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        “動(dòng)能勢(shì)能機(jī)械能”教學(xué)實(shí)錄

        2020-06-01 07:31:34蘇冬梅
        關(guān)鍵詞:實(shí)驗(yàn)

        蘇冬梅

        【設(shè)計(jì)理念】

        “動(dòng)能? 勢(shì)能? 機(jī)械能”是蘇科版物理九年級(jí)上冊(cè)第十二章的教學(xué)內(nèi)容。在八年級(jí)階段學(xué)習(xí)了聲能、光能、動(dòng)能、勢(shì)能的基礎(chǔ)上,學(xué)生要通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí),歸納出能量的概念,學(xué)會(huì)對(duì)能量進(jìn)行分類,明確影響幾種能量的因素,掌握動(dòng)能和勢(shì)能之間的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。同時(shí),本節(jié)課力求對(duì)學(xué)生科學(xué)觀念的形成、科學(xué)思維的培養(yǎng)起到重要作用。

        【課堂實(shí)錄】

        師:大家檢查一下自己依照學(xué)案的課前預(yù)習(xí)情況,誰(shuí)來(lái)說(shuō)說(shuō)有什么收獲?

        生:一個(gè)物體如果能對(duì)另一個(gè)物體做功,那么這個(gè)物體具有能量。物體由于運(yùn)動(dòng)所具有的能量叫作動(dòng)能。勢(shì)能包括彈性勢(shì)能和重力勢(shì)能,其中物體發(fā)生形變而具有的能量稱為彈性勢(shì)能,物體由于重力所具有的能量叫作重力勢(shì)能。

        生:我感覺(jué)他說(shuō)的有點(diǎn)問(wèn)題。書(shū)上重力勢(shì)能的概念是物體由于被舉高而具有的能量。

        生:天上飛舞的雪花具有重力勢(shì)能。

        師:除了重力勢(shì)能,雪花還具有什么能?

        生:動(dòng)能。

        生:在水平面運(yùn)動(dòng)的帶有發(fā)條的玩具車具有動(dòng)能。

        師:還具有什么能?

        生:彈性勢(shì)能。

        師:好,大家在完成預(yù)習(xí)之后,對(duì)于能量還有沒(méi)有新的疑問(wèn)?

        生:上緊發(fā)條的小車由于運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的能量是什么能?

        生:物體是否可以同時(shí)具有勢(shì)能和動(dòng)能?

        生:動(dòng)能和勢(shì)能有什么關(guān)系?

        師:好的,看來(lái)大家都進(jìn)行了認(rèn)真的思考。下面,老師就帶領(lǐng)大家來(lái)學(xué)習(xí)這節(jié)課的內(nèi)容,解決你們的疑問(wèn)。

        (教師演示實(shí)驗(yàn):1.帶有機(jī)關(guān)的罐子順著地板滾動(dòng)。2.小車撞木塊。3.小車壓縮彈簧。4. 砝碼落到位于沙槽中的小桌子上。具體過(guò)程略。)

        師:以上實(shí)驗(yàn)存在什么共同現(xiàn)象?

        生:都對(duì)物體做功。

        師:彈簧要對(duì)外做功,彈簧要怎么樣?具有什么能?砝碼要對(duì)外做功,砝碼要怎么樣?具有什么能?

        生:彈簧要被壓縮,砝碼要被舉高。

        師:是的。物體要對(duì)外做功,要具有動(dòng)能、重力勢(shì)能或者彈性勢(shì)能,我們把這些能量統(tǒng)稱為機(jī)械能。

        師:運(yùn)動(dòng)的小車,被壓縮的彈簧,被舉高的砝碼都具有能量,它們有什么共同特點(diǎn)?

        生:能對(duì)其他物體做功。

        師:一個(gè)物體能對(duì)其他物體做功,我們就可以說(shuō)它具有能量。能量有沒(méi)有大小之分?

        生:有。

        師:它的單位是什么?

        生:焦耳。

        師:在小車撞木塊的實(shí)驗(yàn)中,你們有沒(méi)有辦法讓木塊被推得更遠(yuǎn)呢?

        生:增大力量。

        (教師做對(duì)比實(shí)驗(yàn),分別用較大的力和較小的力讓小車推木塊。)

        師:在兩次實(shí)驗(yàn)中,小車推動(dòng)木塊時(shí)所做的功一樣嗎?

        生:不一樣。

        師:除了這個(gè)方法,還有什么方法能使木塊滑得更遠(yuǎn)?

        生:讓木塊更靠近小車。

        師:木塊靠近小車之后,減少的是什么?

        生:距離。

        師:距離變小后,減少了哪個(gè)力帶來(lái)的影響?

        生:摩擦力。

        師:還有其他方法嗎?

        生:增大小車的質(zhì)量。

        (教師手持兩個(gè)小車:一個(gè)加了砝碼,總質(zhì)量大;一個(gè)沒(méi)加砝碼,總質(zhì)量小。教師用大力推質(zhì)量小的小車,用小力推質(zhì)量大的小車。)

        師:通過(guò)剛才的實(shí)驗(yàn),你覺(jué)得動(dòng)能大小與哪些因素有關(guān)?

        生:速度,距離,質(zhì)量。

        師:如果我們能讓每次的距離都相等,就不用考慮距離;如果能讓每次的速度都相等,就不用考慮速度。大家能保證在兩次實(shí)驗(yàn)中,小車的速度一樣嗎?

        生:用力控制,不容易保證速度相同。

        師:下面,就請(qǐng)大家?guī)е绊憚?dòng)能大小的因素有質(zhì)量、速度、距離這一猜想,在桌上自由選擇器材,進(jìn)行小組實(shí)驗(yàn)。

        (學(xué)生四人一組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。)

        師:剛才有一組同學(xué)是這么做的——為了保證小車的速度一樣,他們用手去彈,可能是覺(jué)得彈力一樣大,速度就一樣大。其他同學(xué)同意這個(gè)方案嗎?為什么?

        生:不同意。這個(gè)方案跟用手去推小車是一樣的,無(wú)法保證力的大小相同。

        師:有一組同學(xué)提出的方案不錯(cuò),請(qǐng)他們到講臺(tái)上來(lái)展示。

        (一個(gè)小組的學(xué)生上臺(tái)演示實(shí)驗(yàn):兩個(gè)質(zhì)量一大一小的小車,從斜面的同一高度滑下,撞擊放在同一位置的木塊,木塊移動(dòng)的距離一遠(yuǎn)一近。)

        師:他們用了哪種探究方法?

        生:控制變量法。

        師:他們是如何控制變量的?

        生:讓小車從斜面的同一高度滑下,保證小車到達(dá)水平面的初始速度相同。

        (教師演示實(shí)驗(yàn):改變木塊的初始距離,讓同一小車從同一高度滑下,進(jìn)行撞擊。)

        師:小車到達(dá)哪個(gè)位置時(shí),速度是一樣的?

        生:剛到達(dá)水平面時(shí)。

        師:多運(yùn)動(dòng)了一段距離之后,小車的速度發(fā)生了什么變化?

        生:變小。

        師:這個(gè)實(shí)驗(yàn)有沒(méi)有控制小車的速度相同?

        生:沒(méi)有。

        師:小車兩次撞擊木塊的瞬間,速度不同,從這個(gè)角度講,哪個(gè)因素應(yīng)該被去除?

        生:距離。

        師:很好。請(qǐng)你們小組繼續(xù)研究動(dòng)能與速度的關(guān)系。

        (該組學(xué)生繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn):改變斜面高度,用同一輛小車去撞擊同一位置的木塊。)

        師:大家說(shuō)說(shuō),在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中,他們控制了哪個(gè)因素不變?改變了哪個(gè)因素?如何改變的?哪一次速度大?哪一次動(dòng)能大?

        (學(xué)生集體回答。)

        師:如果斜面高度(傾斜角度)不可改變,我們?nèi)绾卧O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?在同一個(gè)斜面上,能不能實(shí)現(xiàn)剛才的操作?

        生:只要將小車放在斜面的不同高度,就可以實(shí)現(xiàn)。

        師:你們剛才提出的問(wèn)題,現(xiàn)在有結(jié)論了嗎?

        生:動(dòng)能大小與質(zhì)量和速度有關(guān)。

        師:實(shí)驗(yàn)?zāi)懿荒艿贸龆ㄐ缘年P(guān)系?結(jié)論怎樣表達(dá)更好?

        生:質(zhì)量越大,速度越大,物體的動(dòng)能越大。

        師:在剛才的實(shí)驗(yàn)中,這組同學(xué)是通過(guò)什么方法,讓小車的速度變或不變的?

        生:改變或控制斜面的高度。

        師:除了這個(gè)方法以外,有沒(méi)有其他方法也能夠達(dá)到相同目的?

        (學(xué)生思考。教師拿出一根彈簧,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示:手拿小車,用兩種不同力度壓縮彈簧,然后松手,觀察小車的運(yùn)動(dòng)情況。)

        師:在不同力度下,小車運(yùn)動(dòng)的初始速度相同嗎?要想用彈簧把小車彈得更遠(yuǎn),就要使彈簧的彈性勢(shì)能更大,這樣對(duì)木塊做的功就更多。因此,我們可以知道,彈性勢(shì)能與什么因素有關(guān)?

        生:彈簧的形變程度。

        師:剛才的實(shí)驗(yàn)用到了什么研究方法?在哪里體現(xiàn)出來(lái)的?

        生:控制變量法和轉(zhuǎn)化法。小車的速度是通過(guò)高度轉(zhuǎn)化的。

        生:動(dòng)能的大小轉(zhuǎn)化為木塊移動(dòng)的距離。

        師:木塊在實(shí)驗(yàn)中的作用,相當(dāng)于一個(gè)動(dòng)能大小顯示器,沒(méi)有木塊,就無(wú)法比較動(dòng)能的大小。大家看看桌上的實(shí)驗(yàn)器材,我們還有沙盤(pán)、樁(小桌子)、砝碼。同學(xué)們想想,樁能被打下去,是因?yàn)楸慌e高的砝碼具有什么能?

        生(齊):重力勢(shì)能。

        師:有哪些方法能把樁打得更深?

        生:砝碼舉得更高,增大砝碼質(zhì)量。

        (學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。)

        師:大家知道重力勢(shì)能與哪些因素有關(guān)嗎?

        生:高度越高,質(zhì)量越大,物體的重力勢(shì)能越大。

        師:彈性勢(shì)能、重力勢(shì)能統(tǒng)稱為勢(shì)能,動(dòng)能與勢(shì)能都與物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)有關(guān),所以被稱為機(jī)械能。

        師:小鳥(niǎo)在空中飛行時(shí)具有什么能?

        生:重力勢(shì)能和動(dòng)能。

        師:物體可以同時(shí)具有動(dòng)能與勢(shì)能嗎?

        生(齊):可以。

        師:如果小鳥(niǎo)在空中飛行的時(shí)候,動(dòng)能是10J,重力勢(shì)能是20J,那么它具有的機(jī)械能是多少?

        生(齊):30J。

        師:對(duì)于剛才這個(gè)實(shí)驗(yàn),老師有個(gè)疑問(wèn)——手拿小車壓縮彈簧,手松開(kāi)后,當(dāng)彈簧恢復(fù)原狀時(shí),它的哪種能量沒(méi)有了?到哪兒去了呢?

        生:彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。

        師:現(xiàn)在我們回到前面的問(wèn)題,勢(shì)能可以轉(zhuǎn)化為動(dòng)能嗎?大家能用桌面上的器材設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn),研究一下嗎?

        (學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。小組展示:用手釋放小球,小球在桌面上彈起。)

        生:小球在被舉高時(shí),具有重力勢(shì)能;下落時(shí),重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能;撞擊地面時(shí),小球形變,具有彈性勢(shì)能。

        師:為什么小球彈不到原來(lái)的高度了?

        生:小球與地面撞擊時(shí),能量發(fā)生了損耗。

        師:這節(jié)課,我們研究了各種機(jī)械能及其影響因素。能量在生活中無(wú)處不在,物體所具有的能量會(huì)相互轉(zhuǎn)化。以后,我們還會(huì)學(xué)習(xí)其他能量。今天的課就上到這里,下課!

        (作者單位:江蘇省南京市金陵中學(xué)龍湖分校)

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