12.1 动能与势能 教学设计-2024-2025学年物理八年级下册教科版

《动能与势能》教学设计 一、教学背景分析 本节分为两个教学板块：（1）动能；（2）势能。 本节既密切联系之前学过的机械运动、重力、弹力、功等知识， 也为后续学 习其他各种形式的能以及能量的转化和守恒定律奠定基础。建议通过大量实例让 学生真实感受动能和势能的存在，进而理解动能和势能的概念。关于动能和势能 与哪些因素有关，有什么关系，仅限于定性了解，不做定量分析，只需通过实验 让学生知道决定动能、重力势能、弹性势能大小的因素， 体验控制变量法、转换 法在探究过程中的应用即可。 二、教学设计思路 本节课设计了三个实验，按动能、重力势能、弹性势能的顺序依次展开。每 个实验通过以下五个进阶活动，让学生建构完整的能量概念：（1）举例引题，建 构概念；（2）创设情境，提出问题；（3）设计实验，进行探究；（4）基于证据， 得出结论；（5）生活应用，讨论交流。 三、教学目标 【物理观念】知道动能与势能， 了解动能、势能分别与哪些因素有关； 能用 动能与势能的观点解释高速限速、打桩、射箭等问题。 【科学思维】能对有关具体问题中物体动能与势能的影响因素进行科学推理， 并形成结论；在对动能与势能问题进行推理时，能从信息中寻找证据并做出说明； 具有根据动能与势能的知识，对一些不当说法进行质疑的意识。 【科学探究】能通过日常观察提出与动能、势能相关的科学探究问题， 并进 行合理的猜想与假设；能根据控制变量法、转换法制订探究重力势能与哪些因素 有关的简单实验方案；能根据实验现象分析并得出实验结论。 【科学态度与责任】具有探究影响动能与势能影响因素的兴趣，在探究与运 用的过程中具有严谨认真、实事求是的科学态度； 能从动能与势能的角度，体会 汽车过载、高空抛物等一系列不安全、不文明行为的危害性，并规范个人行为。 四、教学重难点 （一）教学重点 经历动能和势能的探究过程，知道动能和势能的大小与哪些因素有关。 （二） 教学难点 动能与势能概念的建立。 五、教学过程 （一）新课引入 图片展示情境：风——流动的空气，能吹动巨大的风车叶片，仿佛力量无穷； 三峡大坝拦江而建，库区水体蓄势待发，只要开闸，滔滔江水便奔涌而下。 （二） 新课教学 问题一：什么是能量？ 活动 1：（出示图片或视频）请同学们观察对应的情境，说一说运动的子弹、 高举的重锤、拉开的弓能否做功？对谁做了功？ 学生分析事例。运动的子弹能把玻璃打穿，对玻璃做了功；高举的重锤能将 桩体打入地层，对桩体做了功；拉开的弓能把箭弹射出去，对箭做了功。 教师总结：这些物体能够对外做功，表示这些物体具有能量。一个物体能够 做的功越多，它具有的能量就越大。能量的单位是焦耳（J）。 设计意图：功与能有着密切的联系，功是能量变化的量度，做功的过程就是 能量转移或转化的过程。所以从“能做功的物体具有能量”的角度引入能的概念， 并且自始至终都是通过做功的多少来体现能量的大小。 问题二：动能及影响其大小的因素 活动 2 ：做几个简单的演示实验，如风车实验、水流冲动水轮机模型、弹出 去的玻璃球能把静止的球弹得很远等。 提出问题：空气、水、玻璃球为什么具有能量？它们有没有共同点？ 引导学生概括得出结论：它们都在运动。然后得出动能的初步概念。 请学生列举日常生活中物体具有动能的实例，得出一切运动的物体都具有动 能，且动能能够通过做功来体现其大小。 设计意图：举例引题，建构动能概念。通过实例帮助学生建构动能概念， 即 动能是物体由于运动而具有的能量。同时， 通过观察和探讨，帮助学生形成“动 能能够通过做功来体现其大小”的理念。 出示对比图片，请学生思考，飞来的足球可以用脚踢开，而飞来的铅球却需 要立即躲开。为什么对两者的处理方式不同？ 设计意图：创设情境，提出问题。 活动 3 ：实验探究物体动能的大小跟哪些因素有关。 设计意图：该实验涉及的主要的科学方法是控制变量法和转换法，有利于培 养学生的思维能力；本实验的器材是力学实验室常见的器材，可以让学生分组进 行实验；通过这样的探究实验，不但可以更有效地引导学生理解动能的概念，更 有利于培养学生的科学推理与论证能力。 引导学生通过分析实验结果，讨论动能大小与速度和质量的关系，得出动能 大小由物体的运动速度和物体的质量共同决定的结论。 设计意图： 基于证据，得出结论。 组织学生讨论交流限速标志牌的意义，说一说为什么要对机动车的最高行驶 速度进行限制呢？相同的道路，为什么对不同的车型设定不一样的最高限速呢？ 设计意图：引导学生从动能角度分析不同车型的限速原因；由此让学生明白， 限速对交通安全的重要性。 请学生列举日常生活中动能在不同场景下的应用，例如自己在骑自行车或滑 冰时对动能的利用和应注意的安全问题。 设计意图： 将所学物理知识应用于生活。 问题三：重力势能及影响其大小的因素 出示生产生活中的相关图片，提出问题：打桩机高举的重锤、蹦极的人、高 处的水、滑水的人为什么具有能量？有没有共同点？ 引导学生概括得出结论：位于高处的物体也具有做功的本领。 得出重力势能的初步概念：我们把受到重力的物体被举高而具有的能量叫作 重力势能。 再让学生列举日常生活中有关物体具有重力势能的实例，得出有高度的物体 都具有重力势能，且重力势能也能够通过做功来体现其大小。师生共同观看高空 抛物的相关视频或新闻。 请学生思考：小小的鸡蛋被从高空抛下居然会有这么大的威力！物体重力势 能的大小跟哪些因素有关呢？ 活动 4 ：探究重力势能的大小与哪些因素有关。 让学生提出猜想，设计实验方案并进行实验。 实验 1：探究重力势能与高度的关系。使相同质量的物体，从不同高度落下， 撞击小桌桌面，观察桌腿陷入沙中的深度。 实验 2：探究重力势能与质量的关系。使不同质量的物体，从同一高度落下， 撞击小桌桌面，观察桌腿陷入沙中的深度。引导学生通过分析实验结果得出结论： 物体的质量越大，位置越高，它具有的重力势能就越大。组织学生讨论重力势能 在其他场景中的应用，如过山车、蹦极等。着重分析高楼居民往窗外扔东西的危 险性，引导学生从重力势能角度阐释潜在的危害，增强安全意识和社会公德意识。 问题四：弹性势能及影响其大小的因素 出示图片，提出问题：拉开的弓、变形的拍网、变形的蹦床为什么具有能量？ 它们有没有共同点？ 引导学生概括得出结论：发生弹性形变的物体也具有做功的本领。 弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能量。 再让学生列举日常生活中有关物体具有弹性势能的实例，得出结论：在弹性 限度内，发生弹性形变的物体都具有弹性势能，且弹性势能也能够通过做功来体 现其大小。 活动 5 ：探究弹性势能的大小与哪些因素有关。 让学生提出猜想，设计实验方案并进行实验。 方案 1：自制弹性势能简易探究器进行实验。 方案 2：利用圆珠笔中的弹簧和相对轻巧的小物体进行实验。 （1）用小物体压缩弹簧，然后松开手，小物体被弹簧弹出。 （2）换用不同力度压缩弹簧，重复上述操作。 引导学生根据实验结果分析弹性势能与形变程度的关系，得出结论：在弹性 限度内，同一物体，发生弹性形变的程度越大，具有的弹性势能越大。 组织学生讨论分析弹性势能在生活中的应用，除蹦床、跳水踏板、弹弓、弓 箭、钟表发条等常见事例外， 有意引导学生讨论弹簧门、玩具枪、血压计等学生 常见但容易忽略的事例。 （三）课堂小结 学科网（北京）股份有限公司 $$