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张春举
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辽宁省-鞍山市 市级优课]
地区： 辽宁省 - 鞍山市 - 岫岩县 学校：岫岩满族自治县药山镇中学 共1课时第4节 机械能及其转化 初中物理 人教2011课标版 1教学目标知识技能 1.知道机械能包括动能和势能，能用实例说明动能和势能之间可以相互转化，能解释有关动能、重力势能之间相互转化的简单现象。 2.初步理解机械能守恒的含义。 过程与方法 观察动能和势能之间相互转化的实例，培养学生的动手操作能力及观察和分析问题能力。 情感、态度与价值观 关心机械能与人们生活的联系，有将机械能知识应用于日常生活的意识。 一、研究学生情况 学生个体差异性是客观存在的，每个学生都有自己原有的基础，重视学生的已有知识和生活经验，进一步了解学生心理倾向和认知规律，了解学生与教师、学生与教材、学生与数学、学生与课堂的关系，建立新型的师生关系，创设民主、平等、融洽、开放、宽容的教学氛围。是保证物理课堂教学有效性的重要条件。 二、强化学习过程 物理教材应当成为学生学习物理的基本出发点——让学生在教材所搭建的探究活动平台上展开物理学习。我采用理论联系实际的方法，给学生充分探索和交流的机会，强化学生在物理学习过程中的主体地位，突出探究式学习方式：即在知识的学习过程中给学生留有充分的思考与交流的时间和空间，让学生经历观察、实验、猜测、推理、交流、反思等活动，创设富有情感的课堂教学氛围，让学生在宽松的环境下轻松地学习，并且借助现代化的教学手段，帮助学生理解和探索。 三、加强合作学习 “合作学习”有利于体现学生的主体性，有利于张扬学生的个性。我们要努力为学生创造条件，努力为学生提供合作学习的空间。 分工明确，让学生成为小组学习的主人。合作学习是小组成员为了完成共同任务，有着明确分工的互助性学习活动。做实验、记录、总结等等都由不同的学生承担，使每人在小组学习中都有表现自己的机会。 3重点难点重点 动能和势能的转化 难点 能量守恒的理解 4教学过程 4.1 第一学时 教学活动 活动1【导入】机械能及其转化手持粉笔头高高举起。以此事例提问：被举高的粉笔具不具有能量？为什么？ 学生回答提问后，再引导学生分析粉笔头下落的过程。首先提出，当粉笔头下落路过某一点时，粉笔头具有什么能量？（此时既有重力势能，又有动能）继而让学生比较在该位置和起始位置，粉笔头的重力势能和动能各有什么变化？（重力势能减少，动能增加） 在粉笔头下落的过程，重力势能和动能都有变化，自然界中动能和势能变化的事例很多，下面我们共同观察滚摆的运动，并思考动能和势能的变化。 动能和重力势能之间的转化 重力势能和动能之间的转化 动能和弹性势能之间的转化 活动3【讲授】机械能之间的转化动能和重力势能之间的转化 动能和弹性势能之间的转化 活动4【活动】机械能及其转化实验1：滚摆实验。 出示滚摆，并简单介绍滚摆的构造及实验的做法。事先应在摆轮的侧面某处涂上鲜明的颜色标志，告诉学生观察颜色标志，可以判断摆轮转动的快慢。 引导学生复述并分析实验中观察到的现象。开始释放摆轮时，摆轮在最高点静止，此时摆轮只有重力势能，没有动能。摆轮下降时其高度降低，重力势能减少；摆轮旋转着下降；而且越转越快，其动能越来越大。摆轮到最低点时，转动最快，动能最大；其高度最低，重力势能最小。在摆轮下降的过程中，其重力势能逐渐转化为动能。 仿照摆轮下降过程的分析，得出摆轮上升过程中，摆轮的动能逐渐转化为重力势能。 实验2：单摆实验。 此实验摆绳宜长些，摆球宜重些。最好能挂在天花板上，使单摆在黑板前，平行于黑板振动，以便在黑板上记录摆球运动路线中左、右最高点和最低点的位置。分析单摆实验时，摆球高度的变化比较直观，而判断摆球速度大小的变化比较困难，可以从摆球在最高点前后运动方向不同，分析摆球运动到最高点时的速度为零，作为这一难点的突破口。顺便指出像单摆这种往复的运动，在物理学中叫做振动。 综述实验1、2，说明动能和重力势能是可以相互转化的。 实验3：弹性势能和动能的相互转化。 演示课本图1—7动能和弹性势能的转化实验。实验可分两步做。首先手持着木球将弹簧片推弯，而后突然释放木球，木球在弹簧片的作用下在水平槽内运动。让学生分析在此过程中，弹性势能转化为动能。第二步实验，让木球从斜槽上端滚下，让学生观察木球碰击弹簧片的过程。然后，依据课本图1—7，甲→乙图和乙→丙图分析动能转化为弹性势能和弹性势能转化为动能的过程。得出：动能和弹性势能也是可以相互转化的。 自然界中动能和势能相互转化的事例很多。其中有一些比较直观，例如：物体从高处落下、瀑布流水等这些事例也可以让学生列举，说明动能和势能的相互转化。有些事例比较复杂，例如：踢出去的足球在空中沿一条曲线（抛物线）运动过程中，动能和势能是如何相互转化的呢？（板画足球轨迹，依图分析）首先我们来分析足球离地面的高度的变化，这是判断足球重力势能变化的依据。很明显，在上升过程中足球的重力势能增加；在下降过程中重力势能减少。接着再分析足球的速度。足球在最高点时不再上升，说明它向上不能再运动。所以，足球在上升过程中，速度逐渐变小；在下降过程中速度又逐渐变大。通过以上分析，可以看到足球在上升阶段动能转化为重力势能；在下降阶段重力势能转化为动能。 人造地球卫星在运行过程中，也发生动能和重力势能的相互转化。人造地球卫星大家并不陌生，然而围绕人造卫星，同学们还有许多的谜没有揭开。例如：人造卫星为什么能绕地球运转而不落下来？在人造卫星内失重是怎么回事？等等，这些问题还有待于同学们进一步学习，今天我们只讨论卫星运行过程中，动能和重力势能的相互转化。 人造卫星绕地球沿椭圆轨道运行，它的位置离地球有时近、有时远。（出示我国发射的第一颗人造卫星轨道图）现以我国发射的第一颗人造卫星为例，它离地球最近时（此处叫近地点）离地面439公里，离地球最远时（此处叫远地点）离地面高度是2384公里，它绕地球一周的时间是114分钟。它在近地点时，速度最大，动能最大；此时离地面最近，重力势能最小。卫星由近地点向远地点运行时动能减小，重力势能增大，动能向重力势能转化。直到远地点时，动能最小，重力势能最大。卫星由远地点向近地点运行时，重力势能向动能转化。在卫星运行过程中，不断地有动能和势能的相互转化。 活动5【练习】机械能及其转化
机械能及其转化 1、起重机在匀速向上提升货物 机械能及其转化 1、起重机在匀速向上提升货物的过程中，物体的动能_______，势能_______，物体的机械能_______（填“变大”“变小”或“不变”）；拉弯的弓把箭射出去，这时弓的_______转化为箭的_______. 2、成熟的苹果由于受到_______作用从树上自由落下时，它的_______能转化为_______能，机械能将_______（不计阻力）.弹簧门被拉开后，弹簧由于被卷紧而具有_______能，放手后，这些能转化为门的_______. 3、跳伞运动员在空中匀速下降的过程中，他的动能___ __，势能__ ___，机械能____ ___．(填“变大”“变小”或“不变”) 4、乒乓球从高处下落的过程中，势能转化成___ ____能，与地面相碰的过程中，动能转化成__ ____能，从地板反弹起来的过程中___ __能转换成__ ____能，在动能和势能的转化过程中，能的总量保持不变． 5、运动员进行跨栏比赛，在跃起身体上栏的过程中， 能转化为 能；当到达终点时不能立即停下，这是由于 。 6、空中飞行的足球最终要落回到地面，是因为它受到了 的作用；下落的过程中，足球的 能转化为 能； 7、人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行，卫星从远地点向近地点运动时（ ） A.动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能 B.动能不变，重力势能减小，动能转化为重力势能 C.动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能 D.动能增大，重力势能增大，重力势能转化为动能 8、当自动扶梯做匀速运动时，站在上面的乘客，具有的（ ） A.动能不变，势能不变，机械能不变 B.动能增大，势能增大，机械能增大 C.动能减小，势能减小，机械能减小 D.动能保持不变，机械能将发生变化 9、下列过程中属于势能转化为动能的是（ ） A.跳伞运动员在空中匀速下落 B.直升飞机匀速上升 C.滚摆在下降过程 D.火箭发射升空 10、下列过程中，属于动能转化为势能的是（ ） A.向上抛出的小球上升过程中速度越来越小 B.雪撬从山坡上滑下 C.弹簧门在推开后自动关门 D.玩具弹簧枪将“子弹”射出去 11、跳高比赛时，运动员从起跳到落地过程中，下列说法正确的是(不计空气阻力)（ ） A．上升过程中，动能减小，机械能减小 B．上升过程中，重力势能增大，机械能增大 C图4．下落过程中，重力势能减小，机械能不变 D．下落过程中，重力势能减小，机械能减小 12、下列情况中机械能不发生变化的是（ ） A.汽车刹车后在水平地面上向前滑行 B.抛向空中正在上升的石块（不计空气阻力） C.小孩从滑梯上匀速滑下 D.用滑轮组把物体匀速提高 13、在学习势能知识时，小明同学猜想物体的重力势能的大小可能与以下三个因素有关：①物体高度，②物体质量大小，③物体所处地理位置。为了证明自己的猜想，首先决定对因素①进行验证．他把橡皮泥平铺在水平面上，让1个小球从不同高度自由下落，记录结果如表所示。 （1）该同学依据 判断重力势能的大小； （2）本实验的结论是 ； （3）若想对因素②进行验证，你认为实验中应控制相等的变量是 。 活动7【作业】机械能及其转化完成课后题，认真复习及预习下一课。 第4节 机械能及其转化 课时设计 课堂实录第4节 机械能及其转化 1第一学时 教学活动 活动1【导入】机械能及其转化手持粉笔头高高举起。以此事例提问：被举高的粉笔具不具有能量？为什么？ 学生回答提问后，再引导学生分析粉笔头下落的过程。首先提出，当粉笔头下落路过某一点时，粉笔头具有什么能量？（此时既有重力势能，又有动能）继而让学生比较在该位置和起始位置，粉笔头的重力势能和动能各有什么变化？（重力势能减少，动能增加） 在粉笔头下落的过程，重力势能和动能都有变化，自然界中动能和势能变化的事例很多，下面我们共同观察滚摆的运动，并思考动能和势能的变化。 动能和重力势能之间的转化 重力势能和动能之间的转化 动能和弹性势能之间的转化 活动3【讲授】机械能之间的转化动能和重力势能之间的转化 动能和弹性势能之间的转化 活动4【活动】机械能及其转化实验1：滚摆实验。 出示滚摆，并简单介绍滚摆的构造及实验的做法。事先应在摆轮的侧面某处涂上鲜明的颜色标志，告诉学生观察颜色标志，可以判断摆轮转动的快慢。 引导学生复述并分析实验中观察到的现象。开始释放摆轮时，摆轮在最高点静止，此时摆轮只有重力势能，没有动能。摆轮下降时其高度降低，重力势能减少；摆轮旋转着下降；而且越转越快，其动能越来越大。摆轮到最低点时，转动最快，动能最大；其高度最低，重力势能最小。在摆轮下降的过程中，其重力势能逐渐转化为动能。 仿照摆轮下降过程的分析，得出摆轮上升过程中，摆轮的动能逐渐转化为重力势能。 实验2：单摆实验。 此实验摆绳宜长些，摆球宜重些。最好能挂在天花板上，使单摆在黑板前，平行于黑板振动，以便在黑板上记录摆球运动路线中左、右最高点和最低点的位置。分析单摆实验时，摆球高度的变化比较直观，而判断摆球速度大小的变化比较困难，可以从摆球在最高点前后运动方向不同，分析摆球运动到最高点时的速度为零，作为这一难点的突破口。顺便指出像单摆这种往复的运动，在物理学中叫做振动。 综述实验1、2，说明动能和重力势能是可以相互转化的。 实验3：弹性势能和动能的相互转化。 演示课本图1—7动能和弹性势能的转化实验。实验可分两步做。首先手持着木球将弹簧片推弯，而后突然释放木球，木球在弹簧片的作用下在水平槽内运动。让学生分析在此过程中，弹性势能转化为动能。第二步实验，让木球从斜槽上端滚下，让学生观察木球碰击弹簧片的过程。然后，依据课本图1—7，甲→乙图和乙→丙图分析动能转化为弹性势能和弹性势能转化为动能的过程。得出：动能和弹性势能也是可以相互转化的。 自然界中动能和势能相互转化的事例很多。其中有一些比较直观，例如：物体从高处落下、瀑布流水等这些事例也可以让学生列举，说明动能和势能的相互转化。有些事例比较复杂，例如：踢出去的足球在空中沿一条曲线（抛物线）运动过程中，动能和势能是如何相互转化的呢？（板画足球轨迹，依图分析）首先我们来分析足球离地面的高度的变化，这是判断足球重力势能变化的依据。很明显，在上升过程中足球的重力势能增加；在下降过程中重力势能减少。接着再分析足球的速度。足球在最高点时不再上升，说明它向上不能再运动。所以，足球在上升过程中，速度逐渐变小；在下降过程中速度又逐渐变大。通过以上分析，可以看到足球在上升阶段动能转化为重力势能；在下降阶段重力势能转化为动能。 人造地球卫星在运行过程中，也发生动能和重力势能的相互转化。人造地球卫星大家并不陌生，然而围绕人造卫星，同学们还有许多的谜没有揭开。例如：人造卫星为什么能绕地球运转而不落下来？在人造卫星内失重是怎么回事？等等，这些问题还有待于同学们进一步学习，今天我们只讨论卫星运行过程中，动能和重力势能的相互转化。 人造卫星绕地球沿椭圆轨道运行，它的位置离地球有时近、有时远。（出示我国发射的第一颗人造卫星轨道图）现以我国发射的第一颗人造卫星为例，它离地球最近时（此处叫近地点）离地面439公里，离地球最远时（此处叫远地点）离地面高度是2384公里，它绕地球一周的时间是114分钟。它在近地点时，速度最大，动能最大；此时离地面最近，重力势能最小。卫星由近地点向远地点运行时动能减小，重力势能增大，动能向重力势能转化。直到远地点时，动能最小，重力势能最大。卫星由远地点向近地点运行时，重力势能向动能转化。在卫星运行过程中，不断地有动能和势能的相互转化。 活动5【练习】机械能及其转化
机械能及其转化 1、起重机在匀速向上提升货物 机械能及其转化 1、起重机在匀速向上提升货物的过程中，物体的动能_______，势能_______，物体的机械能_______（填“变大”“变小”或“不变”）；拉弯的弓把箭射出去，这时弓的_______转化为箭的_______. 2、成熟的苹果由于受到_______作用从树上自由落下时，它的_______能转化为_______能，机械能将_______（不计阻力）.弹簧门被拉开后，弹簧由于被卷紧而具有_______能，放手后，这些能转化为门的_______. 3、跳伞运动员在空中匀速下降的过程中，他的动能___ __，势能__ ___，机械能____ ___．(填“变大”“变小”或“不变”) 4、乒乓球从高处下落的过程中，势能转化成___ ____能，与地面相碰的过程中，动能转化成__ ____能，从地板反弹起来的过程中___ __能转换成__ ____能，在动能和势能的转化过程中，能的总量保持不变． 5、运动员进行跨栏比赛，在跃起身体上栏的过程中， 能转化为 能；当到达终点时不能立即停下，这是由于 。 6、空中飞行的足球最终要落回到地面，是因为它受到了 的作用；下落的过程中，足球的 能转化为 能； 7、人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行，卫星从远地点向近地点运动时（ ） A.动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能 B.动能不变，重力势能减小，动能转化为重力势能 C.动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能 D.动能增大，重力势能增大，重力势能转化为动能 8、当自动扶梯做匀速运动时，站在上面的乘客，具有的（ ） A.动能不变，势能不变，机械能不变 B.动能增大，势能增大，机械能增大 C.动能减小，势能减小，机械能减小 D.动能保持不变，机械能将发生变化 9、下列过程中属于势能转化为动能的是（ ） A.跳伞运动员在空中匀速下落 B.直升飞机匀速上升 C.滚摆在下降过程 D.火箭发射升空 10、下列过程中，属于动能转化为势能的是（ ） A.向上抛出的小球上升过程中速度越来越小 B.雪撬从山坡上滑下 C.弹簧门在推开后自动关门 D.玩具弹簧枪将“子弹”射出去 11、跳高比赛时，运动员从起跳到落地过程中，下列说法正确的是(不计空气阻力)（ ） A．上升过程中，动能减小，机械能减小 B．上升过程中，重力势能增大，机械能增大 C图4．下落过程中，重力势能减小，机械能不变 D．下落过程中，重力势能减小，机械能减小 12、下列情况中机械能不发生变化的是（ ） A.汽车刹车后在水平地面上向前滑行 B.抛向空中正在上升的石块（不计空气阻力） C.小孩从滑梯上匀速滑下 D.用滑轮组把物体匀速提高 13、在学习势能知识时，小明同学猜想物体的重力势能的大小可能与以下三个因素有关：①物体高度，②物体质量大小，③物体所处地理位置。为了证明自己的猜想，首先决定对因素①进行验证．他把橡皮泥平铺在水平面上，让1个小球从不同高度自由下落，记录结果如表所示。 （1）该同学依据 判断重力势能的大小； （2）本实验的结论是 ； （3）若想对因素②进行验证，你认为实验中应控制相等的变量是 。 活动7【作业】机械能及其转化完成课后题，认真复习及预习下一课。 Tags：4节,机械能,及其,转化,教学设计
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