《同步备课：什么是能量》参考教案

.1什么是能量（教案）-2022-2023学年六年级科学下册同步备课（苏教版）核心素养目标※能观察、分析生活中有关能量的具体事例，知道能量能使物体工作或运动。※能够探究、分析、描述具体情境中动能、势能的具体表现，知道动能和势能是能量的两种基本形式，初步感受能量的大小。※认识能量的本领，描述生活中的动能和势能。重点※理解能量能使物体工作或运动。难点教学准备教师材料：教学课件。学生分组材料：棋子2枚；小球、米尺、橡皮筋、弹簧。教学内容能量客观存在，但由于看不见，所以小学生难以从直观的角度进行观察和认识。本课教学内容包括三个活动。活动一，首先从一个问题引入——这些物体靠什么工作或运动？引导学生通过研讨、交流、分析、汇报等形式，归纳并明确能量的描述性定义：能使物体工作或运动的本领。活动二，通过做撞棋游戏，体验运动的物体具有动能，并交流泥石流、龙卷风、滚动的保龄球、钱塘江大潮等现象中动能的具体表现。活动三，通过做小球反弹实验，体验势能，并交流拉橡皮筋、跳板跳水运动员、拉弓、压缩弹簧等现象中势能的具体表现。教学过程认识能量1.探寻物体靠什么工作或运动。风筝是靠风飞上天的。风筝在空中时，空气会分为上、下流层，通过风筝下层的空气受风筝面的阻塞，空气的流速减弱，气压升高，风筝就上扬，上层的空气流通舒畅，流速增强，致使气压下降，把风筝吸扬上去。靠风能运动。最早的火车是以蒸汽机为动力，通过燃烧煤炭烧水生成水蒸气，再利用水蒸气膨胀产生动力，推动机车。内燃机发明之后，以柴油为燃料，通过燃料在汽缸里燃烧，产生膨胀气体，推动活塞，转动机器，以此为动力驱动机车，或先发电，再通过电动机带动机车运动。现在的高铁等电力机车，是直接通过电网输入的高压电带动发电机工作，驱动机车。靠热能、化学能、电能运动。热气球是靠加热空气作为动力飞上天空的。热气球通过向气球内部喷火加热空气，空气受热膨胀，气球体积也会随之膨胀，从而增大浮力，当浮力大于气球和内部热空气的重力时，气球就开始上升。靠热能运动。麦克风，学名为传声器，是将声音信号转换为电信号的能量转换器件，也称作话筒或微音器。这里有声能的转换。吉他弹唱时，歌手将身体中的化学能转换为身体活动时的能量（弹与唱）。靠声能、化学能工作。足球运动员是靠食物产生的能量来运动、踢球的。能量供应是人体生命活动的基础，心跳、呼吸、体温的维持、神经兴奋、腺体分泌等生理过程都需要能量，这些能量主要来自食物中的三大营养物，即糖类、脂类和蛋白质。靠化学能运动。2.能量。能够使物体工作或运动的本领叫作能量。虽然你看不见它，却能感觉到它。任何物体只要有移动、发热、冷却、生长、发光或发声等现象，其中就有能量在起作用。能量是所有物体工作或运动的源泉。能量是一切物质活动的源泉，是一切生命活动的基础。从物质运动形式分，能量可以分为机械能、内能（热能）、光能、电能、化学能、核能等。从自然界的存在形式分，能量可以分为太阳能、水能、风能、潮汐能、地热能、化石能等。设计意图：了解学生关于能量的前概念，从而引出能量的描述性定义。认识动能1.做撞棋游戏，体验动能。实验材料：两枚棋子。实验步骤：(1)将两枚棋子A和B放在水平桌面上，相距20～30厘米。桌面尽量光滑。(2)把A棋子弹向B棋子，看谁能使B棋子移动的距离更远。实验现象：(1)被手指弹动的棋子会从静止状态开始运动。(2)静止的棋子被运动的棋子撞击后会开始运动，经过一段距离后停下来。(3)用力越大，棋子运动的距离越长。实验分析：做撞棋游戏时，首先要给A棋子确定一个起点，每个同学在同一起点把A棋子弹向B棋子，手指运动的能量传递给A棋子，再传递给B棋子。像这种运动的物体具有的能量叫作动能。如果记录下每个同学把B棋子弹开的距离（多做几次），还会观察到把A棋子弹出撞向B棋子的速度越快，B棋子就被弹得越远。初步感受能量有大小，动能与物体的速度有关。实验结论：手指的力量会使被弹击的棋子具有开始运动的能量。能量在两个棋子间进行传递，改变相互的运动状态。设计意图：通过撞棋游戏和生活中的一系列事例，让学生明白什么是动能。2.动能。运动的物体具有能量，这种能量叫作动能。思考事物具有的动能分别表现在哪里泥石流是指山坡上大量泥沙、石块等经山洪冲击而形成的突发性急流。泥石流对建筑物、公路、铁路、农田等有很大的破坏作用。其动能主要表现在泥沙、石块的滑落过程。龙卷风是一种强烈的、小范围的空气旋涡，通常是在冷空气穿过热空气层迫使热空气急速上升时产生的。其动能主要表现在旋涡的转动及移动，会拔起大树、掀翻车辆、摧毁建筑等，甚至把人、动物卷至空中带往他处。保龄球的球场是用硬质木料铺成的细长水平滑道，在滑道终端设10个瓶形柱，摆成三角形。选手在投掷线上投球撞击瓶柱，按撞倒瓶柱的多少计分。其动能主要表现在球与瓶之间的碰撞，瓶与瓶之间的碰撞。潮汐能是海水周期性涨落运动所具有的能量。在涨潮的过程中，汹涌而来的海水具有很大的动能，而随着海水水位的升高，就把海水的巨大动能转化为势能；在落潮的过程中，海水奔腾而去，水位逐渐降低，势能又转化为动能。钱塘江大潮的动能表现在：海潮倒灌时具有巨大的动能，会把大量泥沙带进河口，掀翻船只，拍打礁石，卷走岸边物体。认识势能1.做小球反弹实验，体验势能。实验目的：探究小球反弹高度与势能的关系。实验材料：米尺、小球（皮球）。实验步骤：(1)把米尺“0”点朝下竖直立在地面上，固定好米尺。(2)选择距离较大的三个点，确认高度。(3)分别从三个高度放开小球，记录小球反弹高度。重复三次，记录并求得平均数。实验现象：从不同高度下落的小球反弹高度不同。下落高度越高，反弹高度越高。实验记录：实验分析：小球从高处释放时，实验者应直接松手，不要给小球一个向下的力。从高处释放一个小球，观察发现小球落地后都向上弹起，说明位于高处的小球“储存”了一种能量，把小球释放后就显现出来了，这就是重力势能。从不同的高度释放同一个小球，小球的反弹高度不同，从越高的位置释放，反弹得越高，说明重力势能与物体的高度有关。实验结论：重力势能与物体的高度有关，物体所处高度越高，势能越大。2.势能。位于高处的物体具有能量，发生形变的物体也具有能量，这是一种“储存”起来的能量，只有在释放后才能显现，这种能量叫作势能。势能分为重力势能、弹性势能、磁场势能等。(1)位于高处的物体具有势能，比如窗台上的花盆、房顶的瓦片、高山上的瀑布等，它们都是由于地球重力的作用而产生的能量，又称重力势能。(2)发生形变的物体也具有势能。像橡皮筋这样的物体，在外力的作用下发生形变，在撤去外力时又会恢复原来的状态，这种性质叫作弹性。手拉橡皮筋时也会感到橡皮筋反抗拉伸的力，这种力叫作弹力。而发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用，也具有势能，这种势能叫作弹性势能。以橡皮筋为例，拉伸的橡皮筋具有弹性，产生弹性势能，当松开手，橡皮筋恢复原状，产生的力称弹力。同一弹性物体在一定范围内形变越大，具有的弹性势能就越大，反之，则越小。比如被压缩的气体、拉开的弓、拉长或压缩了的弹簧都具有弹性势能。思考下列物体的势能分别表现在哪里1.生活中常见的弹性势能。(1)拉长的橡皮筋：拉长的橡皮筋发生形变，具有弹性势能。手受到向内的拉力，松手后橡皮筋恢复原状。(2)准备跳水的跳板运动员：跳板是跳水池边伸出水面之上供跳水用的长板，它利用长板受压弯曲后产生的弹力，将人弹起。准备跳水时的跳板，因产生形变具有弹性势能，运动员跳水后，跳板恢复原状。运动员弹起后向下坠落，具有势能。(3)拉开的弓：弓是由富有弹性的弓臂和柔韧的弓弦构成。当把拉弦张弓过程中积聚的力量在瞬间释放时，便可将扣在弓弦上的箭射向远处的目标。一把拉开的弓，弓臂和弓弦都发生了弹性形变，有恢复原状的趋势，具有弹性势能。手受到向内的拉力松开持箭的手后箭会射出去，同时弓恢复原状。(4)压缩的弹簧：弹簧受力形状发生改变，偏离其平衡位置成了它储存弹性势能的方式。任何物质在发生弹性形变的时候，都会拥有自发恢复到其原有形状的趋势，并通过这种趋势储存弹性势能。手受到向外的推力，松手后弹簧恢复原状。2.机械能。机械能是指机械运动具有的能，包括动能和势能（包括重力势能、弹性势能等），它们是能量的两种基本形式。机械运动是指物体之间或物体中各点之间相对位置改变的运动，是物体最简单、最基本的运动形式，如机械运转、车辆行驶等。决定动能的是质量与速度；决定重力势能的是质量和高度；决定弹性势能的是劲度系数与形变量。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。设计意图： 通过实验和生活中的一系列事例，逐步让学生感知、理解、接受势能的概念。课堂总结本课通过观察并分析风筝飞行、动车组列车运行、热气球升空、吉他弹唱、踢足球等生活事例，了解关于能量的概念，引出能量的描述性定义，知道能量能够使物体工作或运动；通过做撞棋游戏，体验运动的物体具有动能，并交流泥石流、龙卷风、滚动的保龄球、钱塘江大潮等现象中