安徽省马鞍山市成功学校 汪金城
一、 课型课时
实验探究为主，讲授互动为辅；1课时.
二、 教学目标
1. 知识与技能
初步了解能、动能、重力势能、弹性势能和机械能的概念，知道影响动能和势能的因素，能解释有关动能与重力势能、弹性势能之间相互转化的实际物理现象.
2. 过程与方法
学会观察周围事物，经历“物体动能、势能与哪些因素有关”的实验探究过程，知道改变物体动能和势能的方法.
3. 情感、态度与价值观
培养学生动脑、动手设计并进行实验的能力，提倡个性张扬、富有创新，同时也要学会合作.
三、 重点难点
1. 重点：能的概念、动能和势能的决定因素、机械能的转化和应用.
2. 难点：能的概念建立、动能和势能决定因素探究实验的设计.
四、 教材分析
“能的转化和守恒”是自然科学的重要组成部分，它反映了物质运动相互作用的本质，广泛渗透各门学科，而本节机械能是学习其他形式能的起点，是初中物理重点之一.
教材结合机械功的概念，结合体育和生活中的一些现象，自然过渡到“能”的概念；接着引出动能的概念，再结合“两个事实”，先让学生猜想影响动能大小的因素，并进一步设计实验去说明猜想的正确性；教材在处理“影响势能大小的因素”内容时，也采用了以上模式.
利用单摆实验来说明能可以相互转化；通过3幅图片：“跳板表演”“蹦床运动”“游乐场中的过山车”，把动能和势能转化的应用呈现出来.其应用实例，留给学生想像和发挥，从而使学生学有余味.
本节是能量篇中的宏观部分，教材列举的事例非常贴近生活，总体内容安排很自然，符合学生的认知规律.
五、 教学思路
1. 依据新课标，巧妙设计实验，并能对现象进行能动思考是本节成功的关键.课堂中教师可以事先设计一两个实验，借以引导并开阔学生思维，进而让学生自己设计实验，探究并解决问题.
2. 课堂内容以“科学探究”几大环节为主线，重点是让全体学生动起来.关于如何处理本节内容，实施教学目标，我是这样安排教学的：抽象的“能”的概念，可采用教师引导为主的启发式综合教学模式；“影响动能和势能大小的因素”采用师、生合作的探究式教学模式，让学生在轻松实验中通过控制变量法，悟出影响动能和势能大小的因素，变被动为主动；“动能和势能之间的转化及其应用”采取全方位开放式的“大家谈”教学模式，充分调动学生的思维积极性，进而培养学生求知的主动性，以提高解决问题的能力.
六、 教学过程
1. 引入新课
展示课本图13-19中的四幅图，同时说明这些都是生活中的一般现象，那么，一般现象背后隐藏的原因又是什么呢?……
引入新课第一环节“能”.
说明：可以借助多媒体，展示课外一些与主题相关的图片.
2. 经历科学探究过程
(1) 什么是能?
① 能(学生阅读课本完成).
形变的跳板把运动员弹起，跳板对运动员 ；拉紧的弓可以把箭射出，弓对箭 ；举高的重锤可以把桩打入土中，重锤对木桩 ；流动的水可以推动水轮机发电，水对水轮机 .
教师总结：发生形变的跳板、被拉长的弓弦、举高的重锤、流动的水等都能对别的物体做功，都具有做功的本领，也即具有能.从而引入“能”的概念.
② 能的单位(直接说明).
在国际单位制中，能和功的单位相同，都是焦(J).
说明：上面处理，一方面能够回顾过去，达到知识的衔接；另一方面能自然进入本节正题：能的概念，重点讲清“能否”和“是否”做功的不同含义.
(2) 动能的大小跟哪些因素有关.
① 动能.
除课本中“射出的箭”等例子，还可以列举一些运动物体做功的例子，说明运动着的物体具有做功的本领.
说明：物体由于运动具有的能——动能.
② 探究动能的大小跟哪些因素有关.
a. 提出问题：动能的大小跟哪些因素有关呢?
b. 猜想和假设.
根据火车和汽车的比较以及公路上限制汽车速度的标志，部分同学提出了以下的猜想：动能的大小可能跟物体的质量有关，物体的质量越大，动能越大；动能的大小可能跟物体的运动速度有关，物体运动速度越大，动能越大.
c. 制定计划和设计实验.
说明：要真正理解下图所示的装置，可启发学生思考3个问题：一是采用什么实验方法设计实验装置的；二要思考“为什么不同质量的小球，从相同高度滑下，到达低部却具有相同的速度”(可以插入“伽俐略的比萨斜塔实验”加以讲授，以降低学生的难度)；三是实验的优点有哪些?(装置简单，现象明显等).
引导学生讨论所要应用的研究方法：如通过观察木块被滚下来小球撞出的距离的远近来判断小球动能的大小，应用的是转换法和比较法.
d. 进行实验、收集证据并分析论证(由学生结合实验现象完成)
(a)图：让两质量相同的小球沿相同斜面、不同高度滚下，观察小球将小纸盒推动的远近，易得出：质量相同时，速度 的物体能做的功多，说明它具有的动能 .
说明：物体从不同高度下滑到底部的速度，可以借助小时玩“滑滑梯”的经历，形成“位置越高，滑到底部的速度越大”的初步认识.
(b)图：让两质量不同的小球沿相同斜面、相同高度滚下，观察小球将小纸盒推动的远近，易得出：速度相同时，质量 的物体能做的功多，说明它具有的动能 ；
e. 根据实验，得到结论(由学生总结).
运动的物体质量越大，速度越大，则物体具有的动能就越多.
f. 实验拓展.
启发学生自己选择实验器材，设计实验，并且说出实验中需要应用哪些研究方法(如转换法、比较法、控制变量法等).
(3) 势能的大小跟哪些因素有关.
① 重力势能(直接引入).
学生看课本中图13-25(a)，老师“读图”，让学生抓住关键字眼：“被举高的物体能做功，说明具有能”.
自然引入重力势能概念：物体由于被举高而具有的能.
② 弹性势能.
课本中图13-25(b)，由学生仿照重力势能概念的引入，理解弹性势能的概念.
说明：物体利用重力做功和物体弹性形变来做功的例子很多，可启发学生多举例来强化重力势能和弹性势能的概念.
③ 势能：重力势能和弹性势能统称为势能.
④ 探究重力势能的大小跟哪些因素有关.
a. 提出问题：物体由于被举高而具有重力势能，其大小跟哪些因素有关呢?
b. 猜想和假设：质量不同的物体，从不同高处落下所产生的效果，可能不同，提出猜想：重力势能的大小可能跟物体的质量有关，物体的质量越大，势能越大；重力势能的大小可能跟物体被举的高度有关，物体被举得越高重力势能越大；还可能与物体的形状有关；等等.
要鼓励学生多动脑筋猜想，至于是否正确，还有待于去设计实验、去验证.
c. 制定计划和设计实验.
说明：传统教材处理，是用大小不同的重物从不同高度落下，将地面木桩打入的深浅来判断重力势能的大小.其实，实验不一定非要用地面的木桩(因为在课堂上，不是在室外)，可以用带沙槽的简易小桌子(木板加四根铁钉组成)，演示效果相当明显.同学思维的不同，决定了装置的多样性.
d. 进行实验与收集证据(控制变量法，定性分析).
物体被举高度相同时，物体的重力势能与质量的关系.
物体质量相同时，重力势能与被举高度的关系.
e. 实验结论：(学生汇报实验结论，再经大家讨论，老师最后归纳总结)
一个物体，它的质量越大，被举得越高时，它具有的重力势能就越大.
……
至于设计“探究弹性势能的大小与哪些因素有关”的实验，只要借助两根不同的弹簧(指材料、软硬和粗细不同)和小木块就可以完成.观察木块在不同情景下被推出的距离，反映出弹性势能的大小.(见下图，至于如何研究，留待学生课后思考)
(4) 机械能的转化
① 机械能(直接给出定义)：物体动能和势能统称为机械能.
② 动能与势能之间能否相互转化呢?(再次提出问题)
课本图13-27反映的是动能和势能的转化过程，让学生自己动手做、分析.同时还可让学生列举出一些日常生活中常见的能量转换过程实例(如机械钟表、荡秋千、水力发电等)，加深学生对动能、势能相互转化的印象.
说明：让学生思考：如何确定小球在上升或下降过程中的速度快慢?再引导学生认识势能向动能转化，动能向势能转化的过程.
由于有阻力，小球上升的最大高度将逐渐减小，直至最终停止摆动.对此，教学时不要特别深究，以免影响学生对动能和势能相互转化的理解.
③ 动能与势能转化的应用.(让给学生发挥)
了解例子中能量的大致转化即可，不作特别细致的深入(如人在接触到蹦床后继续下降的过程中，动能是如何变化呢?要涉及到高中的相关知识).
3. 课堂小结
(1) 能的概念建立及能的单位.
(2) 学会设计实验，探究动能和势能的大小与哪些因素有关.
(3) 动能和势能可以相互转化及其实际应用.
4. 布置作业
(1) 本节课后练习.
(2) 搜集生活和科技上动能与势能相互转化的事例进行分析、讨论(如卫星绕椭圆轨道运行时，在近地点和远地点的动能和势能如何转化等).
七、 教学体会
按新课程标准要求，能重视对学生探究能力和分析解决问题能力的培养.通过创设情境激发学生学习兴趣和探究热情.在探究影响动能、势能因素时，探究的重点放在“猜想与假设”和设计实验上，把设计是否有新意，作为评价学生能力的重要依据.
学生在举例时，思维水平相当高，例如：“课间不要在走廊及教室内追逐打闹”“高速公路，限制车速”“爬得越高，跌得越惨”“阳台养花好，小心盆伤人”……不仅来源于生活，而且带有很强的人文关怀意识，将课堂上知识运用得游刃有余，趣味性和对知识掌握的灵活性弥漫整个课堂，学生学习热情高涨，教学效果很好，基本达到了预期效果.
