4.3 机械能
一、 教学任务分析
本节课学习的主要内容有能量的概念、机械能的形式、影响机械能大小的因素。本节是能量的启蒙学习，是后继机械能的转化及守恒、电能、内能的基础。
学习本节内容需要机械功的知识作为铺垫，在此基础上探究影响机械能大小的因素。学生有一定的机械能的感性认识，但缺乏仔细观察、理性的思考和科学的归纳。教学中要指引学生以生活实践为基础，利用机械功这个知识杠杆“撬开”能的概念，再利用已掌握的物理方法和实验技能进一步研究机械能的形式、影响机械能大小因素
教学中要激励学生主动参与积极合作，在分组实验中感受“观察—猜想—探究—归纳”的物理学习方法，学会思考、体验探究、获得乐趣。 二、教学目标
1、 知识与技能 1） 知道能的概念。
2） 知道机械能包括重力势能、弹性势能和动能。 3） 知道影响物体重力势能和动能大小的因素。 2、过程与方法
经历动能和重力势能的形成过程及其影响因素的探究过程，认识用科学语言描述物理现象和规律的方法，感受“观察—猜想—探究—归纳”的物理学习方法 3、情感、态度与价值观
1） 通过了解机械能与生活的密切联系，激发学习物理的兴趣。
2） 通过探究动能和重力势能的实验过程中，感悟同学间的团结、合作与交流的作用。 三、教学重点和难点
重点：探究影响动能和重力势能大小的有关因素实验。 难点：理解实验中判断能的大小的转换思想。 四、教学资源
1） 学生实验：自制刻度轨道、铁架台、纸盒、质量不同的小球4个、刻度尺、水槽。 2） 演示实验：弹弓、橡皮筋、木盒、面粉、水槽、质量不同的小球。 3） 自制PPT课件。 五、教学设计思路
本设计的基本思路是：以具有能量的海啸对物体做功引入能的概念，并以生活中的实例和实验，以学生分组实验为主、教师演示实验为辅，逐步得出机械能的概念和影响动能、重力势能的有关因素。
本设计要突出的重点是：影响动能、重力势能大小的有关因素。方法是“观察—猜想—探究—归纳”的步骤进行实验。抓住两点，第一，木块移动的距离转换成小球所具有的动能；
第二，小球进入水中的深度转换成小球具有的重力势能对学生进行必要的引导，最后记录正确的实验数据得到需要的结论。
对于突破实验过程中能的转换思想，所用方法是通过演示实验中小球推着木盒前进，感受到做功的过程，初步理解推动的距离越远就是做功的本领越大，所具有的动能就越大。在重力势能的实验中通过让学生看到小球埋入面粉中的现象，来理解重力势能的大小可以通过进入水中的深度来替代。
完成本设计的内容需要1课时。 六、教学流程
1、教学流程图 活动Ⅷ 小结、应用 机械能 重力势能与质量和高度的关系 动能与质量和速度的关系 情景I 海啸视频 能量 活动I 讨论 情景Ⅱ 演示实验1 弹性势能 活动Ⅳ 学生实验1 活动Ⅲ 猜想 动能 情景Ⅲ 演示实验2 活动Ⅱ 猜想 活动Ⅴ 讨论 情景Ⅳ 演示实验3 重力势能 活动Ⅵ 猜想 情景Ⅴ 演示实验4 活动Ⅶ 学生实验2 2、教学流程说明 情景Ⅰ：海啸视频。
活动Ⅰ：讨论具有能的物体是否能做功。
情景Ⅱ：演示实验1：弹弓、橡皮筋弹性形变过程。 活动Ⅱ：猜想运动的物体是否具有能量？ 情景Ⅲ：演示实验2：小球推动木盒做功。 活动Ⅲ：猜想影响动能的有关因素。
活动Ⅳ：学生实验：探究影响动能的有关因素。 活动Ⅴ：讨论静止的物体是否一定就没有能量呢？ 情景Ⅳ：演示实验3：小球自由落体。 活动Ⅵ：猜想重力势能的有关因素。
活动Ⅶ：学生实验2：探究影响重力势能的有关因素。 情景Ⅴ：演示实验4：小球自由下落水中。 活动Ⅷ：小结、应用。 七、教学过程
（一）引入
1.提问：生活中有哪些能量？（学生讨论） 2.视频：海啸的破坏。
通过洪水对汽车的做功，引出能的概念。 （二）新课 3.能的概念 1） 概念
如果一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。 2） 概念巩固
风能，水能，电能等具有能量，他们能不能做功？人有没有能量？为什么？（学生讨论） 4.机械能的形式
1） 弹性势能的概念及其有关因素
a 演示实验：弹弓、橡皮筋
b 讨论：如何让弹弓和橡皮筋具有能量？此时弹弓有什么变化？ c 结论：物体由于发生弹性形变而具有的势能称为弹性势能。 2） 动能的概念
a 讨论：被弹弓弹出的小球有没有能量？ b 图片：运动的物体
c 猜想：是不是运动的物体具有能量呢？
d 演示实验：小球推动木盒仔细观察小球对木盒做功的情况。 e 结论：物体由于运动而具有的能量称为动能。 4） 实验：影响探究动能有关因素
a 猜想与假设：动能与哪些因素有关？（速度、质量）
b 实验引导：通过改变小球高度改变小球的速度。通过木盒移动的距离来判断小球动能的大小。明确实验中需要记录的物理量。 c 实施实验：强调用控制变量法并准确记录数据。 d 分组数据整合、交流、讨论。
e 结论：A、质量相同的物体速度越大动能越大。
B、速度相同的物体质量越大动能越大。
5） 重力势能的概念
a 提问：是不是静止的物体就一定没有能量呢？（学生讨论）
b 演示实验：小球自由落体
c 结论：物体处于某一高度时所具有的势能称为重力势能。 d 巩固：我们教室里有哪个物体具有重力势能？ 6） 重力势能的有关因素
a 猜想与假设：重力势能与哪些因素有关？（质量、高度） b 实验引导：通过小球下落深度来判断重力势能的大小。 c 实施实验：注意观察实验现象，猜想初步结论 d 演示实验：通过量化来验证结论
e 实验结论：A、质量相同的物体所处的高度越高重力势能 越大。
B、高度相同的物体质量越大重力势能越大。
f 巩固：高空抛物
7） 机械能概念：我们把动能和势能统称为机械能。 8）小结。 八、作业 巩固练习。
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