核心提示:【初中物理】 《动能和势能》试讲教学流程设计 【教学目标】 1.知识与技能 (1)了解能量的初步概念,知道什么是动能、重力势能和弹性势能; (2)知道动能、重力势能和弹性势能的影响因素; (3)知道什么是能量的单位。 2.过程与方法 (1)利用控制变量法,
【初中物理】
《动能和势能》试讲教学流程设计
【教学目标】
1.知识与技能
(1)了解能量的初步概念,知道什么是动能、重力势能和弹性势能;
(2)知道动能、重力势能和弹性势能的影响因素;
(3)知道什么是能量的单位。
2.过程与方法
(1)利用控制变量法,通过实验探究动能的大小与物体的质量和运动速度有关,并能解释有关的简单现象;
(2)通过实验了解重力势能和弹性势能大小的决定因素,并能解释有关的简单现象。
3.情感态度与价值观
在实验探究中逐步培养认真观察、勤于思考的习惯,并通过将所学知识与实际的联系,形成将所学知识服务于社会的意识。
【教学重点】
通过实验,认识重力势能和弹性势能的大小与什么因素有关,并学会应用这些知识解释有关的的简单现象。
【教学难点】
通过实验,运用控制变量法探究影响动能、势能大小的因素以及运用相关知识解释现象。
【教学用具】
教具:多媒体课件及视频材料,小木块、带槽的斜面、质量大小不同的钢珠、弹簧片、弹性不同两根橡皮筋、压缩弹簧、重物(大砝码)等。
学具:斜面、质量大小不同的钢珠、木块、橡皮泥等。
【教学流程】
教学流程总体设计如下:
一、情景创设,导入新课
情景创设:①在龙卷风袭来之时,地面上的建筑会被龙卷风轻而易举地卷到空中;②日本大地震引发的海啸,以摧古拉朽之势横扫海岸;③飞机场周边,小小的飞鸟竟能把正在飞行的大型飞机撞得机毁人亡;④流星雨坠落时,能把地面撞出很深的天坑;⑤在体育场上,我们看到撑杆跳高时,运动员在起跳前那有力的助跑、撑杆触地后优美的弧线、铸就跨越的成功。所有这些现象都会使人产生神秘的好奇。教师边创设情境边用多媒体播放有关场景,引导学生认知和体验神奇。
引导学生思考龙卷风、海啸为何能横扫一切?飞鸟、坠落的陨石、弯曲的撑杆怎么会造成如此大的后果?
学生体验神奇,对所观察到的现象既感兴趣,又产生迷茫,求知欲望油然而生。
二、新课教学
教师引导学生观察这样的实验,在水平桌面上滚动的钢珠将静止的小木块推动一段距离;老师手中的钢珠下落后,打在橡皮泥上就会留下一个小坑;用拉伸的橡皮筋能将一个小粉笔头弹到黑板上,使粉笔头在黑板上留下一个白点;
引导和启发学生思考,运动的钢珠使静止的木块被推动;落下的钢珠使平整的橡皮泥被打击出小坑;拉长的橡皮筋将静止的粉笔被抛出,这些都说明了什么问题。
学生讨论,认识到这些物体做了功。
在教师的启发下,学生讨论,滚动的钢珠能推动木块前进,静止的钢珠却不能;高处的钢珠下落能在橡皮泥上留下一个小坑,与橡皮泥处在同一高度处的钢珠则不能;拉长的橡皮筋为什么能将粉笔头被弹出去了,没有被拉长的橡皮筋就不能把粉笔弹出去的原因。
学生讨论、交流,认识到滚动的钢珠、下落的钢珠、拉长的橡皮筋都具有做功的本领。
教师引导学生总结,一个物体能够对别的物体做功,我们就说它具有能量,简称能。物体具有能量,就具有做个的本领。物体能够做功只是说明物体具有做功的本领,但物体不一定做了功。可见物理学上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不同。由于做功过程本身就是能量的转化过程,做功越多说明能的转化越多,所以能的单位与功的单位相同,在国际单位制中都是焦耳。
一个物体能够做的功越多,表示它的能量就越大。物体具有能量的形式是多种多样的,以后我们将逐步地认识到各种形式的能量。我们今天就来先认识一下动能和势能。(板书课题)
(一)动能
教师出示带槽的斜面,演示钢珠在槽上滚下后,撞击到放置在水平桌面上的木块上,推动木块前进一段距离,钢珠对木块做了功。
引导学生讨论和分析,若将钢珠静止地停靠在木块的一侧,钢珠不会对木块做功。(边启发边演示)让学生认识到静止的钢珠不会推动木块运动而做功。
教师启发学生思考,从斜槽上滚下的钢珠能推动木块做功的原因。
学生思考分析认识到钢珠只有运动才能推动木块做功。
教师引导学生总结动能概念:物体由于运动而能够做功,运动的物体所具有的能量叫动能。
教师引导学生结合生活实际思考,生活中具有动能的物体。学生举例,运动的汽车和火车具有动能,它们能对道路上的物体做功而将这些物体撞出老远;狂风、流水也具有动能,能把树木吹到或冲走。
教师引导学生概括:一切运动的物体都具有动能。
教师引导学生分析,运动的物体具有的动能有大有小,各不相同。龙卷风能把房屋卷到空中;微风只能把小纸片吹离地面,看来物体的动能有一定的影响因素;引导学生猜想。
学生猜想,运动物体的动能可能与运动物体的质量有关,还可能与物体运动的速度有关。
教师引导学生思考,在多因素影响探究问题的变化时,我们要采用怎样的实验探究方法?
让学生认识并理解要用控制变量法。
教师引导学生为了验证自己的猜想是否正确,我们利用手边的学具应该设计怎样的方案进行探究。并适时点拨启发学生进行设计。
在学生进行比较充分的思考设计之后,让学生交流探究实验的方案步骤或方法:
将同一个钢珠,以不同的速度撞击木块,推动木块做功,通过木块被推动的距离来判断速度大小不同时,钢珠动能的大小是否相同。
教师引导学生思考,怎样才能使同一钢珠的速度不同去撞击木块。
让钢珠从同一斜面上的不同高度自由滚下,到斜面底端时,钢珠的速度就不同,观察钢珠将放在水平桌面上的木块推动的距离。木块被推动的距离不同,说明钢珠对木块所做的功不同。木块被推得越远,表明钢珠的动能越大。
教师引导学生思考让同一个钢珠从不同的高度滚下来,这样探究的目的。
让学生认识到这样做是为了保持运动物体的质量不变,来研究其运动速度对动能的影响。钢珠在斜面上的高度越大,滚到水平桌面上时运动的速度越大。
将质量不同的钢珠,以相同的速度撞击木块,推动木块做功,通过木块被推动的距离来判断速度大小不同时,钢珠动能的大小是否相同。
教师引导学生思考,使质量不同的钢珠以相同的速度去撞击木块的方法。适时点拨:将质量不同的钢珠,让它们从斜面的同一高度滚到斜面的底端,观察钢珠将放在水平桌面上的木块推动的距离。
让质量不同的钢珠从同一斜面上的同一高度自由滚下,到斜面底端时,钢珠的速度就相同,观察钢珠将放在水平桌面上的木块推动的距离。若木块被推动的距离不同,说明钢珠对木块所做的功不同。木块被推得越远,表明钢珠的动能越大。
引导学生思考让质量不同的大小两个钢珠从同一的高度滚下来,这样探究的目的。
这样做是为了保持运动物体的运动速度不变,来研究其质量大小对动能的影响。质量不同的钢珠在斜面上的同一高度滚下,滚到水平桌面上时运动的速度是相同的。
教师引导学生总结探究的方法和步骤,形成探究方案,放手让学生动手进行探究,收集实验数据。
教师引导学生交流探究结果,并让学生在实验探究数据的基础上分析概括出实验结论:质量相同的物体,运动的速度大,物体具有的动能就越大;运动速度相同的物体时,质量大的物体的动能大;即动能与物体的运动速度和运动物体的质量有关,运动速度越大,质量越大,其动能就越大。(板书)
教师引导学生例举生活、生产中有关速度和质量对动能影响的事例,加深对动能影响因素的理解。
(二)势能
物体由于运动可以做功而所具有动能,物体还可以由于其他的原因而能够做功具有能量。我们来看另外两种形式的能。
(1)重力势能
教师引导学生将被举高的重物(大砝码或钢珠)自由下落打击到橡皮泥上,观察现象。
学生认识到,被举高的重物打击橡皮泥后留下凹坑,说明被举高的重物也能够做功。
教师引导学生思考,在生活中还见到过哪些现象能说明被举高的物体可以做功的事例:举高的夯打在木桩上,能够将木桩打入地下;空中下落的冰雹能把树木和庄稼打坏等。
教师总结,物体由于高度能够做功,物体由于高度所决定的能叫重力势能。重力势能的大小跟哪些因素有关。引导学生进行猜想,并说出猜想的依据。
学生猜想,重力势能的大小可能与物体的质量有关,还可能与物体被举高的高度有关。
教师引导学生设计探究方案,适时点拨启发学生探究实验时的步骤方法:
将同一个钢珠,从不同高度自由下落,观察钢珠打在表面平整的橡皮泥上所留下的凹痕深浅;钢珠打在橡皮泥上所留下的凹痕越深,表明钢珠的重力势能就越大。
教师引导学生思考为什么要让同一个钢珠从不同的高度下落,这样探究的目的。
让学生明确,这样做是为了保持物体的质量不变,来研究其被举高的高度对重力势能的影响。
将质量不同的钢珠,让它们从同一高度自由下落下,观察钢珠打在表面平整的橡皮泥上所留下的凹痕深浅;钢珠打在橡皮泥上所留下的凹痕越深,表明钢珠的重力势能就越大;
教师引导学生思考让质量不同的大小两个钢珠从同一的高度自由下落的目的。
学生明确这样做是为了保持物体的高度相同,来研究其质量大小对重力势能的影响。
学生动手进行探究,收集实验数据。
教师引导学生交流探究结果,并分析概括出实验结论:物体质量相同时,高度越高,它所具有的重力势能就越大;物体的高度相同时,物体的质量越大,其重力势能也就越大;即重力势能能与物体的质量和物体的高度有关,质量越大,高度越大,其重力势能就越大。
教师引导学生例举生活、生产中有关高度和质量对重力势能影响的事例,加深对重力势能影响因素的理解。
(2)弹性势能
物体由于运动的而具有动能,物体由于高度而具有重力势能,那么物体是否还可以由于其他的原因而具有能量呢?
教师用一根拉长的橡皮筋将一个小纸团弹出,橡皮筋对纸团做了功。用力拉开张紧的弓,可以将弦上的箭射出去,压缩的弹簧能把物体弹起等。
用两根相同长度而弹性不同的橡皮筋拉长相同的长度弹射同一个小纸团,弹性强的橡皮筋能把纸团弹射得更远;用同一跟橡皮筋弹射同一个纸团,将橡皮筋拉长的长度不同,纸团被弹射的远近不同,橡皮筋被拉得越长,纸团被弹射得越远。
引导学生分析后总结,事实和实验表明:弹性势能的大小跟弹性物体的弹性强弱有关,还与弹性物体的形变大小有关;弹性物体的弹性越强,形变越大,它具有的弹性势能就越大。
教师引导学生例举生活、生产中有关弹性形变对弹性势能影响的事例,加深对弹性势能影响因素的理解。
【教学总结】
通过本节课的学习,我们知道了什么是能量,什么是动能、重力势能、弹性势能,以及它们各自与哪些因素有关。同学们要注意观察生活中的一些实际应用,学会应用所学知识对相关现象进行分析和解释。通过这次共同的探究活动,让学生从知识、方法等方面总结本节课的体会和收获。
【教后反思】
本节内容的教学,从整体上来说,采用的是以教师的引导、学生的积极参与式的科学探究为主的实验验证课,在教学过程中,教师和学生在教学中的定位要准确,即教师是学生学习的参与者、引导者、合作者,学生是学习的主人,所以科学探究要体现以学生的主动合作探究为主,以培养学生的科学素养,培养学生的科学品质。同时教师要引导学生多结合生产和生活实际,加强知识与生活实际的联系,让学生切实体会到物理知识源于生活并服务于生活,物理知识是有用的,培养学生热爱物理勇于探索的科学精神。
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