北京课改版八年级全册四、机械能教案设计

机械能

【教学目标】

一、知识与技能

1．了解动能、重力势能和弹性势能的初步概念。

2．了解决定动能、势能的因素。

3．知道动能、势能的可以相互转化。

4．知道机械能守恒的含义。

5．进一步提高实验操作能力。

二、过程与方法

1．培养学生提出科学猜想和假设的能力。

2．初步领会用控制变量法研究科学规律的思路。

3．提高学生实验观察、分析、比较、归纳、概括等能力。

三、科学态度、情感、价值观

1．在动能、势能的学习过程中体验实验对科学探究的作用。

2．在活动中体验探究知识的乐趣和成功的喜悦，激发求知欲和好奇心。

3．通过人造龙卷风发电的阅读，培养学生科学发明创造的想象力。

【教学重难点】

1．动能、势能的大小、势能和动能的相互转换。

2．能量的概念、机械能守恒。

【教学过程】

一、复习引入

演示：将一木块放在水平桌面上，用手推木块在水平面上运动一段距离。

师：推力和重力是否都做了功？为什么？

生：推力做了功，重力没有做功。做功的两个必要因素是A．作用在物体上的力；B．物体在力的方向上移动的距离。

师：请大家举些物体做功的例子。

生答略。

师：一个运动的物体（例小汽车）能否对其他物体做功？一个举高的钩码落下能否对其他物体做功？一个用手拉长的弹簧在释放后能否对靠近它的物体做功？

学生思考并回答。

演示：

A．玩具小车拉动木块；

B．举高的钩码落下拉动木块（通过滑轮）；

C．一个用手拉长的弹簧在释放后拉动木块。

ABC

师：在这些不同的现象中，有哪个共同的东西把它们联系起来？

生1：在做功。

生2：运动的玩具小车、举高的钩码、拉长的弹簧都能做功。

师：对，我们就说这三个能做功的物体具有能量。

二、新课教学

（一）能量：

如果一个物体能够对另一个物体做功，我们就说这个物体具有能量（板书），简称能。能反映了物体做功的本领，不同的物体做功的本领不同，一个物体能够做功越多，表示这个物体的能量越大。

师：流水推动水轮机转动，流水有无能量？为什么？

生：流水对水轮机做了功，流水有能量

师：树上的苹果有无能量？为什么？

生1：没有能量，它没有做功。

生2：有能量，它可以做功。

师：能够做功是否一定做了功？（略停顿）不是！树上结的苹果虽然没有做功，但它能否做功？

生：能，只要它从树上掉下来就能做功。

师：所以我们说它具有能。所以判断物体是否有能量，只看它能否做功。

请学生举例具有能量的物体（略）。

师：物体具有能量的形式是多种多样的，下面我们来认识几种形式的能量。

师：大家拿起桌上的小风车，向它吹气……

学生操作。

师：小风车为什么会转起来？

生：空气在推它。

师：原来也有空气，小风车为什么不会转？

生：原来的空气不动。吹出来的空气在流动。

师：流动的空气才能够对小风车做功具有能量。就如刚才停止的玩具小车不能拉动木块，当玩具小车运动起来拉动木块做功才具有能量。下面我们再来看个钢球推动木块的实验，思考钢球什么情况具有能量。

演示：

1．钢球停靠着木块不动。

2．钢球从斜槽上滚下推动木块。

生：滚动的钢球才具有能量。

师：流动的水、空气、运动的玩具小车、滚动的钢球为什么都具有能量？

生：因为都在运动。

师：对，物体由于运动而具有的能叫做动能。物体动能的大小表现在它对其他物体所能做的功的大小。

（二）动能：

师：除流动的水、空气、运动的玩具小车具有动能外，还有哪些物体具有动能？

生1：飞行的飞机、运动的锤子。

生2：行驶的汽车、运行中的列车、跑动着的运动员。

生3：飞行中的子弹头，滚动着的钢球，运行中的人造地球卫星……

师：说得好，一切运动的物体都具有动能。

设问：物体动能多少不尽相同，如狂风能吹倒大树，而微风只能使树枝摇动。动能的大小跟哪些因素有关呢？

学生讨论并提出猜想：与速度有关；与质量有关；与……

教师出示相关教学准备（斜槽、不同质量的钢球、木块等）边演示边引导：

钢球从斜面滚下推动木块，说明什么？（生：滚下的钢球具有动能。）不同质量钢球从斜面不同高度滚下推动木块的距离不同，说明什么？（生：钢球具有不同的动能）如何实现质量相同时，钢球推动木块的速度不同？（生：只要让同一钢球从不同高度滚下就可以了）那让我们用实验证实一下。

演示：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。

学生讨论实验方案。

演示：1．将同一钢球从两个不同高度滚下，让学生观察钢球推动木块的距离。

记录数据。

结论：质量相同时，物体的动能与速度有关，速度越大，物体的动能越大。

演示：2．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。

记录数据。

结论：速度相同时，运动物体的质量越大，动能就越大。

归纳小结：物体的动能与物体的质量和速度有关，质量越大、速度越大，物体具有的动能越大。（板书）

回顾：演示

B：被举高的钩码落下拉动木块（通过滑轮）。

C：一个用手拉长的弹簧在释放后拉动木块。

师：举高的钩码、拉长的弹簧是否都有具有能？（是）它们跟前面的动能一样么？

生：它们不是由于运动而具有动能，不一样。

师：我们把因举高或发生弹性形变的物体具有的能叫势能。

（三）势能：

重力势能：因被举高而能够做功的物体所具有的能量（板书）。

学生阅读课文“重锤打桩”图片讨论重锤的重力势能。

师：举例还有哪些物体具有重力势能？

生1：被举高的夯，被举高的打桩机的重锤，高坝中的水，置于斜面上的钢球。

生2：山顶上的石头，举高的铅球，悬吊在高空中的钢梁。

生3：放在高楼阳台边沿的花盆，搁上货架的金属球，悬空的起重臂……

师：手中的乒乓球和铅球落下砸到泥地效果一样么？为什么？

生：不一样，做功多少不同，重力势能大小不同。

师：很好，那么物体重力势能的大小与哪些因素有关？

学生活动：

小结：物体的重力势能与物体的质量和被举的高度有关。物体的质量越大，被举得越高它具有的重力势能就越大。

师：还有一类物体如拉长（压缩）的弹簧、被踩弯的跳板等也能做功，积聚着势能，称为弹性势能。

弹性势能：当弹性物体被拉伸、压缩或弯曲时所具有的能量（板书）。

师生共同举例：被拉长的橡皮筋、被压缩（或拉伸）的弹簧、拉满的弓，弯曲的锯条、拉长的橡皮盘、钟表中卷紧的发条、被弯曲的撑杆（竹片，条形橡皮擦），受压的席梦思床垫等都具有弹性势能。

问：物体弹性势能的大小与哪些因素有关？

教师提示演示实验C并观看多媒体课件，学生讨论（略）。

小结：弹性形变程度越大，弹性势能越大（板书）。

师：静止在桌面上的钢球是否具有能量？

生：具有重力势能。

师：在桌面上滚动的钢球具有什么能？

生：既有动能，又有势能。

师：动能和势能统称为机械能（板书）。

动能、势能和机械能的国际单位：焦耳（J），简称焦。

（多媒体展示）