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2019-2020年九年級物理上冊 12.1 動能 勢能 機械能教學案 （新版）蘇科版 教 材 解 讀 　教材從“公路限速”和“腳踩滑板下滑”兩個實例提出問題，既能激發(fā)學生的學習興趣，同時又提示了本節(jié)要研究的內(nèi)容：動能、勢能及其相互轉化．對于能量的概念不必深究，決定動能、重力勢能和彈性勢能大小的因素是本節(jié)的教學重點之一．教材先后安排了三個探究活動，并結合實例分析來進行說明，在三個探究活動中都用到了“控制變量法”，且活動過程的設計也逐步放開，旨在培養(yǎng)學生的實驗能力．教材安排了“觀察擺球的動能和重力勢能的轉化”活動，目的是要學生通過觀察和思考，發(fā)現(xiàn)動能與重力勢能的相互轉化，同時滲透機械能轉化與守恒的思想．而后所列舉的實例，目的是要讓學生學會運用動能與勢能之間相互轉化的觀點來分析問題，并認識到生活中這類現(xiàn)象是很多的．“生活物理社會”安排了一段關于“大海中機械能”的短文，目的是拓寬學生的知識面，使學生了解到在大海中蕰藏有巨大的能源有待我們?nèi)ラ_發(fā)，從而激發(fā)學生進一步學習的興趣. 教 學 目 標 知識與技能 (1)通過實例分析，認識到運動的物體能夠做功，具有動能. (2)通過探究，知道動能的大小與物體的質量、運動的速度有關，并能解釋簡單的現(xiàn)象. (3)通過探究，知道彈性勢能和重力勢能的概念及其決定因素，并能解釋簡單的現(xiàn)象. (4)能夠運用“控制變量法”進行實驗設計來驗證自己的猜想，并能通過實驗分析總結，得出合理的結論. 過程與方法 (1)通過實例分析，體會動能的概念. (2)通過探究活動，了解動能、重力勢能和彈性勢能的大小各與什么因素有關，并嘗試解釋一些簡單的現(xiàn)象. 情感、態(tài)度與價值觀 通過實驗設計和探究活動，培養(yǎng)學生動手解決實際問題的能力和認真觀察、勤于思考的習慣. 重 難 點 處 理 　重點：決定動能、彈性勢能、重力勢能大小的因素．安排三個探究活動，分別對動能、重力勢能的影響因素進行實驗探究，并在此基礎上對一些簡單的相關現(xiàn)象進行解釋. 難點：探究實驗的設計以及如何用控制變量法來進行實驗探究．本節(jié)內(nèi)容的三個探究實驗，活動過程逐步開放，聯(lián)系以前學過的知識，體會控制變量法的要求，引導設計科學合理的實驗并進行探究. A．能量的單位和功的單位相同 B．不做功的物體沒有能量 C．物體具有能量就能夠對外做功 D．物體對外做功的過程中，將消耗物體具有的能量 E．物體能對外做多少功，物體就具有多少能量 F．物體具有多少能量，就能對外做多少功 [答案] B 問題2：錘子運動起來后就能將釘子釘入木板，子彈運動起來后就能射穿雞蛋，這兩個事例說明的一個共同問題是：__運動的物體能對其他物體做功(或運動的物體具有動能)__．嘗試再舉一個類似的事例：__流動的空氣能推動帆船前進(合理均可)__． 問題3：判斷物體是否具有動能的標準是什么？飛機一定具有動能嗎？ [答案] 判斷物體是否具有動能的標準是看物體是否運動，一切運動的物體都具有動能．運動的飛機具有動能，靜止的飛機不具有動能． 2．探究動能大小與哪些因素有關． (1)猜想：動能的大小與__質量__和__速度__有關． (2)實驗探究的主要方法：__控制變量法__． (3)實驗中研究對象是__小車__(選填“小車”或“木塊”)． 控制小車運動速度相同的具體方法是：__將小車從同一斜面的同一高度處釋放__；比較運動物體(小車)動能大小的具體方法是：__比較置于同一水平面上的同一木塊被小車推動的距離__． (4)如圖12－1－1甲所示的一組實驗，探究的是動能與__速度__的關系，探究得到的結論是：__質量相同時，速度越大，物體所具有的動能就越大__． 圖12－1－1 如圖乙所示的一組實驗，探究的是動能與__質量__的關系，探究得到的結論是：__速度相同時，質量越大，物體所具有的動能就越大__． 綜合上述兩組實驗可得到的結論是：__物體動能的大小與物體的速度和質量有關，速度越大，質量越大，物體所具有的動能就越大__． 學點2　勢能 1．彈性勢能 問題1：如圖12－1－2(a)所示，拉伸的橡皮筋能將子彈射出；如圖(b)所示，上緊的發(fā)條能帶動鐘表的齒輪和指針轉動；如圖(c)所示，壓縮的彈簧能彈開小車．這三個事例說明的一個共同問題是：__發(fā)生彈性形變的物體能對其他物體做功(發(fā)生彈性形變的物體具有彈性勢能)__．嘗試再舉一個類似的事例：__拉開的弓能將箭射出(合理均可)__． 圖12－1－2 問題2：判斷物體是否具有彈性勢能的標準是什么？彈簧一定具有彈性勢能嗎？ [答案] 判斷物體是否具有彈性勢能的標準是看物體是否發(fā)生了彈性形變．發(fā)生彈性形變的彈簧具有彈性勢能，未發(fā)生彈性形變的彈簧不具有彈性勢能． 問題3：橡皮筋拉伸得越長，能將“子彈”射出越遠；發(fā)條上得越緊，能帶動鐘表的齒輪和指針轉動越長久；彈簧壓縮得越多，能將小車彈開越遠．這些事實均表明：__彈性形變越大，物體的彈性勢能就越大__． 2．重力勢能 問題1：打樁機上被舉高的重錘能將樁打入地下，山坡上的石頭能摧毀山下的建筑物，是因為它們都具有__重力勢__能． 問題2：判斷物體是否具有重力勢能的標準是什么？牢牢掛在枝頭的蘋果是否具有重力勢能？ [答案] 判斷物體是否具有重力勢能的標準是看物體是否有高度．掛在枝頭的蘋果是在高處，有高度，一定具有重力勢能． 問題3：閱讀教材P35“活動：模擬打樁”部分內(nèi)容，想一想： ①可以通過“樁打得深淺”比較被舉高的“重錘”具有的__重力勢__能的大?。? ②像這樣打樁，要想將“樁”打得深一些可以采用的方法有__增加“重錘”的質量__和__增加“重錘”的高度__兩種． 實驗和研究表明：物體的重力勢能與物體的__質量__和__高度__有關，__質量__越大、__高度__越高，它具有的重力勢能就越大． 問題4：重力勢能和彈性勢能統(tǒng)稱為__勢能__． 學點3　機械能 問題1：動能和勢能統(tǒng)稱為機械能．機械能共包含__3__種基本形式的能量，分別為__動能、彈性勢能、重力勢能__． 問題2：一個物體__可以__(選填“可以”或“不可以”)同時具有多種形式的機械能，請列舉一個同時具有動能和重力勢能的物體：__高空飛行的飛機(合理均可)__． 問題3：在空中飛行的一只球，它具有的重力勢能是5 J，動能是4 J，這只球具有的機械能是__9__J．物體具有機械能的多少等于__動能__和__勢能__的總和． 學點4　動能、勢能的相互轉化和機械能的變化 1．觀察擺球動能和重力勢能的相互轉化． 問題1：動手操作并觀察教材P36圖12－10所示的實驗，填寫課本相應的空白． [答案] 增大　減小　大　小　動　小　重力勢　0　大 問題2：該實驗說明：__動能和重力勢能可以相互轉化__． 問題3：動能和彈性勢能可以相互轉化嗎？請設計一個實驗或舉出一個事例說明． [答案] 可以，拉彎的弓將箭射出的過程中，弓的彈性勢能轉化為箭的動能；滾動的球將彈簧壓縮的過程中，球的動能轉化為彈簧的彈性勢能．(合理即可) 問題4：觀察教材P36圖12－11，分析各圖中動能與勢能的轉化情況并交流反饋． (a)過山車——上升過程：__動能轉化為重力勢能__；下降過程：__重力勢能轉化為動能__． (b)皮球落地反彈——下落過程：__重力勢能轉化為動能__；形變過程：__動能轉化為彈性勢能__；形變恢復過程：__彈性勢能轉化為動能__；上升過程：__動能轉化為重力勢能__． (c)蕩秋千——上升過程：__動能轉化為重力勢能__；下降過程：__重力勢能轉化為動能__． (d)撐竿跳高——撐竿過程：__動能轉化為彈性勢能__；起跳過程：__彈性勢能轉化為重力勢能__；下落過程：__重力勢能轉化為動能__． 2．判斷機械能的變化． 問　題：在教材P36圖12－10所示的擺球實驗中，我們還觀察到：擺球在自由擺動的過程中，每次上升的高度都在降低，最終在最低處靜止． ①每次擺球在最高點處，動能均為__0__，重力勢能逐次__變小__，所以機械能逐次__變小__．(后兩空均選填“變大”“變小”或“不變”) ②擺球擺動過程中機械能總量不斷減小的原因是：__克服空氣阻力做功，消耗機械能__．