第10章 第一节 机械能（Word教案）-【优翼·学练优】2025-2026学年新教材九年级物理全一册同步备课（北师大版2024）

该教案聚焦动能、势能（重力势能、弹性势能）的概念及影响因素，机械能及其转化与守恒等核心知识点。通过高空坠物、单摆等生活情境导入，以实验探究为支架，从现象到概念建立，再到规律总结，最后联系实际应用，梳理知识脉络。 资料亮点突出核心素养培养，科学探究中注重控制变量法（如不同高度、质量钢球实验）和转换法（木块被推距离判断动能大小）的渗透，科学思维通过单摆实验推理机械能转化规律，科学态度与责任结合限速、古代水碓等实例，体现物理与生活、社会的联系。助力学生提升探究能力和应用意识，为教师提供丰富教学案例，增强课堂实效。

第十章　机械能、内能及其转化 第一节　机械能 第1课时　动能和势能 1．物理观念： (1)初步建立能量的观念，知道动能、势能的概念，认识重力势能和弹力势能是常见的两种势能。 (2)从做功的角度描述能量，能说出能量与做功的关系，记住能量的单位。 (3)能从能量的角度解释具体情境中的问题。 2．科学思维： (1)根据具体实例，分析得出能量与做功的关系。 (2)在实验探究的过程中加强对转换法、控制变量法的理解与运用。 (3)根据实验现象，推理得出物体动能、势能的影响因素。 3．科学探究： (1)通过实验探究物体的动能、势能与哪些因素有关，得出物体的动能、势能与其影响因素的关系。 (2)进行交流反馈，表述探究过程与结论，提升科学探究能力。 4．科学态度与责任： (1)具有从能量的角度分析物理问题的意识。 (2)通过科学探究，经历基本的科学探究过程，学习科学探究方法，发展初步的科学探究能力，养成尊重事实、探索真理的科学态度。 1．教学重点： 动能、势能的影响因素。 2．教学难点： 探究影响动能和势能大小的因素。 钢球、塑料球、斜面、木块、纸盒、玩具弹弓、橡皮筋、直尺、金属块、沙子、多媒体课件等。 高空坠物的杀伤力到底有多大？ 一个重1 kg的花盆从10楼坠落，其杀伤力巨大，很可能直接致人死亡。其实不止花盆，巴掌大的西瓜皮、麻将牌、鸡蛋等，如果从高空坠下砸中行人，也会造成很大的危害。 教师让小球从斜面不同高度处由静止释放，并钻入水平面上的纸盒中，纸盒被推得越远，小球对纸盒做功越多，表明小球的动能越大。学生思考、讨论，发表各自的看法。 探究物体动能的大小与哪些因素有关？ 　　知识点一　认识动能 1．什么样的物体具有动能？ 让学生举例展示具有能量的物体的例子。多媒体课件上显示有关动能的图片，如湍急的河水能把石头冲走，流水能做功；空气流动形成的风能做功等。这些物体能做功，它们都具有能。它们的能量是由于物体运动才具有的。 物理学中把物体由于运动而具有的能叫作动能。一切运动的物体都具有动能。 2．探究影响动能大小的因素。 请同学们想办法使静止在桌面上的金属块获得动能。学生实际操作，让学生改变金属块动能的大小，并由此猜想动能大小的影响因素。引导学生通过实验进行探究，提醒学生注意控制变量法和转换法在实验中的应用。重点提醒学生怎样改变金属块的速度，怎样改变金属块的质量，怎样显示金属块动能的大小。 物体能够做的功越多，表示这个物体具有的能量越大。那么动能的大小取决于哪些因素呢？现在我们通过实验来研究。 学生实验并记录数据进行分析。 如图所示，我们把钢球放到斜面上使其滚下，到达水平面上击打一个木块，推动木块做功，根据木块被推动的距离远近来判断钢球具有的动能大小。 学生分组实验：转换法、类比法(斜面小车实验)。 第一次，我们使同一钢球甲从斜面的不同高度由静止释放。注意木块被推的距离。 第二次，我们换一个质量稍大的钢球乙，从与钢球甲相同位置由静止释放，再观察并比较钢球到达水平地面时的速度与木块被推动的距离。很显然，第二次木块被推动的距离比第一次远得多。说明钢球乙做的功多，也就是钢球乙具有的动能大。 提问：这个实验说明了什么？(学生回答) 这个实验说明了物体的动能大小跟它的速度和质量有关。同一个物体，速度越大，动能越大。不同物体，速度相同时，质量越大，动能越大。 出示公路上对不同车型的限速情况，探讨为什么限速？又为什么不同车型限速不同？由交通安全过渡到人身安全(运动的物体具有动能，可能造成伤害，那静止的物体是否都安全呢)。 　　知识点二　认识势能 1．重力势能。 教师将“钢球”道具举到不同高度处落回学生手心，引出重力势能的概念。 受到重力作用的物体被举高后具有的能叫作重力势能。 教师先用空心塑料球“伪装”的钢球从高处下落“检验”学生双手的反应速度，学生不敢伸手体验，引出“重力势能”的概念；再让钢球从离手不足1 cm处下落，学生欣然接受考验，最后揭开“钢球”的伪装，因为其质量很小，并不会砸伤手掌。让学生结合刚才的体验猜想重力势能大小的影响因素。 学生举出重力势能存在的实例。教师在屏幕上出示陨石坑的图片，和学生探讨后，用金属块砸向沙子，模拟陨石坑的形成过程，并得出重力势能大小的影响因素。 教师引导学生探讨工地上的工人戴安全帽的原因(为了防止从高处坠落而具有较大重力势能的物体使人受伤)。 2．弹性势能。 教师从口袋里掏出玩具弹弓，指出玩类似的玩具时，可能会一不小心“飞来横祸”，使人受伤。教师向无人处射出小纸团子弹，板书“弹性势能”。再让学生将小纸团子弹射得更远，谈感受，得出弹性势能的影响因素。 教师让学生拉伸橡皮筋，并用绷紧的橡皮筋使尺子移动一段距离。教师引导学生由这两个体验归纳出影响弹性势能大小的因素。 教师指名学生分析“弯弓射箭”的物理原理。 第一节　机械能 第1课时　动能和势能 机械能 本节尝试采用小组合作的方式进行学习，学生的活动多，学习的主动性高。教师将课堂的时间尽最大可能还给了学生，强调了学生的学习体验和学习过程。积极、主动的学习情感有助于学生的学习。 在各环节的教学中，力图通过一系列的问题，启发学生思考、讨论、交流，促使学生自己去发现并总结，主动去建构知识框架。 在教学中有意识地渗透研究问题的方法，如控制变量法、转换法等。在每个概念建立起来后，都再次组织引导学生举例、讨论，进一步联系实际生活，使知识得以内化。并通过联系实际向学生展示了物理知识广泛的应用价值，使学生感受到物理知识处处有用，从而激发学生学习物理的积极性。 第2课时　机械能及其转化 1．物理观念： (1)知道动能、势能统称为机械能。 (2)知道物体的动能和势能之间可以相互转化。能解释与机械能转化相关的实例，认识具体情境中机械能的转化方向。 (3)知道机械能守恒的概念及条件。 2．科学思维： (1)通过对具体情境的观察，推理得出动能与势能是可以相互转化的。 (2)通过对单摆的实验观察，推理得出机械能守恒的条件。 (3)类比各种机械能转化实例，有运用机械能转化与守恒的观点分析力学问题的意识。 3．科学探究： 通过观察和实验，探究动能和势能相互转化的规律与机械能守恒的条件。 4．科学态度与责任： (1)知道机械能与人们生活的联系，有将机械能应用于生活的意识，初步建立能源的可持续发展观念。 (2)通过了解人类探索物质世界的历程和科学理论成果，培养探索精神、创新思想和促进人类社会与自然和谐发展的优良品德。 1．教学重点： (1)动能和势能的相互转化。 (2)学习运用控制变量的方法研究问题。 2．教学难点： 判断机械能的守恒。 小钢球、铁架台、细线、多媒体课件等。 将小钢球固定在细线的一端，细线的另一端系在铁架台上，使小钢球与细线形成一个摆，让一同学甲靠近铁架台，头稍低，另一同学乙把小钢球由甲同学的鼻子处由静止释放，小钢球摆动过程中能否碰到甲同学的鼻子，提醒注意安全，并思考里面的科学道理。让学生尝试分析其中的原因。 　　知识点　机械能及其转化 情境：图片展示(水平地面上行驶的汽车、高山上静止的石头、高空飞行的鸟)。 提出问题1：它们具有哪些能？你的判断依据是什么？ 引出概念：动能与势能统称机械能。 提出问题2：动能与势能之间能够相互转化吗？如能相互转化，请你举出你见过的动能与势能相互转化的例子？在相互转化的过程中遵循什么规律？ 演示实验：单摆实验(配合播放单摆的慢镜头视频或图片)。 实验前提醒学生观察时思考：单摆(如图)在最高处释放前具有什么能？当单摆左右摆动时，它的运动速度和质量、高度如何变化？动能如何变化？它的重力势能如何变化？是什么能向什么能转化？ 学生观察思考的同时完成下表。 摆球的位置) \s\do5(A点 A点→B点 B点 B点→C点 速度 0 逐渐增大 最大 逐渐减小 动能 0 逐渐增大 最大 逐渐减小 高度 最大 逐渐减小 最小 逐渐增大 重力势能 最大 逐渐减小 最小 逐渐增大 学生讨论交流，得出规律：单摆在摆动的过程中，动能增大时重力势能减小，重力势能增大时动能减小。 得出：单摆在摆动的过程中动能和势能发生了相互转化。 归纳得出：单摆最终会停下来，说明机械能总量减少了，因为单摆要克服摩擦做功，机械能变成其他形式的能(内能)了。 教师总结：大量实验表明，物体的动能和势能之间是可以相互转化的。在只有动能和势能相互转化的过程中，机械能的总量保持不变，即机械能是守恒的。 提出问题：举一个物体的动能和势能相互转化的例子，并说明能的转化过程。 学生观看影像资料：水碓(duì)的结构与工作过程。 布置实践活动：课下收集有关我国古代和现代科技中利用了机械能转化的资料，下节课时进行交流汇报。 第2课时　机械能及其转化 1．一个物体能够对外做功，我们就说它具有能量。物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。 2．能量的单位：焦(J)。 3．动能和势能统称为机械能。 4．在只有动能和势能相互转化的过程中，机械能的总量保持不变，即机械能是守恒的。 机械能转化过程中的能量损耗，若没有比较突出且易观察的实验，学生不太能理解，教学时通过对单摆释放前后的状态观察总结出结论。在摆球运动的过程中每次到达的最高点逐渐降低，加强学生对转换法理解运用的同时让学生认识到能量损耗，进而通过理想实验法得到机械能守恒的条件。 为了突出能量转化的思想，使学生加深对动能和势能之间相互转化的理解，教师在教学的最后组织学生结合教材中给出的实例“古代科技——水碓”，交流动能与势能的转化过程，使学生认识到古代科技中蕴含的智慧，丰富学生的感性认识，同时也体现了从生活走向物理，从物理走向社会的教育理念。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $