？
（2）拉弯的弓能将箭射出
问题1（具体）什么把箭射出去了？
问题2怎样的弦能有力地把箭推出去？
（3）被举高的重锤能将桩打入地下
问题
怎样的重锤能将桩打入地下？
问题
生活中有能量的物体还很多，除了水、弦、重锤之外还有哪些呢？
2．?机械能、动能、重力势能、弹性势能
给出三个不同形式能量的图片
问题1
（
）和飞行的子弹都具有何种形式的能量呢？
问题2（
）和压弯的撑杆又具有何种形式的能量呢？
问题3（
）和被举高的重锤呢？
设计意图：本板块5个概念中能量是新概念，因此这个建立这个概念时运用三个视频，三个不同场景，三种不同能量，将常见情景通过视频搬至学生眼前，细化，将抽象的能量概念建立的过程形象化。尤其打桩机的工作视频，工作场景还为后面研究重力势能影响因素的研究埋下很的伏笔。而动能、重力势能、弹性势能已有基础，则直接由学生判断讨论给出概念。
板块二：探究规律
活动一：探究动能大小与哪些因素有关
1、进行猜想：播放撞车视频、限速标志
问题1
汽车具有非常大的什么能？
问题2
动能这么大什么原因？
问题3
超速危害之大超乎我们想象！这有两块限速标志，你觉得哪一块更合理？理由是什么？
动能的大小可能与_______和______有关。
设计意图：在这个探究的猜想环节，以强烈视觉震撼的撞车视频自然引导学生进行对速度是影响因素合理猜想，视频中汽车的从斜坡冲的场景也为后续设计如何获得动能埋下伏笔。两块完全相反的限速标引发学生思维冲突，自然猜想因素质量也影响动能。
2设计实验
（1）确定研究方法
问题1这个实验应该用什么研究方法？
问题2如何具体体现控制变量？
（3）确定研究目的
质量一定，改变速度，比较动能的大小
速度一定，改变质量，比较动能的大小
3、展示器材，讨论设计实验方案
要求：自主选择器材，以4人大组为单位先讨论，可以边想边做，提倡设计出不同方案。自主选择器材，小组讨论解决以下问题：
（1）如何获得动能？
（2）怎样去控制或改变速度大小？
（3）如何反映动能的大小？
（质疑演示）双轨上不同小球同一高度由静止同时释放到达水平面速度相同
设计意图：在这个环节学生对同一高度下落可以获得相同的速度只是停在模糊猜想的层次，通过双轨的有效演示，直观形象地使学生建立正确的认识。
4、进行分组实验，展示交流
再次明确探究目的及实验要求
要求：自主选择器材，以4人大组，2人一小组进行实验，过程中可使用疑问牌求助，实验完成后，出示笑脸牌
得出结论
设计意图：本实验半开放，使用身边简单易得的器材在教师的问题引导下学生完成实验设计部分，实验过程学生独立进行学生能充分活动，充分展示，体验物理实验设计和操作以及创造合作带来的乐趣。立足教学内容的特点以及学生的差异性，采用了小组合作的方式，实验时以4人为一大组，2人为一小组的方式，个人独立思考与合作交流相结合，在实验中通过小组实验外加大组的组内交流，加强生生互动，以确保实验的速度和准确度，并使学生思维进一步发散。老师通过表情牌来了解各组学生的学习情况，“疑问牌”表示遇到问题，寻求帮助，“笑脸牌”表示实验完成，交流完毕并达成一致意见。个人独立思考与合作交流相结合，兼顾学生学习的独立自主性以及协作互助性，加强生生互动，以确保实验的速度和准确度，并使学生思维进一步发散，老师则通过表情牌来了解各组学生的学习情况使生生之间，师生之间反馈也更为及时有效。
活动二：探究弹性势能的影响因素
活动三：探究重力势能的影响因素
1、进行猜想：
情境一：（图片）弹弓和比赛
小明想做一把弹弓，有两种材料可选，一根橡皮筋，一根棉绳，你会建议他选什么材料？为什么？小明想法和你们一样，他用橡皮筋做了两把相同的弹弓，一把送给了叔叔跟他比赛，看比赛现场，谁会赢？叔叔为什么会赢？（他的拉力大），你怎么看出来的？（拉得更长）
情境二：（图片）重锤
问题：请同学们结合刚才打桩机上的重锤思考一下，重力势能可能与什么因素有关？
弹性势能的大小可能与____________有关。
重力势能的大小可能与______和______有关。
设计意图：故事生动，图片有趣，贴近生活，引发学生猜想自然合理。
2、设计并进行实验：
要求：自主选择器材，仍先以大组为单位讨论设计，可边想边做，两个探究不论顺序，过程中可使用疑问牌求助，小组实进行验大组内交流完毕，出示笑脸牌
3、进行展示交流，得出结论
活动二：
探究弹性势能与弹性形变大小的关系（突出趣味性）
学生可能设计的可行方案：
方案一：弹簧
木块
带刻度木板
方案二：皮筋
木块
带刻度木板
方案三：弹簧
木块
斜面
活动三:探究重力势能与质量高度的关系
方案：沙坑、小桌、两罐饮料（尺或带有标记线的斜面、棉线帮助精准控制高度或标记小桌下陷深度的器材等）
得出结论
设计意图：在第一个实验的基础上，这两个实验整个探究过程完全开放，注重调动学生多样化思维方式，注重学生聚合思维与发散思维的多维度发展，注重学生主动思考的深度和创造性，注重过程性评价，突出评价学生控制变量法和转换法的正确运用，其中学生对高度精确控制的意识和小桌下陷深度的测量方法的创新重点评价。
5、势能的应用
（演示）小玩具、钢卷尺使用，播放钢卷尺工作过程视频
问题1他们共同的部件是什么？
问题2发条是利用什么能工作的？
问题3手松开时，尺会收回，此时，尺又具有了什么能？
问题4它具有的动能又是从何而来的呢？
设计意图：发条是弹性势能应用的一个最典型最常见的例子，但其实学生从八年级时一直就很模糊，我把它拍成视频，用的发条是家中常用的卷尺中拆开的，将工作过程放大。它的工作过程已蕴含能量转化，起很好的承上启下的作用。
板块三：能量转化
活动四：（演示）单摆模型（用一根很长的绳子下拴红牛饮料做成摆长很长的单摆）
问题1
现在拉开一定角度，红牛获得什么能？
问题2松手后又获得什么能？
问题3请大家仔细观察它在摆过程中高度以及速度的变化。
根据刚才的观察解决p36活动12.3的相关问题。
问题4红牛从最高点A到最低点0，势能如何变化？动能呢？能量如何转化？
问题5红牛从最低点O到最高点B，能量又如何转化？
结论：动能和势能可以相互转化
应用：（演示）请学生从能量转化的角度解释
1、小玩具为什么跑起来？
2、过山车模型是如何运行的?
设计意图：本板块的动能和势能的相互转化规律得出是一个难点，所以我将单摆的演示实验进行了改进，用一根很长的绳子下拴红牛饮料做成摆长很长的单摆，不仅视觉很震撼，观察速度变化效果也很清晰，很好地突破了难点。
布置作业：书p39
www1、2
七、评价方式
注重过程性评价，师、生都积极参与课堂学习的过程性评价，兼顾评价的人文性、激励性以及客观性、诊断性。注意对学生积极的评价，还利用学生间的相互评价，让学生的感受更真切，使学生的优点得到及时的肯定和强化，让学生体会到成功的喜悦，看到自己的进步，学习上进的动力得到加强，不断从成功走向新的成功。
八、课后反思
1、本课教学内容较多，实验也较多，因此课堂要紧凑，以学生自主探究展示为主，教师点拨引导要适时恰当和到位。
2、一节课的空间和时间都是有限的，可能不能解决所有问题，甚至在解决一个问题的时候也做不到圆满，但由此激发出的学生的求知欲以及对事物的好奇心、探索的兴趣，从中体会到的理性思维之美，我希望是无限的。