機械能教案
篇一：國中物理機械能教案
一、教學目標：
1、知識與技能：
1. 理解動能、重力勢能，知道彈性勢能。
2. 能用例項說明物體的動能和勢能，知道機械能包括動能和勢能。
2、過程與方法：
1. 學生通過觀察物體具有動能、重力勢能和彈性勢能的一系列物理實驗，學習觀察物理實驗現象的方法，提高觀察能力。
2.通過實驗探究活動，再次加深對控制變數法的認識。
3、情感態度與價值觀：
通過學習有關動能、勢能的知識及其在生活中的廣泛應用，激發學生學習物理的興趣，培養學生理論聯絡實際的觀念。
二、教學重難點：
重點：探究動能、重力勢能和彈性勢能的影響因素，讓學生體驗探究的過程。 難點：學生設計完成探究試驗，並交流評估各自的實驗方案
三、教學方法：
實驗法，講授法，指導閱讀法，演示法
四、教學實驗儀器：
乒乓球、沙子、小桌子、模型小汽車、銅塊、細線、木塊等
五、教學過程：
1、情景引入：
師：首先請同學們觀看一個現象（老師在桌子上放上一張紙和一個乒乓球，用扇子扇風，紙和乒乓球被風吹走）同學們看到了什麼現象？
生：風把紙和乒乓球吹走了。
師：那麼風能把火車吹翻嗎？
生：（一般）不能。
師：請同學們觀看一個新聞片段。（風吹翻火車）
師：對此，你們有什麼看法？
生：太可怕了，風怎麼會有如此大的力量呢？
2、新課教學：
師：那麼，我們帶著疑問，走入今天的課堂。首先，請同學觀察下面四幅圖，分析一下這四幅圖中的物體有什麼共同的特徵？
生：他們都在運動。
師：很好，那麼結合前面我們所學功的知識，這些運動的物體能不能對別的物體做功呢？像這樣，一個物體能夠做功，我們就說他具有能。能夠做的功越多，我們就說他具有更多的能。請注意，能夠做功指的是他具有的本領，能不能確定他一定正在對別的物體做功呀？不能！！！像剛剛那樣的四個物體，是由於運動而具有對其他物體做功的能力，我們把這種能稱為動能。那同學們能不能從生活實際中找到具有動能的物體呢？
生：……
師：其實，我們判斷一個物體是否具有動能，主要是看這個物體是否在運動。那麼，下面，我們一起來看看這輛運動的公交車發生了什麼事情？（看視訊）剛剛的視訊中發生了什麼事情呢？
生：公交車將小汽車撞飛出去了！
師：我這裡也有一輛小汽車，（拿著道具模型）現在它也在運動，如果是這輛小汽車裝上視訊中的小汽車，會把小汽車撞飛出去嗎？
生：不能；
師：那這說明，運動的物體都有動能，但是動能是不是都一樣大呀？（不是）動能有大有小，那麼這個動能的大小到底與什麼因素有關呢？同學們大膽的猜想一下：
生：猜想：（質量；體積（乒乓球和小鋼珠）；速度）
師：這都是我們的猜想，那要驗證我們的猜想，我們應該怎麼做呢？（實驗）請同學們自己先運用自己手中的器材設計一下；
（控制變數法；做實驗，得出結論）
師：現在，老師拿出一個銅塊，放在這張桌子上，同學們會擔心，銅塊撞傷你嗎？（不擔心）那我用一根細繩將銅塊吊起來，放在你的頭上，你擔心嗎？為什麼呢？
生：可能會回答擔心繩子斷了，砸到頭。
師：這個銅塊是因為動起來讓你覺得擔心嗎？不是！是因為這個銅塊被舉高了而擔心。那也就是說雖然這個銅塊沒有動起來，但是因為被舉高了也具有了做功的能力。那這種因為被舉高而具有的能就叫做重力勢能。同樣的，重力勢能有大有小，我們根據動能的探究過程來探究一下重力勢能的大小與那些因素有關！我這裡有一盒沙子，在沙子上面，放上一張桌子，將一個銅塊舉高，鬆手，銅塊將桌子砸進沙子中，桌子陷入沙子中越深，說明這個銅塊能對桌子做更多的功，具有更多的能；反之，則不然。
（控制變數法；做實驗，得出結論）
師：通過學習，我們得出，物體由於運動或者被舉高都會具有能，由於運動而具有的能叫動能，由於被舉高而具有的能叫重力勢能。動能大小與物體的質量和運動的速度有關，而重力勢能與物體的質量和被舉高的高度有關；那我這裡有根橡皮筋，現在既沒有運動也沒有被舉高，是不是就不具有能，不能對物體做功呢？看個小實驗，用橡皮筋將紙彈出去，橡皮筋能將紙彈出去，說明此時此刻的橡皮筋也具有能，但是這種能不是因為運動也不是因為被舉高，而是因為發生了彈性形變而具有的能，這種能，我們就叫做彈性勢能，由於時間關係，我們就不在課堂上討論了，只是給同學看看老師已經做過的一個實驗，同學能夠知道彈性勢能的大小也不是都一樣的，與物體發生彈性形變的程度有關。
重力勢能和彈性勢能總的來說都是勢能，我們把勢能和動能的合起來稱之為機械能。
六、課堂練習：
1、看圖說出圖中的物體各自具有的是什麼樣的能。
2、運用今天所學的知識解決情景引入中風吹翻火車，滴水川石。
七、課堂小結：（主要小結知識和實驗方法）時間還很多的話，還可以讓同學們討論一下，通過本節課程的學習，對生活有哪些啟示：比如火車被吹翻，公交車撞飛小汽車要注意控制好速度，又比如滴水穿石，不能小覷大自然的威力等等。
八、課後作業：
篇二：《機械能及其轉化》教學設計
國中物理人教版九年級第十五章第五節
《機械能及其轉化》教學設計
教學目標
知識與技能：
1、 知道什麼是機械能，通過對一些物理現象的分析，理解動能和勢能的相互轉化。
2、 引導學生舉例並解釋一些有關動能、重力勢能、彈性勢能相互轉化的簡單物理現象。 過程與方法：
1、 通過對一些典型的物理現象的觀察，引導學生分析和發現其中包含的物理知識和物理原理。
2、 培養學生用能量轉化的觀點分析問題的能力。
情感態度與價值觀：
通過閱讀“科學世界”《人造地球衛星》，結合我國航天事業的發展，對學生進行愛國主義教育。
教學重點：
動能和勢能的相互轉化。
教學難點：
機械能守恆問題、彈性勢能與動能、重力勢能的相互轉化問題。
學習者特徵分析
學生剛學了動能和勢能的基本概念，能確認運動的物體具有動能，被舉高的物體具有重力勢能，發生彈性形變的物體具有彈性勢能；並瞭解了決定這些能量大小的因素。也就是說學生為本節課的學習有了一定的知識準備，但教者必須清醒地認識到學生對某種能量的變化的理解並不是很到位的，這恰恰是完成本節課的教學目標所必須解決的問題。對有些物理現象需用多個物理知識分析或解釋，如“滾擺、單擺最終會停下來”，我們引導學生關注的重點是動能和勢能的相互轉化問題，但現象中所涉及到的機械能守恆與損失問題，既不能迴避，又不能過多糾纏，否則會喧賓奪主而影響教學目標的實現。
文字教材與資訊科技整合點分析
1、 文字教材惜字如金，篇幅不長，但插圖多，我們能獲取的資訊量依然十分豐富，由於所涉及的物理知識較為抽象，給教者對教材的處理、整合、發揮留下了足夠的空間。
2、 插圖是靜止的，反映的是某一物理現象的瞬間，而其過程則靠想象。我們恰恰能利用多媒體的硬體優勢和技術優勢，變靜為動，為學生呈現出物理現象的全過程。
3、 本節課對以下幾個地方，將原文字教材進行了整合：
（1）、將本章開始之前的《無處不在的能量》中的過山車主題檢視拿來為本節所用，並以視訊形式呈現，配以本章開頭的一段激情文字“滿載遊客的過山車……”的朗誦音訊，既利用了教材資源，又加強了視聽效果。
（2）、滾擺、單擺實驗拍攝成視訊，實際教學時先做演示實驗，學生討論分析現象時再播放視訊，這樣實驗雖然結束了，但過程依然可觀可感。
（3）、將《想想做做》“鐵鎖會碰到鼻子嗎”拍攝成視訊播放，有提高能見度的效果。
（4）、補充皮球落地後向上反彈的內容，並將其拍攝成視訊播放：將球塗黑，球與地碰撞時會在地上留下圓形黑斑。這樣能使不易觀察到的形變以黑斑形式呈現，且將瞬時形變能長時間留存下來。
（5）、製作皮球落地後反彈的動畫視訊，作為前一個視訊的補充，使學生能進一步看清全過程。
（6）、課後《動手動腦學物理》的第6題，若佈置給學生做，由於條件的限制很難落實，現場演示，又耗時過長，將教者的實驗以視訊形式播放，既能讓學生看到圓筒斜向上滾的奇特現象，又提高了學習效率。
（7）、製作衛星沿橢圓形軌道執行的動畫視訊，方便學生分析動能和勢能的相互轉化。
（8）、從網上下載笨豬跳和蹦床的視訊，作為課堂鞏固練習的素材。
教學方法與教學策略分析
1、 通過實驗、視訊、動畫為學生認識和分析動能與勢能的相互轉化提供直觀感性材料。
2、 為學生提供一種分析動能和勢能相互轉化的思維模式： 高度形變 高度或速度通俗總結就是：高度換速度，形變換兩“度”（即高度和速度）。
具體程式如下：
（1）、觀察：看確定物件的.運動速度、離開地面的高度、形狀是否發生變化。
（2）、分析：動能和重力勢能——質量一定時，若速度增大了，則高度肯定降低了。速度增大則意味著動能增大了（問：增大的動能哪裡來？），若高度降低了，則意味著重力勢能減小了（問：減小的重力勢能哪裡去了？）。又如物體的形變程度增大了，則意味著彈性勢能增大了，而這又是以物體運動速度的減小或離開地面的高度的減小為代價的。
（3）、結論：速度增大，動能增大；高度降低，重力勢能減小，此時是重力勢能轉化為動能，反之是動能轉化為重力勢能。形變發生（或增大）則彈性勢能增大，此時是動能或重力勢能轉化為彈性勢能。
通俗的解釋就是：以高度的降低換取速度的增加，反之亦然，以高度的降低或速度的減小來換取物體形變的發生或增大，反之亦然。
3、 利用多媒體教學的優勢為學生提供資源支援，加大容量，增加練習機會，感悟不同
現象中所包含的相同的物理原理。
教學環境和教學資源準備
多媒體教室、課件、滾擺、單擺。
教學過程
一、匯入新課：
1、 呈現課題
2、 播放過山車視訊：驚險刺激的場面，配以激情旁白（內容取自教材），給學生以強烈的
視覺衝擊和心靈震撼，激發學生興趣，引發學生思考。
3、 回憶再認（知識遷移）：動能的物理意義、影響動能大小的因素；重力勢能的物理意義及影響因素；彈性勢能的物理意義及影響因素。
二、進行新課：
1、 機械能
引導學生回憶：我們以前學習過哪些能量？曾經接觸過哪些能量名詞？
動能和勢能統稱為機械能。
小結：機械能是能量大家族中的一員，在國際單位制中的單位是：焦耳（j）。
2、 動能和重力勢能之間的相互轉化
（1）、演示滾擺實驗
引導學生觀察，提出問題：你看到了什麼現象？為什麼滾擺下降後又自動上升？引導學生分析
播放滾擺實驗視訊，引導學生重點關注三個要素：滾擺質量、滾擺的運動速度、滾擺離開地面的高度。並注意在全過程中哪些因素變了，哪些因素沒變？
討論：沒變的是質量
變化的是——速度、高度。
兩個過程：a、下降：質量不變。
現象：離開地面的高度減小，下降速度增大。
分析：離開地面的高度減小則重力勢能減小了；下降速度增大了則動能增大了。 結論：增大的動能是由減小的重力勢能轉化而來的，即此過程是重力勢能轉化為動能。
在這裡隱含了能量既不會無緣無故消滅，也不會無緣無故創生的思想。
b、上升：質量不變。
現象：離開地面的高度增大了，但上升的速度減小了。
分析：離開地面的高度增大了則說明重力勢能增大了，而上升速度的減小說明動能減小了。
結論：增大的重力勢能是由減小的動能轉化而來的，即此過程是動能轉化為重力勢能。
小結：在這裡為學生分析類似現象提供了一個模式：
a、某種能量的增減是因為能的轉化導致。
b、在能的轉化過程中，動能的增減由速度的變化引發，重力勢能的增減是由物體與參考面的高度變化引發，同理，彈性勢能的增減是由物體的彈性形變程度增大或減小而引發。
（2）、演示單擺實驗並播放視訊。
引導學生根據以上模式分析能量的轉化。
（3）、引導學生觀看教材插圖15.5----2甲、乙、丙
討論、分析能的相互轉化。
3、《想想做做》
播放視訊，分析能的轉化。
提出問題：鐵鎖擺回時會碰到鼻子嗎？不會！
其實這個問題很好回答，因為學生看到了實驗事實。我們所關注的重點是為什麼
沒有碰到鼻子？
引導學生分析：鐵鎖會與空氣摩擦，受到空氣阻力的作用，一部分動能或重力勢能轉化成了
空氣和鐵鎖的內能，總的機械能損失了一些（不守恆）。
這樣就不難解釋滾擺和單擺為什麼最終會停下來的原因了————滾擺、單擺與空氣之間有摩擦，滾擺的擺軸與懸線之間也有摩擦，機械能有一部分轉化成了其他形式的能，總量有所減少。
教材118頁最後一小段：“如果只有動能和勢能相互轉化，機械能的總和不變，或者說，機械能是守恆的。”這個“如果”表達的就是一種無任何摩擦的理想狀態。
告訴學生：若這個“如果”成立，則運動的滾擺、單擺就不會停止，鐵鎖擺回時也會
碰到（接觸到）鼻子的。（因為機械能守恆）
4、 動能或重力勢能與彈性勢能的相互轉化
播放視訊：皮球。
將皮球塗黑，靜止在地面上時，在地上留下一個小黑點，而從高處落下與地面碰
撞時，卻在地上留下了一個面積稍大的黑斑。
問題：黑斑說明了什麼？
———皮球發生了形變。
討論皮球彈跳過程中的能量轉化關係（同時播放皮球彈跳的動畫視訊）。
下落：———能轉化為————能。
與地碰撞：————————-能轉化為————能。
恢復原狀彈起：————---能轉化為————能。
上升：————能轉化為—————能。
討論：皮球為什麼不能彈回到原來的高度？
5、 隨堂練習
（1）、笨豬跳運動（播放視訊）。
（2）、蹦床運動（播放視訊）。
（3）、過山車（回憶本節開頭的視訊）。
解釋以上三個過程中動能與勢能的相互轉化關係。
6、 科學世界 ————《人造地球衛星》
（1）、學生閱讀。
（2）、教師介紹我國航空航天事業所取得的成就。
（3）、播放動畫視訊。
討論衛星執行過程中動能與勢能的相互轉化關係。
7、 作業：《動手動腦學物理》的1、2、3、4、5。
教學小結
1、 機械能中的動能、重力勢能、彈性勢能可以相互轉化。
2、 分析機械能轉化的思維模式是：
質量、高度、形狀三因素髮生了變化，則它們所對應的某種形式的能在量上就發生了增減，根據這個量的增減來確定能的轉化方向。
1、 本節課重在思維能力的訓練，而非操作能力的訓練。
2、 用能的轉化觀念來分析物理現象，學生初學，顯然不是很適應。
3、 本節課必須在學生非常熟悉影響機械能大小的諸多因素的背景下，方能順利地展開教學，顯然有的學生對前一節課的知識是存在欠賬的。
4、 學生對彈性勢能與動能、重力勢能之間的相互轉化稍顯困難。
5、 資訊科技手段的運用，有效地彌補了學生在直接經驗上的不足，減緩了學生在抽象邏輯思維上的壓力。
