苏科版九年级上册 物理 教案 12.1动能 势能 机械能 (1)

课
题
12-1动能
势能
机械能
授课人
学习
目标
1、知识与技能
（1）能通过活动从做功的角度描述能量。能说出能量与做功的关系。
（2）通过探究，知道动能、弹性势能与重力势能的概念及影响因素，并能解释简单的现象。
（3）知道动能和势能是可以相互转化的。
2、过程与方法
体验物理知识的探究过程和研究方法（控制变量、转换法）
3、情感态度价值观
（1）通过游戏活动激发学生对科学的求知欲，提高学习物理的兴趣。
（2）通过探究活动，逐步养成在实验中认真观察、勤于思考的习惯。学会从物理现象中归纳简单的规律，树立将科学技术应用于日常生活、社会实践的意义。
教学
重点
探究动能、弹性势能、重力势能与哪些因素有关
教学
难点
解释有关动能、弹性势能与重力势能之间相互转化的物理现象
教学
器材
斜面、小车、木块、钩码、木桩、细纱、大小不同的木块、
橡皮筋、单摆
步　骤
教　　学　　过　　程
教师活动预设
学生活动预设
设计意图
一．
新
课
引
入
老师今天带来了弹弓，小飞箭、还搭建了一间房子，还有一个纸箱。有哪些同学愿意用小飞箭去击中房屋。
小飞箭击塌房顶、房顶压扁纸箱
在这个过程中，请大家思考：运动小飞箭有没有对房顶做功？倒坍的房顶有没有对纸箱做功？
学生观察、思考
由学生熟悉的游戏愤怒的小鸟改编的活动使学生对本节课充满学习的兴趣，提高学习的动力指数。
二．
概
念
建
立
1、在物理学中，一个物体如果能对另一个物体做功，我们就说它具有能量。运动的小球具有能量，倒坍的房顶具有能量。
请同学们思考：如果运动的小飞箭没有去击中房屋，它有没有能量？如果倒坍的房顶没有压纸箱，房顶倒塌时有没有能量？
物体能做得功越多，其具有的能量也就越大。所以能的单位与功的单位是相同的。
2、同学们能不能列举出生活中具有能量的物体？
老师这里也有一些具有能量的物体，请同学们分分类，并说出分类依据。
建立概念：
由于运动而具有的能量叫动能；由于发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能；由于被举高而具有的能量叫重力势能。
学生思考回答，得出结论：具有能量的物体不一定正在做功，只要具备做功的本领就可以了。
学生回答
学生思考
进一步理解能量的概念
能量的概念建立完成后先让学生列举实例，但学生可能列举的物体同时包含多种形式能等现象，老师要自然过度的列举一些有明显特征的物体，以便对物体分类，建立动能、势能的概念。
三．
合
作
探
究
动能
游戏引导学生猜想动能的大小与什么因素有关？
提问：质量小的同学为什么来个助跑就可以撞动中间同学呢？
如何设计实验进行探究呢？先来解决以下几个问题：
（1）怎样让小车获得速度并改变速度？（2）怎样获得速度并改变速度？怎样改变质量？（3）怎样比较动能的大小？（4）本实验采用哪些方法？
3、设计实验
4、由以上两组的展示汇报归纳总结出：质量越大、速度越大、物体具有的动能越大。
解释为什么不同车辆限速不同呢？
请同学们对驾驶员提出安全警示语。
学生观察：
质量最小的同学和质量最大的同学分别去撞击中间同学。
学生思考：质量较轻的小同学为什么没撞动中间同学呢？并给质量小的同学想办法。
学生猜想：动能的大小可能与质量和速度有关
小组讨论，大组交流
小组合作探究
小组交流，大组汇报
动能与速度的关系
条件：同一小车从同一斜面的不同高度滑下
结论：当质量相同时，运动物体速度越大，物体的动能越大。
动能与质量的关系
条件：改变小车的质量，让它们从同一高度、同一斜面由静止下滑。
结论：当速度相同时，运动物体质量越大，物体的动能越大。
大胆猜想不是凭空捏造，它更注重以丰富的实践经验为基础。在这里通过学生爱玩的活动进行引导，既活跃课堂气氛又促进学生思考，不缺乏真实性。
采用“做中学，学中体验，体验中领会”的开放教学方式放手让学生设计实验、进行实验。产生小组智慧碰撞，大组智慧共享的效应。
学以致用是学习的终极目标。
注重物理与生活、社会的联系。
弹性势能
游戏活动：将可爱的小纸杯按照如图所示位置摆放好，每位同学用橡皮筋弹射纸片击中前方不同远处的纸杯。并思考弹性势能大小的影响因素。
展示神奇小车，多次向后拉动小车，松手后，小车向前运动。这是怎么回事？
学生按照PPT上的要求进行活动
学生也玩玩这个小车，得出是橡皮筋发生弹性形变对小车做功
让每位学生亲自参与实验，体会物理就在身边，并且实验现象非常明显，此处不需要老师再启发学生就可以得出弹性势能大小与弹性形变的大小关系。
回力车的神奇之处调动了学生的学习兴趣，有些学生应当玩过或见过玩具店里卖的回力车但看不到其内部结构，这里学生看到裸露的回力车会有了豁然开朗的心情。
重力势能
举高的锤具有重力势能，它能将桩打入地下，若现在想用自由下落的物体把桩打得更深些，有哪些方法?
根据PPT上问题引导分小组实验探究
（1）实验的方法？
（2）如何获得重力势能？
（3）如何比较重力势能大小？
动能和势能相互转化
提问：大摆锤在下降和上升的过程中重力势能和动能如何变化。
那么在生活中还有哪些现象表明动能和势能可以相互转化呢？
讨论、交流
猜想重力势能的大小与什么有关？
小组交流，大组汇报，总结结论。
学生观看游乐园里游客玩超级大摆锤的视频
学生分析
研究摆球完成书本活动
学生列举生活中现象
从生活实际中感受重力势能的存在。
重力势能在初二已经接触过，有一定的认知。
探究活动过程的设计逐步放开，旨在培养学生的实验能力。
引导学生通过分析摆锤的速度和高度来判断动能和重力势能的变化情况，从而启发学生动能和势能之间存在的内在联系。
四．
课
堂
小
结
今天这节课你收获了什么？
学生畅谈
促进知识的巩固掌握，提升学生的交流表达能力。
五．
板
书
设
计
12－1动能
势能
机械能（第一课时）
一、能量
二
动能
：与质量、速度有关
机
械
弹性
能
势能
：与弹性形变的大小有关
势能
重力
势能
：与质量、高度有关
三、动能和势能是可以相互转化的
教后
反思
教材分析
本节内容是在功的知识基础上对能的概念的学习，也为后面内能电能等形式能的学习打下基础。由于动能、弹性势能和重力势能的概念在苏科版八年级的教材中已经出现，有关它们的一些现象学生并不是很陌生，本节课教学重点是通过探究使学生理解决定动能、弹性势能、重力势能大小的因素，通过实例使学生了解动能和势能可以相互转化。在课堂教学处理过程中以探究影响动能大小因素为重点，从而以此为载体让学生结合教材内容自主完成探究影响重力势能因素，至于影响弹性势能因素，可侧重让学生通过活动参与，亲身体会。这样的设计思想旨在有效培养学生自主探究能力，使初中物理教学步入了可持续发展的道路。
课堂教学设计过程
1、设置问题情境，引入能量概念。由游戏愤怒的小鸟启发改编来的学生能参与的活动引入新课，其实这个活动中包含了弹性势能、动能、重力势能，将学生的学习兴趣提高到极致，其实本实验也有另一层意思：通过实验取代题海式训练。在这个有趣的活动中，从初三刚刚学过的“功”的角度去分析，引出能量的概念。为了使学生进一步理解能量概念，提出问题，如果运动的小球没有击中房屋，倒坍的房顶没有压扁纸箱，它们还是否有能量呢？通过先学生列举生活实例，再老师列举有明显特征的具有能量的物体，引导学生归纳、分类，从而把动能、弹性势能和重力势能的概念引出。
2、以探究影响动能大小因素为重点，全面培养学生的科学探究能力。（1）通过在同学们中挑选出质量最小和最大的学生撞击中等质量的同学的活动引导学生提出猜想，这种引导活动不缺乏真实且富有趣味性的，学生喜爱参与。（2）学生猜想后，老师要引导学生交流实验的设计思想，先通过小组讨论课件中的几个问题。对于小车速度的获得方法，很多学生由于预习充分及在初二探究阻力对物体运动影响的实验探究经历，很容易提出借助斜面获得速度。那这时老师只要问一句还有其他获得速度的方法吗，学生就会上套说出用手推动的方法，老师追问，哪种方法更好？从而引出实验探究方法------控制变量。在得到动能与质量和速度定性关系后，设计一个密切联系生活的问题让学生思考并对情感态度价值观的培养上让学生对驾驶员提出安全警示语。
3、教学的艺术不在于传授本领，而在于激励、唤醒和鼓舞。能进行分组实验决不演示实验，能人人参与的活动决不分组去做。所以在探究弹性势能的大小与弹性形变的关系时，就借助一个简单的橡皮筋弹射不同远处的纸杯，让学生亲身感受到弹性势能的大小与弹性形变的关系，无需老师多加解释。
4、以探究影响动能大小因素实验为借鉴，采用开放形式引导学生自主探究影响重力势能大小因素。在之前的教学中发现学生在模拟打桩时，重物下落后总会将桩砸歪，影响实验效果。所以本人对实验器材进行了改进，使得实验现象明显，培养学生实事求是的精神，同时也大大缩短学生实验时间。
5、借助小视频，切入动能和势能的相互转化。对于学生而言，刚开始接触能量的转化显得尤为陌生。在这部分内容的处理上，首先让学生观看游乐场所里的超级大摆锤，让学生初步感悟动能和势能的内在联系。接着让学生研究单摆，提醒学生留心观察单摆在下落和上升过程中摆球的速度和高度相应的变化规律。最后通过列举生活中的现象，使学生进一步明确动能和势能可以相互转化。
本节课探究活动多，课程容量大，在每一个环节上都要做到简洁、有力。让学生在体验的情境中经历探究、主动探究，让学生尽量获得成功的体验，感受到自我探究探索的价值和物理学习的乐趣，促进学生的可持续发展，我们还需要不断践行。
通过演示实验、游戏活动、实例分析激发学生对科学的求知欲，提高学习物理的兴趣，增强学科学、用科学的意识。
引导学生分析、讨论在实验的过程中出现的新问题，培养学生实事求是，敢于质疑的科学素养和合作交流的人文素养。
活动过程的设计也逐步放开，旨在培养学生的实验能力。
初中学生正处在发育成长阶段，他们对事物有着很强的好奇心，具有强烈的操作兴趣，但这一阶段的学生仍处于从形象化思维向抽象思维过度的时期。在学习本节课之前，学生已经应用控制变量法探究过一些物理问题，掌握一定的探究要素，能进行初步的实验探究和研究性学习。因此本节课采用探究式教学法。
猜想是在一定的生活经验和科学实验基础上进行的，而不是毫无根据的主观臆断，故而在学生进行猜想前，教师要设计好相关活动引导学生，从而培养学生科学猜想的能力。