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1、2023年第13章 机械功与机械能 教案 第十三章 机械功与机械能 一、课标要求 1知道机械功的概念。能用生活、生产中的实例解释机械功的含义。 解读： 对于机械功，课标不仅要求学生知道做机械功的两个要素、公式及单位，还要通过解释生活中做功的一些实例，加深对机械功的理解。 2知道功率的概念。结合实例理解功率的概念。了解功率在实际中的应用。 解读： 功率的概念广泛应用于人们的日常生活和科技之中，所以课标对于功率概念的学习，不仅要求“知道”机械功率的物理意义、公式和单位，还要求结合实例来“理解”，这属于知识技能目标中的最高水平。而对于功率在生活中的应用，只要求“了解”，要求较低。 3理解机械效率。
2、解读： 课标对机械效率的要求定位在“理解”水平上，即要求学生通过对机械做功的分析，理解有用功和额外功，知道实际的机械效率不可能是100%，知道提高机械效率的实际意义和方法，还有必要学会测定某种简单机械的机械效率。 4能用实例说明物体的动能和势能以及它们的转化。能用实例说明机械能和其他形式的能的转化。 解读： 课标对这两点的要求都属于“理解”水平。这里既包括理解动能、势能和机械能的概念，又包括用实例来说明动能和势能的转化，或机械能和其他形式能的转化。这既是从初中学生的年龄特征和认知水平出发的，同时也体现了“从生活走向物理”的理念。 二、本章教材分析 1本章概述 本章讲述功和能的初步知识，主要内容
3、有：功、功率、机械效率的概念，动能、势能、机械能的概念以及动能、势能的相互转化规律。 功和能的关系及各种不同形式的能相互转化和守恒的规律，从更深的层次上反映了物质运动和相互作用的本质，是自然科学的核心内容之一。能的概念把各种自然现象统一起来，揭示了自然界中的各种现象不是孤立的，而是互相有联系的。本章所讲述的机械能是最常见的一种形式的能量，是学习 1 各种不同形式能的起点；所讨论的机械功和功率的概念，是运动和力的进一步综合和扩展，也是理解机械能和他各种不同形式能的基础，为以后学习电功和电功率打下基础，。 本章教材的编写思路是：按照初中生的认知规律和知识的内在联系，先探究“机械功”的基本知识，进而
4、研究“机械能”。本章的前三节主要讨论“机械功”：第一节介绍“怎样才叫做功”，建立功的概念，给出功的公式和单位，学习测算功的大小；第二节研究“怎样比较做功的快慢”，从而建立功率的概念，给出功率的公式和单位，并运用公式测量功率；第三节通过分析机械做功的实例，认识有用功和额外功，由此建立机械效率的概念，学习测算简单机械的机械效率。第四节则主要介绍“机械能”：先以功的概念为基础，提出“物体具有做功的本领，即具有能”，然后安排了两个活动，让学生通过观察实验，分析两种形式的机械能动能和势能的大小分别跟什么因素有关，最后指出动能和势能是可以相互转化的，做功的过程就是能量相互转化的过程。 本章的教学重点：功的
5、知识贯穿全章，只有深刻理解功的概念，才能学好功率、机械效率及机械能。机械能是最常见的一种形式的能量，是学习各种不同形式能的起点。因此功和机械能的概念是本章的教学重点。 本章的教学难点：物理学中的“做功”不同于生活中的“做工”，学生在生活中形成的关于“做工”的前概念，影响他们建立机械功的概念；在分析、解决实际问题时，学生不容易区分有用功、额外功和总功，因而难以正确解答机械效率的问题；能的概念较为抽象，学生理解起来有一定的难度。所以功、机械效率及能的概念构成了本章教学的难点。 2编写特点 本章教材在编写上有以下一些特点： （1）以物理知识的内在联系为线索，从生活实例引入。功和能的知识与生活、生产实
6、际的联系广泛，因此教材通过大量列举日常生活、生产劳动中的事例，结合图示的方式逐步呈现教学内容，贴近学生生活，激发学生的学习兴趣。例如，“如何提高机械效率”一节中，通过观察教材图13-16中的两种机械，引导学生讨论、分析：用滑轮提升重物和用挖掘机挖掘、搬运泥土时，哪些功是我们需要的，哪些功是我们不得不额外做的？从而引出有用功和额外功，帮助学生为建立机械效率的概念。又如，在“认识动能和势能”一节中，教材图13-19展示了学生熟悉的一些生活场景：形变的跳板能把运动员弹起、拉紧的弓能把箭射出等，让学生从中发现它们的共同特征，进而引导学生建立能的初步概念。再如，“怎样才叫做功”一节中，“自我评价与作业”
7、的第4题取材于实际生活中的一张出租车发票，要求用物理学的眼光从中搜寻信息，探寻其物理道理，深化认识，体现了从生活走向物理，从物理走向社会的新理念。 （2）以科学方法为指导，探究教学内容。本章在重视科学探究的同时，还非常重视科学方法的渗透，有效的降低了知识学习的难度，使本章教材的内容更符合学生认知特点。例如，在学习“怎样 2 才叫做功”时，引导学生通过观察两个做功的实例：人向上提水桶和沿水平地面推小车，从中找出两个活动的共同点，总结出做功的两个必要因素，这里就渗透了“归纳”的方法。又如，通过课本图13-10展示的用起重机和滑轮向高处运输建筑材料的两种情景，要求学生讨论：用什么方法来比较它们做功的
8、快慢，自然地引出功率的概念，同时渗透了“类比”的学习方法。 （3）以实践活动为载体，落实教学内容。本章的内容中安排了一些实践活动。例如，第一节的“活动3：怎样正确地测算功”；第二节的“活动2：比一比，谁的功率大”，以及本节的“课外活动”：在生产、生活实践中了解各种车辆、机械和家用电器的功率等。本章共安排各种“活动”11个。这些活动生动活泼，联系实际，让学生通过动手、动脑、合作、交流，探究并认识物理规律，积极、主动地学习新知识，体会物理知识在实际中的应用。这不仅提高了学生学习物理的乐趣，而且有利于培养学生的实践能力和创新精神，体现了物理课程的基本理念：提倡学习方式多样化；从生活走向物理，从物理走
9、向社会。 3课时安排 本章共4节内容，建议全章教学用5课时，其中第4节用2课时，其余每节各用1课时. 13.1 怎样才叫“做功” 教学目标： 知识目标： 1、知道做功的两个必要因素。 2、理解功的定义、计算公式和单位，并会用功的公式进行简单计算。 过程与方法： 3.通过观察和思考，判断在什么情况下力对物体做了功，在什么情况下没有做功 情感、态度与价值观： 4.通过联系生活、生产实际激发求知欲,培养探索自然现象和日常生活中的物理学道理的兴趣。用物理学史培养学生的科学态度和科学精神。 教学重点： 1、做功的两个必要因素。 2、机械功的计算公式和单位。 3、分析和判断能力的培养。 教学难点： 理解做
10、功的两个必要的因素。 教学方法： 讨论、观察、实验探究为主。 教学器材： 学生用：钩码若干，弹簧测力计、动滑轮、杠杆、细线、铁架台。 教学过程： 一、导入 教师：这节课我们将学习一个反映力作用成效的物理量机械功的概念。 二、新课教学 （一）怎样才叫“做功” 1、“活动1”找找共同点 （1）观察课文第44页图132（a）和（b），图中的两位同学正在做什么？找找他们活动的共同点。 与其他同学交流观察中的发现：（a）中站在阳台上的同学用力提升物体，物体在拉力F的作用下，上升了S高度；（b）中一位同学用力推车，车在推力的作用下沿水平方向前进了S；的距离。他们活动的共同点是：对物体施加力的作用，力的作用
11、产生的效果是使物体沿着力的方向通过了一段距离。 （2）回顾发现过程：在对同类事例进行观察、比较、分析过程中寻找它们的共同点。这是科学研究常用的一种方法。 2、机械功定义：物理学中规定，作用在物体上的力，使物体在力的方向上通过了一段距离，就说这个力对物体做了机械功，简称做功。 3、让学生根据定义说出物理学中关于“做功”的两个必要因素是什么？填写在课文第45页中。 做功的两个必要因素是：作用在物体上的力和物体在力方向上通过的距离。 4、简要说明“功”的概念是怎样引入的：早期人们使用简单机械时发现，省力的机械 4 不省距离，省距离的机械不省力。显然力和距离之间存在某种关系。为了评价机器的功效，机械师
12、们提供了“功”的概念。 5、让学生举出类似的其他事例。要说明作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离。 6、“活动2”判断力是否对物体做功？ （1）阅读课文第45页，明确怎样理解物理学中所说的“做功”；怎样正确判断力是否做功？ （2）观察课文内第45页图133，思考图分别记录了什么事件？要判断哪些力的做功情况？怎么判断力是否做功？ 图（a ）：小鸟叼虫子用力，使早子在力的方向上上升了一段高度，小鸟做功了。 图（b）：油桶沿推力方向通过了一段距离，推力做了功。 图（c）：杠铃在向上举力作用下被举高，举力做了功。 （二）怎样测算功 1、问题：在生产实际中，人们不但要判断力对物体做不做功，而且还
13、要计算力对物体做功的多少，怎样计算力对物体做功的多少呢？ 2、活动：探究简单机械做功情形。 （1）让学生分组用动滑轮和杠杆提升物体。 （2）让学生思考，分析实验数据看看有什么发现？ 根据需要对学生提示：从数据中可以年到，通过动滑轮或杠杆提升重物，手用的力不等于物重，手移动的距离也不等于重物移动的距离，但有一个量没变，想一想，什么量没有变？ 引导学生发现：通过动滑轮或杠杆提升重物，在实验允许误差的范围内都有Gh=Fs，显然力和物体在力的方向上移动距离的乘积是一个有意义的物理量。 （3）阅读课文第48页“机械功原理”，了解机械功原理，看看探究机械做功的实验中的发现与功的原理是否一致：省力必然费距离
14、，省距离则一定费力。 告诉学生后面学习功的计算公式后，我们还可将这一原理表述为使用任何机械都不能省功。机械功原理在在历史上曾对机械的研究，发展发挥了重要的作用，被誉为机械的黄金定律。 .机械功的计算公式 （）教师：力和物体在力的方向向上移动距离是做功的两个必要的因素，力和物体在力的方向上移动距离的乘积又反映了使用机械做功时所遵循的规律，所以物理学中规定，力对物体做功等于力跟物体在力的方向向上通过的距离的积。 （）让学生根据规定用“”表示出功和力跟物体在力的方向上通过的距离的积关系 （）再让学生用符号“”表示功，“”表示力，“”表示力的方向上移动的距离写出功的计算公式。 5 .功的单位的规定 让
15、学生阅读课文，了解国际单位制中，计算式中各物理量采用的单位：牛（）：米（）：焦（）。 m. 三、课堂练习 1、用手匀速举起两个鸡蛋升高1m时，手对鸡蛋做的功大约是多少 ？ 2、课文第47页“活动3”怎样正确地测算功？讨论课文上的同学的计算：WFs2000N5m1000J对吗？ 四、小结： 交流：通过本节课的学习后对什么是机械功，怎样判断力是否做功了，怎样正确测算功有什么认识和体会。 五、布置作业： 课文第48页自我评价与作业第 1、 2、 3、4题。 六、板书设计： 13.1怎样才叫“做功” 一、怎样才叫做功？ 1、概念：物理学中规定，作用在物体上的力，使物体在力的方向上通过了一段距离，就说这
16、个力对物体做了机械功，简称做功。 2、做功的两个必要因素：作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离。 二、怎样测算功？ 1、物理学中规定，力对物体做功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的积。 2、公式：WFs。 3、功的单位：m，专门名称，焦耳，简称焦，符号为“J”。 1J1m 13.2 怎样比较做功的快慢 教学目标： 知识与技能： 1、知道功率的概念，能用比较的方法得出功率的概念。 2、知道功率单位的含义并能形成具体的观念。 3、会计算简单的功率问题 过程与方法：通过功率的概念的教学，使学生体验概念类比的研究方法。 情感态度与价值观：培养学生严谨的科学研究态度。 教学重点： 探究比较做功
17、快慢的方法。 教学难点： 设计比较登楼比赛中谁做功更快的活动方案。 教学方法： 讨论为主。 教学过程： 一、复习 1、什么叫做机械功？ 2、功的单位是什么？怎样正确测算功？ 二、新课教学 （一）提出问题 1、观察课文第49页图1310（a）、（b）所示的两种情况，各发生了什么事件？ 2、起重机和工人是否都做了功？做功的多少、快慢是否存在差异？ 3、课文上有两位同学就起重机和工人做功快慢问题展开讨论，各执一词。阅读课文第49页，了解女同学和男同学各是怎么说的？请同学们参与他们的讨论提出自己的看法。 教师点评：课文上两位同学的说法都是片面的，不能只比较做功多少或只比较做功时间的长短，就像比较机械运
18、动快慢一样，不能只比较运动路程的长短或只比较时间的长短，道理是一样的。 4、提出问题：应怎样科学比较做功的快慢？有几种方法，哪种方法更合理？ （二）怎样比较做功的快慢 1、让学生回顾比较物体运动快慢的两种方法。想能否用同样的方法，如：在做同样多的功的情况下，比较做功时间的长短；在相同的时间内比做功多少。来比较做功快慢。 2、做课文第51页“活动2”，设计登楼“谁做功更快”比赛。 方案： （1）了解比赛要求：班上各学习小组选出男女各一名，让他们以最快的速度登上教学大楼的顶层，比较他们做功的快慢。 （2）讨论比赛中需要测量哪些物理量？用什么方法测量做功多少和做功时间？ 具体测量方法： 测量登楼的高
19、度 测量他们的体重。 7 测量登楼时间：比赛时在终点用停表计时。 （3）设计测量数据记录表格。 （4）各小组交流在活动中设计的比较他们做功快慢的方法。 计算W/t,比较在相同的时间内做功的多少？做功越多，即做功越快； 计算t/W计算做同样多的功的情况下，做功的时间，做功时间越短，即做功越快； 教师点评：以上两种方法都能正确比较登楼比赛时做功快慢。方法计算出的比值越大，做功越多；方法计算出的比值越大，做功越少。显然第一种方法更为合理。 （三）怎样测算功率 1、阅读课文第50页，了解物理学中怎样定义功率，同时在课本上写出：功率功/时间。 用P表示功率，W表示功，t表示时间，在课本上写出功率的公式：
20、PW/t 2、阅读课文第43 页，了解在国际单位制中功率公式中各物理量所采用的单位：功率：瓦（w）,功：焦（J），时间：秒（S）。 工程技术上，功率单位常用千瓦（kW），1kW1000W。 3、阅读课文第52页“信息浏览”了解一些物体的功率。并说说看各图下方文字表达的意义。 三、课堂练习 出示题目：建筑工地上，水泥板质量0.7t，起重机在15s把它提升到4m的高度，起重机提升重物的功率是多少？ 1、让学生读题。 2、引导学生分析要解决的问题与条件间的关系。 3、确定解决问题的方案。 4、让学生尝试解答再交流。 四、小结： 交流、通过本节课的学习后对怎样比较做功快慢，什么是功率，怎样正确测算功率
21、有什么认识和体会。 五、布置作业 课文第52页自我评价与作业第、题。 六、板书设计： 13.2 怎样比较做功的快慢 一、样比较做功的快慢 1、相同的时间比较做功的多少 2、做相同的功，比较所用时间的多少 二、功率 1、概念：单位时间内所做的功，叫做功率。 2、公式：Pw/t 3、单位：牛米（Nm），专门名称焦耳，简称焦，符号“J”。 13.3 如何提高机械效率 教学目标： 知识与技能： 1.知道有用功、额外功和总功的含义，以及它们之间的关系。 2.理解机械效率，会用机械效率的公式进行简单的计算，会测算滑轮组的机械效率。 3.知道机械效率总小于1，知道提高机械效率的方法和意义。 过程与方法： 4
22、.根据生活事例认识物理知识，并运用物理知识解决实际问题 5.经历测算滑轮组机械效率的过程，学习测算简单机械效率的方法。 情感态度与价值观： 6.通过学习“效率”的概念，增强节约意识，提高对科学发展观的认识。 教学重点： 1、机械效率的概念。 2、测滑轮组的机械效率。 教学难点： 分析有用功、额外功。 教学器材： 学生分组实验器材：两个定滑轮、两个动滑轮组成的滑轮组、铁架台、弹簧测力计、若干个钩码、刻度尺。 教前准备： 阅读课文、初步了解有用功、额外功、总功、机械效率的概念。 教学方法： 讨论、实验探究为主。 教学过程： 一、复习 1、功和功率的概念、功的原理。 2、功和功率的计算公式。 3、计
23、算将重150N的物体提高4m要做的功。 二、新课教学 （一）什么是有用功与额外功 1、提出问题：功的原理告诉我们：使用机械不能省功。那么使用机械时所做的功是否百分之百都是我们需要的呢？ 2、有用功、额外功、总功的概念。 有用功：把完成某项任务时有实用价值的功，叫做有用功。 额外功：把无实用价值而又不得不做的功，叫做额外功。 总功：有用功和额外功之和是总功。 3、做课文第54页“活动1”分析有用功和额外功。 教师提出一些问题，引导学生分析、讨论与交流。 （1）分析图1316（a）中哪些功是我们需要的？哪些是我们不得不额外做的功？ 观察课文图1316（a）：为了省力，人们用滑轮组将重为80N的重物
24、提起1m。 9 问题：用滑轮组提起重物的目的是什么？拉力所提升是否只有重物？ 哪些功是有用功？哪些功有额外功？ （2）分析图1316（b）中哪些功是我们需要的？哪些是我们不得不额外做的功？ 观察课文图1316（b）：为了省力，利用挖掘机挖掘、搬运泥土。 问题：挖掘机工作时除了挖掘、搬运泥土做功外，还做了哪些功？ 哪些是有用功？哪些是额外功？ 4、老师小结：从以上分析我们看到：使用机械时所做的功不可能百分之百都是有实用价值的功，无实用价值而又不得不做的功总是存在的。 问题：使用机械做功时，是有用功多些好？还是额外功多些好？ （二）什么是机械效率 1、教师：人们使用各种机械时，总希望额外功做得少些
25、，即有用功在总功中所占的份额大些，有用功在总功中所占的份额比例，在物理学中用机械效率来表示，各种机械的机械效率越高，所做的有用功越接近总功，能量浪费就越少。 其实在我们的学习、生活、工作等方方面面都要注意提高效率，这样有利于提高学习成绩、生活质量、工作成就。 2、机械效率用希腊字母表示。（W有用/W总）100 3、思考：任何机械效率总小于1，这是为什么？ 由于使用机械时总会不得不做一些额外功，所以机械效率必然小于1。 （三）测算滑轮组的机械效率 1、根据课文第55页图1317选取器材：两个定滑轮、两个动滑轮组成的滑轮组、铁架台、弹簧测力计、若干个钩码、刻度尺。 2、根据“活动1”对“用滑轮组提
26、起重物”的事例分析结果，思考测算滑轮组机械效率，需要测量哪些物理量？怎样测量？ 3、引导学生设计记录表格。 4、进行实验。 在教师指导下学生分组进行实验，各实验小组同学分工协作，用不同质量的钩码进行两组实验，每组实验进行两次。 5、分析、处理实验数据，得出结论： 根据实验得到的数据，计算各次实验中的有用功、总功和机械效率。比较滑轮组提升不同的重物时机械效率是否相同？ 结论：同一滑轮组，提起的物体越重，滑轮组的机械效率越高。 6、问题：为什么同一滑轮组，提起的物体越重，滑轮组的机械效率就越高？ 讨论：滑轮组提起不同重物时，随重物上升的动滑轮的重不变，提升同样的高度，克服动滑轮做的额外功不变，而有
27、用功则随提起的重物重量增加，所占的份额就相对增大，有用功所占的份额越大，滑轮组的机械效率就越高。 7、让学生提出猜想，同一滑轮组的机械效率除了跟提起的物重有关外，还可能与什 10 么因素有关？ 三、课堂小结： 请学生回答问题： 1、为什么要引入机械效率？怎样表示机械效率？ 2、做过“测算滑轮组机械效率”的实验后，你认为提高滑轮组机械效率有哪些可行的措施？ 四、课堂练习： 的功，叫做额外功。 叫做总功。 2.两台机械，甲机械效率为80，乙机械效率为60，下列说法正确的是( ) A甲机械一定比乙机械省力 B乙机械一定比甲机械省力 C甲机械做的有用功一定比乙机械的多 D有用功相同时，乙机械所做的总功
28、多 1、在物理学中，把完成某项任务时有 的功，叫做有用功；把 五、布置作业： 课文第56页自我评价与作业第 1、 2、 3、4题。 六、板书设计： 13. 3如何提高滑轮组的机械效率 一、什么是有用功、额外功 有用功：把完成某项任务时有实用价值的功，叫做有用功。 额外功：把无实用价值而又不得不做的功，叫做额外功。 总功：有用功和额外功之和是总功。 二、什么是机械效率 1、概念：有用功占总功的比例。 2、公式：（W有用/W总）100 三、如何提高滑轮组的机械效率 1、减小动滑轮的重。 2、增加物重。 3、减小绳子与滑轮的摩擦。 4、增加绳子的段数。 13.4 认识动能和势能 教学目标： 知识与技
29、能： 1.知道什么是动能、重力势能、弹性势能、机械能，知道动能、重力势能、弹性势能分别与哪些因素有关。 2.知道动能、重力势能、弹性势能可以相互转化 ，并能解释自然界中机械能相互转化的现象。 过程与方法： 3.通过观察认识动能势能的存在 4.通过归纳概括得到动能势能的概念 5.在讨论探究实验中总结影响动能势能的因素 情感态度与价值观： 6.通过探究实验和合作学习，培养学生严谨的科学态度、敢于探索创新的科学精神及交流合 作的团队意讽 教学重点与难点： 重点：动能和势能的概念；探究影响动能的因素 难点：势能的概念 教学过程： 一引入新课 本节课可以通过讲故事的方法激发学生兴趣，引入新课，以下事例可
30、供选用： （1）2023年11月14日，兰州军区某部飞行员李剑英驾驶某型歼击机，在训练结束下降途中飞机撞鸟。在生死攸关的16秒里，李剑英看到飞机下方密集的村庄和人群，决定改跳伞为迫降，先后三次放弃跳伞机会而不幸殉职。据了解，小鸟一直是飞行员的“心头大患”，历史上曾有多次因飞鸟撞击而造成飞机损坏，甚至机毁人亡的恶性事件。在高空中，一只飞鸟与正在快速飞行的飞机相撞会粉身碎骨，而由高级合金制造的飞机机体也会严重受损。为什么会造成这样的事故呢？ （2）小子弹和大石头：抗日战争期间，一天，日军进攻我军，火力很猛，我军的子弹快要打光了。“准备大石头，节约子弹！”我军连长发出了命令。战士们立即利用战斗间隙，
31、把一块块石头搬到战壕前沿。“敌人进攻了，滚石头！”连长又发出了命令。战士们用力向下一推，几百块巨大的石头从山头滚下，犹如发生了山崩，砸得日军死的死，伤的伤，龟缩到山脚下面去了。滚下的石头为什么具有这么大的杀伤力？ （3）一铁路职工“中弹”昏倒：一乘客从疾驰的火车里扔下一个小小的馒头，正好砸在一位在铁路边值班的工人的头上，这位工人当即昏倒。为什么小小的馒头能把人砸伤？学完这节课大家自然会明白。 二新课教学： 1.什么是能 由于能量和功的概念有密切的联系，所以本节教学要始终注意紧扣“物体具有做功的本领，就 12 说物体具有能”这一关键，通过一些问题引导学生分析具体实例，由功和能的关系建立能量的概念
32、。 可以让学生仔细观察教材上的图13-19，讨论分析： （1）做功的两个必要因素是什么？ （2）这些物体是否能够做功？你判断的依据是什么？ （3）从功的角度来看，这些图片有什么共同特点？ 在学生回答的基础上，教师给出“能量”的定义。 也可让学生通过观察实验引出“能量”的概念。比如：钢球从斜面上滚下，在水平面上撞击木块，使木块移动一段距离，让学生分析在碰撞过程中钢球做功的情况；或者用上发条的小汽车拖走小木块，电动水泵抽水等实验。有条件的话，还可以播放一些生活和自然界中物体做功事例的视频资料，为学生提供丰富的感性认识素材，这样有助于学生正确认识、感悟“能量”。 在得出能量的定义后，可以让学生列举具
33、有能的实例，并从能否做功的角度分析，加深对“能量”的理解。 紧接着上面的讨论，可通过举例顺势引导学生思考能量的大小和如何去判断能的大小。比如用风来举例： 四、五级风能够推动帆船“逆水行舟”， 八、九级大风可以使大树“前仰后合”，而飓风能把大树连根拔起。让学生回答：哪种风具有的能量最大？（答：飓风。）你怎样判断能的大小？（答：比较它们能够做的功的多少。）通过学生的回答总结：在物理学中，能量和做功有密切的联系，能量反映了物体做功的本领。一个物体能做的功越多，这个物体的能量就越大。能的单位和功的单位相同，都是焦耳。 2动能的大小跟哪些因素有关 教材图13-20和13-21的目的是：启发学生通过分析，
34、找出它们的共同点，总结得出动能的初步概念。 为了给学生提供丰富的感性素材，具体教学中还可以多补充几个生活中动能的实例。例如：流水推动水磨，风推动帆船，子弹击穿木块，汽车撞击木块等。有条件的学校，还可以安排几个演示实验：运动的钢球打在木块上，把木块推走，水流冲动水轮机模型，玩具手枪射出的子弹推动泡沫塑料等。这些实验说明运动的钢球、水流、运动的子弹等都能够做功。 然后引导学生针对上述实例，分析思考下列问题，得出动能的初步概念。 （1）以上这些物体是否具有能量？为什么？（答：具有能量，因为它们都能做功。） （2）它们为什么能够做功？（答：因为它们都是运动的。） （3）这种形式的能应该怎样命名？能否试
35、着给这种能下一个定义？（答：动能，物体由于运动而具有的能叫做动能。） 为了加深学生对动能的理解，在得出定义后，可鼓励学生联系实际，列举具有动能的实例。 活动1 探究动能的大小跟哪些因素有关 “活动1”的目的是：通过探究实验，引导学生得出动能的大小跟什么因素有关，并渗透控制变量法和转换法的科学研究方法。 进行实验之前，先请学生猜想：动能的大小可能跟哪些因素有关？并说明猜想的依据。 13 学生经过思考会猜想：（1）动能的大小可能跟物体的速度有关，理由是：用玩具手枪射出去的塑料子弹威力大，而用手扔出去威力小；（2）动能的大小还可能跟物体的质量有关，理由是：在车祸中，电动自行车撞倒行人的后果不太严重，
36、而以相同速度行驶的大卡车撞人的后果严重。 探究实验中的一些环节学生理解起来难度较大，考虑到实际情况，教材给出了比较详细的实验方案，具体教学时可以让学生分组，按照教材上的方法进行实验。 完成实验后，可组织学生讨论以下几个问题帮助学生加深对实验的理解： （1）两次实验中，分别控制哪些因素不变？哪些因素改变？为什么要这样设计实验？（答：第一次实验中，小球的质量没变，在斜面上的高度变了；第二次实验中，在斜面上的高度没变，小球的质量变了；因为有两个因素（速度和质量）会影响动能的大小，所以当研究动能和其中一个的关系时，需要控制另一个因素不变。） （2）两次实验中，分别让小球从斜面的不同高度或相同高度滚下，
37、目的是什么？（答：使小球滚到水平面上时，具有相同或不同的速度。） （3）为什么让小球推动纸盒？纸盒被推动距离的远近说明了什么？（答：通过小球对纸盒做功的多少比较它所具有动能的大小；纸盒被推得越远，小球能做的功越多，它所具有的动能越大。） 然后让学生汇报实验现象，总结结论：质量相同时，速度越大的物体能做的功越多，表明它具有的动能越大；速度相同时，质量越大的物体能做的功越多，表明它具有的动能大。 对于程度比较好的学生，也可以用下面的方法进行教学，即通过一系列问题，层层深入，引导学生自己设计实验方案： （1）怎样让小球自己运动起来，获得动能？（答：让它从斜面自由滚下。） （2）动能的大小可能跟两个因
38、素有关，用什么方法进行实验？（答：用控制变量法，即：研究动能大小跟速度的关系时，要控制小球的质量相同，而改变小球运动的速度；研究动能大小跟质量的关系时，要控制小球运动的速度相同，而改变小球的质量。） （3）怎样改变小球运动的速度？又怎样控制小球运动的速度相同？（答：让小球从斜面的不同高度滚下，到平面上时，就具有了不同的运动速度；小球在斜面上所处的位置越高，获得的速度越大；让小球从斜面的相同高度滚下，到平面上时，就具有了相同的运动速度。） （4）怎样比较小球动能的大小？（答：可以通过小球做功的多少来比较动能的大小，比如，让它推动纸盒，纸盒被推得越远，说明它能做的功越多，具有的动能就越大。） 总之
39、，在探究动能的大小跟什么因素有关的过程中，教师要注意引导，渗透两种科学研究方法：控制变量法和转换法（小球动能的大小转换为纸盒被推动的距离），使学生认识到科学研究方法的重要性。 “想一想”的目的是：让学生用决定动能大小的因素来分析和解释生产和生活中的现象，深化对动能的认识，培养运用物理知识分析时间问题的能力。答案是：列车和小汽车虽然速度相同，但列车的质量大，所以它具有的动能大，能够做更多的功，故在交通事故中，列车的破坏性更大。 还可补充以下练习，供学生判断、分析： (1)一辆汽车突然加速行使，它的动能_。为什么？ (2)洒水车在马路上匀速前进并不停地洒水，它的动能_。为什么？ 14 (3)交通部
40、门为什么要对车辆进行限速？为什么同一路段不同车辆限速不同？ 3势能的大小跟哪些因素有关 可以这样引入本部分的教学：当我们从建筑工地附近走过时，会看到工地上会有一些安全警示牌，同时你也会特别地小心。你知道安全警示牌的内容吗？（答：“当心落物”、“禁止在起重机动臂下停留”等。）落物和起重机的动臂具有能量吗？为什么？接下来我们学习有关这种能的知识。 教材通过图13-25引导学生建立重力势能和弹性势能的概念。教学时可以启发学生观察图片并回答： （1）被举高的重锤具有能量吗？为什么？（答：重锤具有能量。因为重锤被举高后，能够在下落时把木桩打入地里，对木桩做功。） （2）变形的撑杆具有能量吗？为什么？（答
41、：变形的撑杆具有能量。因为撑杆发生弹性形变后，能够把运动员弹出一段距离，对运动员做功。） 在学生回答的基础上，教师因势利导给出重力势能和弹性势能的初步定义，然后引导学生列举生活中重力势能和弹性势能的实例，让学生加深对重力势能和弹性势能的理解。 活动2 探究重力势能的大小跟哪些因素有关 “活动2”的目的是：通过探究实验，引导学生得出重力势能的大小跟什么因素有关。 通过动能的探究，学生已知道控制变量法和转换法，因此活动2可以放手让学生自己去探究。经过实验，学生会发现： （1）同一个重物从不同的高度落下，重物被举得越高，木桩被打入沙中越深，表明重物做的功越多，重物的重力势能越大。 （2）质量大小不同
42、的重物从同一高度落下，重物质量越大，木桩被打入沙中越深，表明重物做的功越多，重物的重力势能越大。 最后，学生可以自己总结实验结论：物体被举得越高，质量越大，它具有的重力势能就越大。 对于程度比较好的学生，也可以先给出实验所需要的器材，然后通过以下几个问题，引导他们自己设计实验方案： （1）如何利用所给器材，比较重物重力势能的大小？ （2）如何在实验中控制有关的变量？ 对于弹性势能，可以射箭为例，让学生自己得出：弹性势能的大小跟物体的弹性强弱、形变的大小有关。物体的弹性越强，形变越大，它具有的弹性势能就越大。 4机械能的转化 关于机械能，要让学生明确以下两点： （1）动能和势能都属于机械能，或者
43、说，动能和势能是机械能的两种表现形式。 （2）一个物体可以既有动能，又有势能，也可以只具有动能或者只具有势能。 可以通过练习，帮助学生体会上述两点。如让学生说明下列物体具有什么形式的机械能： 在海上行驶的轮船。（答：动能。） 吊在天花板上的吊灯。（答：重力势能。） 被拉长的橡皮条。（答：弹性势能。） 15 在空中飞行的子弹。（答：动能和重力势能。） 活动3 动能与势能的转化 “活动3”的目的是：通过实验、观察和分析，认识物体的动能和势能之间是可以相互转化的。 活动A中设置的这个实验，取材容易，一定让学生亲自去做，进行认真的观察，这是学生学习本部分内容的基础，也能为后面学习“能量转化和守恒定律”做好铺垫。 学生通过讨论可以发现：小球在最高点时的速度为零，即重力势能最大，而动能最小（为零）；在最低点时的速度最大，即重力势能最小，而动能最大。此时可启发学生思考：从最高点到最低点，小球重力势能减小，这部分能量到何处去了？动能增大