九年級物理全冊《動能 勢能 機械能》案例
教學目標:
1.通過實例分析,認識到運動的物體能做功,具有動能;
2.通過探究,知道動能的大小與物體的質量和運動速度有關,並能解釋簡單的現象;
3.通過探究,知道彈性勢能和重力勢能的概念和決定因素,並能解釋簡單的現象;
4.能夠運用控制變量法進行實驗設計;逐步養成在實驗中認真觀察、勤于思考的習慣;
5. 通過有關動能勢能知識的學習和應用,培養學生理論聯繫實際的觀念。
教學重、難點:
能夠運用控制變量法進行實驗設計探究影響動能、彈性勢能和重力勢能大小的因素。
教學過程:
一、情境導入
視頻:水利發電
提出問題:水可以用來發電説明了什麼?
(水從高處流下來具有很大的能量)
二、學習新課:
(一)能量
1. 能量的定義:一個物體如果能對另一個物體做功,我們就説這個物體具有能量。
(説明:一個物體能做多少功,它就具有多少能量;一個物體能夠做的功越多,表示這個物體的能量越大。)
2. 能量的單位:
(説明:前面説過,一個物體能夠做的功越多,表示這個物體的能量越大。因此,能量的大小可以用能夠做功的多少來衡量。如果一個物體能做1000J的功,它就具有1000J能量,可見能量的單位跟功的單位相同,也是焦耳(J)。)
3.能量的種類:
通過八年級一年的物理學習,我們已經知道一些形式的能量的名稱,請你説説看你知道哪些能的名稱?
過渡:看視頻“流水推動小船”,説一説視頻中物體主要具有哪一種能量?
(二)動能
1.動能的定義:物體是由於運動而具有的能量叫做動能。一切運動的物體都具有動能。
想一想:生活中哪些物體具有動能?試舉幾個事例。
2.探究影響動能大小的.因素:
(1)提出問題:物體動能的大小可能與哪些因素有關?
(引導學生根據實際生活經驗提出猜想)
(2)學生分小組討論制定實驗方案 (主要運用什麼科學探究方法?具體如何探究?)
(3)動畫演示:探究影響物體動能大小的因素
引導學生仔細觀察實驗過程解決問題:
①如何控制質量不同的小車速度相同?(相同斜面相同高度下滑)
②實驗中如何判斷小球動能的大小? (通過小球推動木塊移動的距離判斷)
③引導學生討論並得出結論。(運動物體的動能的大小與物體的質量和速度有關,物體的質量越大,速度越大,它具有的動能就越大。)
3. 學以致用:説一説以下物體具有的動能如何變化?
①一輛汽車加速運動
②火車進站時減速運動,進站後停止不動
③一輛灑水車在馬路上均速前進並正在灑水
過渡:運動的物體具有動能。生活中有很多物體並沒有運動,但是他們也能做功,也具有能,比如説打樁機上被舉高的重錘(視頻)。
(三)勢能
1.重力勢能
(1)重力勢能定義:物體由於被舉高而具有的能量叫重力勢能。(強調:物體具有能量是表示物體能做功,具有做功的本領,而未必一定在做功。)
想一想:生活中哪些物體具有重力勢能?試舉幾個事例。
(2)探究影響重力勢能大小的因素:
①提出問題:物體重力勢能的大小可能與哪些因素有關?
(引導學生根據實際生活經驗提出猜想)
② 制定實驗方案並探究:
A.圖片展示一組實驗器材,學生自選實驗器材並進行演示實驗。(引導學生評價)
B.學生仔細觀實驗現象,討論並得出結論。(實驗表明:物體重力勢能的大小與物體的質量和被舉高高度有關,物體質量越大,被舉高高度越大,物體所具有的重力勢能就越大。)
C.問題:實驗中應該運用的科學探究方法是什麼?(控制變量法)
問題:實驗中如何體現物體重力勢能的大小?
(3)學以致用:小明和小華一起到紫金山上登高,在山頂他們看到一塊突兀的大石頭。小明説,這巨大的石頭,處在這麼高的山上,它一定具有很大的重力勢能。小華聽了,不以為然,他認為,這塊石頭根本沒有被舉高,因此應該説這塊石頭不具有重力勢能。你怎樣看待他們的觀點呢?
過渡:被壓彎的尺,它沒有運動,也沒有被舉高,所以她既不具動能也不具重力勢能,但是大家想象一下它能不能做功?(視頻:跳水)
2.彈性勢能
(1)活動:卡片為什麼會跳起來。 視頻:小車被彈簧彈開。
問題:現象説明了什麼?
結論:①發生彈性形變的物體能做功,因此它具有彈性勢能。
②在一定限度內,形變越大,形變的物體具有的彈性勢能就越大。(也就是説物體具有的彈性勢能的大小與物體的形變程度有關)
(2)想一想:生活中還有哪些事例能説明同樣的道理?(學生舉例)
3.小結:重力勢能和彈性勢能統稱為勢能。
(四)機械能
1.概念:動能和勢能統稱為機械能。
2.説一説:在空中飛行的飛機具有什麼能量?
(説明:一個物體可以既有動能,又有勢能。這兩種能量加在一起,就得到它的總的機械能(機械能=動能+勢能)。例如:在空中飛行的飛機它既有動能又有重力勢能。如果它的動能是550J,重力勢能是650J,飛機的機械能則為1200J。)
三、交流與小結通過以下問題的討論,進一步幫助學生理解能量、動能、勢能、機械能等
1.下列物體具有能嗎?試分為三類,説出分類依據。
(1)在水平軌道上滾動的鋼球
(2)被壓彎的跳板
(3)天花板上的吊燈
(4)拉彎的弓
(5)上緊的發條
(6)被舉高的重錘
(7)在地上滾動的足球
(8)放在書架上的書本
(9)在水平公路上行駛的小汽車
2.從索道上下滑的過山車有沒有重力勢能?在它下滑的過程中重力勢能大小有沒有變化?為什麼?在它下滑的過程中有沒有動能?它的動能有沒有變化?為什麼?(視頻:過山車)
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