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  3. 材料一《义务教育物理课程标准（2011年版）》关于“机械能”的内容标准：“知道动

材料一《义务教育物理课程标准（2011年版）》关于“机械能”的内容标准：“知道动

题库2022-08-02  71
问题 材料一《义务教育物理课程标准（2011年版）》关于“机械能”的内容标准：“知道动能、势能和机械能。通过实验，了解动能和势能的相互转化。举例说明机械能和其他形式能量的相互转化。”材料二初中物理某版本教材“机械能及其转化”一节中的“想想做做”如下。材料三教学对象为八年级学生，已学过动能、势能、功率等知识。任务：（1）分析皮球从手中落下又弹起的过程中的能量转化。（2）根据上述材料，完成“机械能及其转化”的教学设计，其中包括：教学目标、教学重点、教学过程（要求含有教学环节、教学活动、设计意图等）。
选项
答案
解析 （1）皮球落向地面时，重力势能转化为动能；撞击地面时，动能转化为弹性势能；恢复形变向上弹起时，弹性势能转化为动能；离开地面向上弹跳时，动能转化为重力势能。
（2）教学设计如下：
机械能及其转化
?一、教学目标
知识与技能：能够通过实例解释一些有关动能、重力势能、弹性势能之间相互转化的简单现象。
过程与方法：通过观察和实验认识动能和势能的转化过程。
情感态度与价值观：通过小组合作讨论，认识交流与合作的重要性，学会与他人交流的方法，在解决问题的过程中，体验战胜困难、解决物理问题时的喜悦。
?二、教学重难点
教学重点：准确辨析机械能的转化。
教学难点：机械能不守恒时，机械能的转化。
?三、教学过程
?1．复习导入
【教师活动】
教师手持粉笔头并将它高高举起，据此提问：被举高的粉笔具有能量吗?为什么?
【学生活动】
学生回答：具有重力势能。
【教师活动】
引导学生分析粉笔头下落的过程。首先提出，当粉笔头下落经过某一点时，粉笔头具有什么能量?（此时既有重力势能，又有动能）继而让学生比较在该位置和起始位置，粉笔头的重力势能和动能各有什么变化?
（重力势能减少，动能增加）
【设计意图】
通过对粉笔的举高和下落的分析，使学生自然而然地进入新知识学习的过程。
?2．新课讲授
【教师活动】
在粉笔头下落的过程，重力势能和动能都有变化，自然界中动能和势能变化的事例很多，下面我们共同观察滚摆的运动，并思考动能和势能的变化。
实验1：滚摆实验。
出示滚摆，并简单介绍滚摆的构造及实验的做法。事先应在摆轮的侧面某处涂上鲜明的颜色标志，告诉学生观察颜色标志，可以判断摆轮转动的快慢。引导学生复述并分析实验中观察到的现象。开始释放摆轮时，摆轮在最高点静止，此时摆轮只有重力势能，没有动能。摆轮下降时其高度降低，重力势能减少；摆轮旋转着下降；而且越转越快，其动能越来越大。摆轮到最低点时，转动最快，动能最大；其高度最低，重力势能最小。在摆轮下降的过程中，其重力势能逐渐转化为动能。仿照摆轮下降过程的分析，得出摆轮上升过程中，摆轮的动能逐渐转化为重力势能。
【学生活动】
观察实验现象。
【教师活动】
实验2：单摆实验。
此实验摆绳宜长些，摆球宜重些。最好能挂在天花板上，使单摆在黑板前，平行于黑板振动，以便在黑板上记录摆球运动路线中左、右最高点和最低点的位置。分析单摆实验时，摆球高度的变化比较直观，而判断摆球速度大小的变化比较困难，可以从摆球在最高点前后运动方向不同，分析摆球运动到最高点时的速度为零，作为这一难点的突破口。顺便指出像单摆这种往复的运动．在物理学中叫作振动。
【学生活动】
观察实验现象，思考。
结合实验1、2，以及教师在实验中的教学，得出动能和重力势能是可以相互转化的。
【设计意图】通过滚摆实验和单摆实验让学生直观的感悟动能和重力势能可以相互转化的规律。使学生能够在探究实验中提高观察和动手能力。学生可以在此过程中不断地完善自己的科学探究思维。
【教师活动】
实验3：弹性势能和动能的相互转化。
演示动能和弹性势能的转化实验。实验可分两步做。首先手持着木球将弹簧片推弯，而后突然释放木球，木球在弹簧片的作用下在水平槽内运动。让学生分析在此过程中，弹性势能转化为动能。第二步实验，让木球从斜槽上端滚下，让学生观察木球碰击弹簧片的过程。然后，分析动能转化为弹性势能和弹性势能转化为动能的过程。得出：动能和弹性势能也是可以相互转化的。
教师在实验结束后，列举一些自然界中动能和势能相互转化的事例。
物体从高处落下、瀑布流水等这些事例也可以让学生列举，说明动能和势能的相互转化。有些事例比较复杂，例如，踢出去的足球在空中沿一条曲线（抛物线）运动过程中，动能和势能是如何相互转化的呢?（画出足球轨迹，依图分析）首先我们来分析足球离地面的高度的变化，这是判断足球重力势能变化的依据。很明显，在上升过程中足球的重力势能增加；在下降过程中重力势能减少。接着再分析足球的速度。足球在最高点时不再上升，说明它向上不能再运动。所以，足球在上升过程中，速度逐渐变小；在下降过程中速度又逐渐变大。通过以上分析可以看到，足球在上升阶段动能转化为重力势能；在下降阶段重力势能转化为动能。
【设计意图】
通过将生活中的具体事例与物理知识结合起来，体现教学中的理论与实际相结合的教学原则。展示生活相关的小实验，也体现了直观性的教学原则。这样可以提高学生对新知识的接受能力，锻炼学生的思考力。
【师生互动】
教师逐渐引导学生得出以下结论。
（1）在动能和势能的相互转化过程中，必定有动能和势能各自的变化，而且是此增彼减。
（2）动能的增减变化，要以速度增减来判断。
（3）重力势能的增减变化，要以物体离地面高度的增减变化来判断。
（4）判断弹性势能的增减，要根据弹性形变大小的变化。
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