日期:2022-02-16
这是动力势能和动能一样吗,是优秀的物理教案文章,供老师家长们参考学习。
(一)教学目的
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.知道什么是机械能及机械能的单位。
(二)教具
斜槽,钢球,木块,橡皮筋,压缩弹簧等。
(三)教学过程
1.复习
鉴于能量和功的概念有密切的联系,所以通过"怎样才算做了功"的提问,引导学生进一步理解力的作用成效、功的两要素。
当一个力作用在物体上,物体在这个力的作用下,沿力的方向上通过了一段距离,这个力的作用有了成效,就说这个力做了功。
出示一木块,并将其置于水平桌面上。说明木块受重力的作用,但木块没有在重力方向上运动,所以重力对木块没有做功。继而用手推动木块,使木块运动一段距离。在此过程中,重力仍然没有做功,手的推力做了功。进而强调力和在力的方向上通过的距离是功的两要素,且功的大小就等于两者的乘积。
2.引入新课
出示斜槽,并演示钢球从斜槽上滚下,在水平桌面上撞击木块,使木块移动了一段距离。让学生分析碰撞过程中,做没做功?
利用学生分析的结果"钢球对木块做了功"引入能量的概念:一个物体能够做功,我们就说它具有能量。可见物理学中,能量和功有着密切的联系,能量反映了物体做功的本领。
不同的物体做功的本领也不同。一个物体能够做的功越多,表示这个物体的能量越大。
3.进行新课
物体具有能量的形式是多种多样的,以后我们将逐步认识各种形式的能量。刚才的实验中钢球撞击木块能够做功,但若将钢球停靠在木块一侧(边讲边演示),这时的钢球并不能推动木块做功。只有运动的钢球才能推动木块做功。
(1)动能:物体由于运动而能够做功,它们具有的能量叫做动能。
引导学生广泛地列举事例,说明运动的空气、水和各种物体都能够做功,而具有动能。概括出"一切运动的物体都具有动能。"
列举事例说明:运动的物体具有的动能多少不尽相同。如狂风能吹倒大树,而微风只能使树枝摇动。进而通过演示实验,概括出决定物体动能大小的因素。
演示课本图1-1实验,实验可分三步:
①将同一个钢球,从斜面不同高度滚下,让学生观察钢球将木块推动的距离。木块被推动的距离不同,说明钢球对木块做的功不同。木块被推动得越远,表明钢球的动能越大。实验说明:从不同高度滚下的网球,具有不同的动能。
②上面的实验表明钢球从较高处滚下时具有的动能大。那么钢球从不同的高度滚下时有什么不同呢?我们可通过观察实验来得到结论。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。从而得到结论:物体的动能与速度有关,速度越大,物体的动能越大。
③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。从而得出结论:运动物体的质量越大,动能就越大。
演示实验之后,总结实验结果:运动物体的速度越大,质量越大,动能就越大。
(2)势能:物体由于运动的原因而具有动能,物体还可能由于其他的原因而具有能量。例如,同学们都玩过用橡皮筋弹射纸弹的游戏,拉长的橡皮筋能给纸弹一个力,并推动纸弹移一段距离,从而对纸弹做了功。同样拉弯的弓、压缩的弹簧也能够做功,它们都具有能量,这种能量叫做弹性势能,它是由于物体发生弹性变形变而具有的能量。
解释弹性形变:物体受到外力作用而发生的形状变化,叫做形变。如果外力撤消,物体能恢复原状,这种形变叫做弹性形变。列举事例说明物体的弹性形变。如:拉长的弹簧,压扁的皮球,弯曲的钢锯条,上紧的钟表发条等。
利用课本图1-4的实验阐明物体的弹性形变越大,它具有的弹性势能就越大。为节省课堂时间,课前将两个性质相同弹簧,按照课本图1-4压缩到不同的长度。先后将拉紧弹簧的绳烧断,两次砝码被弹起的高度不同。弹簧压得越紧,放松时它做的功越多,表示它的弹性势能越大。
被举高的重物,也能够做功。例如:举高的铅球,落地时能将地面砸个坑;举高的夯落下时能把木桩打入地里。举高的物体具有的能量叫重力势能。
列举事例说明:物体的质量越大,举得越高,它具有的重力势能越大。如:举起同样高度的铅球和乒乓球,铅球落下时做的功多,具有的重力势能大。铅球举得越高,具有的重力势能就越大。
引导学生讨论树上结的苹果是否有重力势能?通过讨论使学生理解"一个物体能够做功"的含义。能够做功只是说物体具有了做功的"本领",但不一定做了功。树上结的苹果虽然没有做功,但只要它从树上掉下来就能做功,所以我们说它具有重力势能。
(3)机械能:让学生分析静止在桌面上的钢球是否具有能量?(具有重力势能)继而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。
动能和势能统称为机械能。一个物体既有动能,又有势能,那么动能和势能的和就是它的总机械能。
(4)能量的单位:从前面的讨论,我们可以认识到能量是跟做功有密切联系的概念,能量反映了物体具有做功的本领,能量的大小可以用能够做功的多少来衡量。因此,动能、势能和机械能的单位跟功的单位相同,也是焦耳。
4.小结
通过以下问题的'讨论,进一步帮助学生理解能量、动能、势能、机械能等概念及机械能的单位。
(1)高山上有一块大石头,稳稳地待在那里,它有没有能量?有什么能量?
(2)列举几个物体具有动能、重力势能、弹性势能的事例。
(3)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?
(4)在同一高度铅球和棒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?
(5)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?
(四)说明
1.能是物理学的重要概念之一,但它比较抽象。对于初中学生来说,认识它比较困难。应紧扣教材,从理解"一个物体能够做功"的含义来认识能量。这实际上是说"能是物体做功的本领"。尽管这种说法不甚严谨,但比较通俗、易懂。
2.关于动能,应讲明运动的物体能够对其他物体施力,并推动物体做功,所以它具有能量。因为容易讲清弹性形变的物体对别的物体施力并做功,便于学生理解,所以将弹性势能提到重力势能之前讲。
3.势能应是物体系统(有保守力作用的)所共有。举高的重锤能够做功,应当是重锤和地球组成的系统具有势能。而重力势能表现它做功本领时,通常有一个重力势能先转化为动能的过程。但在本节课中都不宜引入这些内容。只能让学生粗略地知道,举起的物体能够做功。
4.势能的大小是相对的。对初中学生来说也不能引入势能的相对性。只能统一地用地面做为零势能面来分析问题。5.小结中的问题(5),暗含着势能和动能的转化,目的为下一节课作准备。
知识目标1、理解重力热能的概念,会用重力势的定义进行计算。
2、理解重力势能的变化和重力做功的关系,知道重力做功与路径无关。
3、知道重力势能的相对*。
4、了解**势能。
能力目标1、根据功和能的关系,推导出重力势能的表达式;
2、学会从功和能的关系上解释和分析物理形象。
德育目标渗透从对生活中有关物理现象的观察,得到物理结论的方法,激发和培养学生探索自然规律的兴趣。
教学重点重力势能的概念及重力做功跟物体重力势能改变的关系。
教学难点重力势能的系统*和相对*
教学方法实验观察法、分析归纳法、讲练法
教学用具铁球(大小、质量均不同的两个)、透明玻璃容器、沙子、投影片
课时安排1课时
教学步骤
导入新课打桩机的重锤从高处落下时,可以把水泥打进地里,为什么?
学生:因为重锤具有重力势能。
教师那么什么是重力势能?
学生:物体由于被举高而具有的能量叫重力势能。
演示实验:
在一个透明的玻璃容器内装上沙子。
实验一:用一个铁球从不同高度释放,观察铁球落在沙子中的深度。
实验二:用大小不同的两铁球从同一高度释放,观察铁球落在沙子中的深度。
学生回答观察的现象:
在实验一中,铁球的释放高度越大,铁球落在沙子中的深度越大。
在实验二中,质量大的铁球落在沙子中的深度越大。
教师:通过上述演示,我们可以定*得到:重力势能跟物体的质量和高度都有关系,且物体的质量越大,高度越大,重力势能就越大。
引入:那么,怎样定时地表示重力势能呢?
板书课题:重力势能
一、教学/学习目标及其对应的课程标准
1.知识与技能目标
能用实例说明物体的动能和势能的概念,知道动能和势能的大小跟什么因素有关。
2.过程与方法目标
经历探究影响动能、势能大小的因素的实验过程,自主探究发现物理规律,提高分析问题、解决问题的能力。
3.态度与价值观目标
让学生体会到物理是有趣的、有用的,激发学生的求知欲和科学探究的兴趣,达到培养实事求是的科学态度和关心、服务社会意识的目标。
二、教学媒体和教学技术选用
本节课内容与学生实际的学习和生活有着紧密的联系,因此可以让学生课前预习,准备身边最常见的物品,例如:木块、橡皮、书、纸、小钢珠、木球等。多媒体课件采用本校获省奖课件。
三、教学和活动过程
1.设计实验情景
多媒体课件显示不同路况下的交通安全限速标志牌,学生认真观看。
师:为什么不同的路况下要限制汽车的速度?
生:讨论并回答(有的说:速度快容易出事故;有的说:速度越快,遇到障碍时,不能立即停下来;当汽车撞到人时,汽车对人有力的作用,汽车越快,力的作用越大……)
师:我们生活中还有哪些“物体由于运动而对其他物体有作用效果”的例子?
生:学生讨论回答(微风吹动树叶;流水推动小船运动;滚动的铅球推动木块……)
师:以上物体由于能够对其他物体有作效果而具有能量,它们有什么共同点?
生:学生讨论回答:它们都在运动,由此得出动能的定义。
2.形成课题,设计实验
师:关于动能,我们想知道哪些方面的知识?
生:学生讨论回答(动能的大小与哪些因素有关?具有动能的物体对其他物体有什么作用效果?动能大小如何计算?动能有什么用处,可否与其他能进行转化?……)。
师:如果我们要研究动能的大小与哪些因素有关?应该按照怎样的思维程序?
生:提出问题──提出假设──制定计划与设计实验──进行实验──得出结论──交流评估。
师:让我们来猜想影响动能大小的因素有哪些?
生:学生讨论回答(物体的质量、物体的形状、物体的速度、物体的体积……)。
师:要想证明自己的假说对不对,应该怎么办?
生:设计实验验证。
师:在有多个因素影响实验结果的情况下,应该怎么办?
生:注意控制变量,学生分组讨论,制定实验计划……
师:哪位同学谈一谈自己的实验计划并演示给大家看?
生:学生上台演示:让大小相同的铁球和木球分别从斜面的同一高度落下,撞击放在水平面上的木块,观察木块被推动距离的远近(研究动能大小与物体质量关系时,注意控制物体速度、形状、体积一定……)。
3.进行实验,得出结论
师:同学们根据自己刚才的讨论,进一步修正自己的方案,开始实验。
生:学生实验,教师巡回指导。
师:根据实验现象,得出什么结论?
生:动能大小与物体的质量和速度有关,质量越大,速度越大,物体的动能越大。
4.交流、评估
师:下面给同学一段时间,把刚才的实验过程和实验现象进行交流,看看有什么不同和不足之处,如何加以改进?
生:交流、反思。
5.拓展应用
师:根据我们探究实验得出的结论,我们再来分析这节课开始提出的问题。
生:讨论、分析、回答……,为此提出自己的建议。
师:让我们再来分析“动手动脑学物理”中的“列车上飞出物体,铁路职工中弹昏倒”新闻报道。
生:讨论、分析、回答……,为此提出自己的建议。
四、课后反思
1.新课程标准下的实验探究教学,时间紧、任务重,由于将讨论教学贯穿在课堂教学的始终,作为教学过程的背景模式,因此教师会经常遇到学生提出课外问题影响本节课教学、学生思维发散出去收不回来,提出的问题无法解答的情况,而且由于讨论使学生的思维发散,使时间难以控制,影响教学进度,这些问题需要教师在自己的教学工作中,逐渐总结经验教训,找到解决问题的办法。
2.由于实验探究教学符合学生的认知规律,极大的调动了学生的学习积极性,活跃了课堂气氛,培养了学生多方面能力,因此这节课取得了很好的教学效果,这从学生高涨的情绪、认真的态度、积极的参与、满意的眼神中可以看到,这更坚定了我探索新课改之路的决心。
3.实验探究教学的“创设实验情景”非常重要,本节课原来设计开始就让学生通过举例引出动能、势能的定义,很生硬,师生都感到很不自然,后来设计了由“交通标志牌限速”引入,自然流畅,激发了学生的思维,取得了很好的教学效果。
一、教学目标
1、理解的概念:
(1)知道什么是重力势能,强调“势”的含义。
(2)通过做功与能量关系,得到重力势能公式ep=mgh,知道在国际单位制中,势能的单位是焦耳(j);势能是标量。
(3)了解重力势能的相对性及势能差的不变性。
2、掌握重力做功特点及重力做功与重力势能变化的关系,应用其解决相关问题。
3、知道弹性势能及其相关因素。
二、重点、难点分析
1、本节重点是重力势能的表达,重力做功与重力势能变化的关系。
2、对于势能这种潜在做功能力的理解:一旦做了功,势能就发挥出来而减少了。
3、要强调重力做功与重力势能变化的相反量的关系,这在初学时很容易发生错误,所以应作为难点强调。
三、教具
投影仪及幻灯片(主要用于把课上要举的例题和图打出,节约时间和黑板空间)。
四、主要教学过程
(一)引入新课
我们已知道运动的物体具有动能,那么静止的物体是否有能量?我们又是如何知道它是否具有能量的呢?
根据学生的回答引出新课内容。
(二)教学过程设计
1、重力势能
利用刚才学生举的例子说明,被举高的重物一旦下落就可以做功,表明处于一定高度的重物“储存”着一种能量,这就是重力势能,即:重力势能是由于物体处于一定高度而具有的能量。
从重力势能的含义可以看出,它与物体的重力和高度有关,到底是什么关系呢?
2、重力势能公式
功是能量变化的量度,重力势能的`变化也可用做功表示出来。例如,用一外力把一质量为m的物体匀速举高h,由于是匀速上升,物体的动能不变,外力举高物体做的功w=mgh全部用于增加物体的重力势能。而此过程中克服重力做功亦为mgh,也就是克服重力做了多少功,就获得了多少重力势能。用ep表示势能,则处于高度h处的物体的重力势能为:
ep=mgh
即重力势能等于物体重力与高度的乘积。
从势能公式的指导可以看出,它与功一样,在国际单位制中的单位也是焦耳(j),而且也是标量。它是由物体所处的位置状态决定的,所以与动能一样是状态量。
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