2017苏科版物理九年级第12章《机械能和内能》导学案

《机械能和内能》导学案一、教学内容：苏科版物理九年级第12章《机械能和内能》。本章主要内容包括：动能、势能的概念及其影响因素；机械能的守恒；内能的概念、改变内能的方式以及热机的工作原理。二、教学目标：1.理解动能、势能的概念及其影响因素，能运用动能、势能的概念解释生活中的一些现象。2.掌握机械能守恒的条件，并能运用机械能守恒定律解决实际问题。3.理解内能的概念，掌握改变内能的两种方式，并能运用内能的概念解释生活中的现象。4.了解热机的工作原理，能结合实例分析热机的效率。三、教学难点与重点：重点：动能、势能的概念及其影响因素，机械能守恒定律，内能的概念及改变内能的方式，热机的工作原理。难点：机械能守恒定律在实际问题中的应用，内能与机械能的转化，热机效率的计算。四、教具与学具准备：教具：投影片、模型、实验器材。学具：笔记本、笔、计算器。五、教学过程：1.实践情景引入：通过展示跳伞运动员跳伞降落的视频，引导学生关注运动员在下落过程中的速度、高度以及感受到的重力。2.知识讲解：（1）动能：讲解动能的概念，指出动能与质量和速度的关系。（2）势能：讲解势能的概念，指出势能与质量和高度的关系。（3）机械能守恒：讲解机械能守恒的条件，引导学生理解机械能守恒定律。（4）内能：讲解内能的概念，指出改变内能的两种方式：做功和热传递。（5）热机：讲解热机的工作原理，引导学生理解热机效率的概念。3.例题讲解：讲解一道关于动能、势能转化的例题，引导学生运用所学知识解决问题。4.随堂练习：布置几道有关动能、势能、机械能守恒、内能和热机的练习题，让学生即时巩固所学知识。5.课堂小结：六、板书设计：板书内容主要包括动能、势能的概念及其影响因素，机械能守恒定律，内能的概念及改变内能的方式，热机的工作原理。七、作业设计：（1）投掷物体时，为什么抛得越高，物体落地时的速度越大？（2）为什么在滑梯上下滑时，会感到身体发热？2.计算题：一个物体从高度h1处自由下落，落地后反弹到高度h2，求物体的动能和势能的变化量。八、课后反思及拓展延伸：1.反思本节课的教学效果，针对学生的掌握情况，调整教学策略。2.拓展延伸：研究一下热机的效率与哪些因素有关，如何提高热机的效率。3.布置下一节课的内容：能量的转化与守恒。文档2017苏科版物理九年级第12章《机械能和内能》导学案一、教学内容：1.机械能的概念、分类（动能、势能、机械能）及计算。2.内能的概念、影响因素（温度、质量、状态）及计算。3.机械能与内能的相互转化，如摩擦生热、压缩气体等。4.能量守恒定律的实验探究和应用。二、教学目标：1.理解机械能和内能的概念、分类及计算方法。2.掌握机械能与内能的相互转化原理，认识能量守恒定律。3.培养学生的实验操作能力、观察分析能力及解决问题的能力。三、教学难点与重点：1.教学难点：机械能与内能的相互转化及其计算，能量守恒定律的理解与应用。2.教学重点：机械能和内能的概念、分类，相互转化原理及能量守恒定律。四、教具与学具准备：1.教具：多媒体设备、实验器材（如滑轮组、小车、弹簧等）。2.学具：教材、导学案、笔记本、作图工具等。五、教学过程：1.实践情景引入：通过展示一个滑轮组提升重物的视频，引导学生思考滑轮组提升重物过程中能量的变化。2.知识讲解：（1）讲解机械能的概念、分类及计算方法，如动能、势能、机械能的计算公式。（2）讲解内能的概念、影响因素及计算方法，如温度、质量、状态与内能的关系。（3）讲解机械能与内能的相互转化原理，如摩擦生热、压缩气体等。（4）讲解能量守恒定律的实验探究和应用。3.例题讲解：分析并解答教材中的典型例题，如机械能与内能的转化问题、能量守恒定律的应用等。4.随堂练习：让学生运用所学知识解决实际问题，如填写能量转化的过程、计算机械能和内能等。5.小组讨论：分组讨论能量守恒定律在生活中的应用，分享讨论成果。六、板书设计：板书内容主要包括本章的主题、概念、公式及能量守恒定律等关键知识点。七、作业设计：1.请用所学知识解释下列现象：（1）滑轮组提升重物过程中能量的变化。（2）摩擦生热现象。2.计算下列问题的答案：（1）一个质量为2kg的小车以10m/s的速度行驶，求其动能。（2）一个压缩量为0.1m的弹簧，求其弹性势能。八、课后反思及拓展延伸：2.拓展延伸：探讨机械能和内能在现代科技中的应用，如新能源开发、节能减排等。重点和难点解析：我们来详细解析一下机械能和内能的相互转化及其计算。机械能和内能的相互转化是指在一定条件下，机械能可以转化为内能，同样地，内能也可以转化为机械能。这种转化过程在自然界和人类社会中无处不在，例如摩擦生热、压缩气体等现象都是机械能和内能转化的例子。机械能的计算公式为：机械能=动能+势能。其中，动能是指物体由于运动而具有的能量，其计算公式为：动能=1/2mv^2，其中m为物体的质量，v为物体的速度。势能是指物体由于位置或状态而具有的能量，其计算公式为：势能=mgh，其中m为物体的质量，g为重力加速度，h为物体的高度。内能的计算公式为：内能=3/2nRT，其中n为气体的物质的量，R为理想气体常数，T为气体的绝对温度。需要注意的是，内能的计算只适用于理想气体，对于其他状态的物质，内能的计算需要采用其他方法。能量守恒定律的实验探究可以通过转换法来进行。转换法是指通过观察和测量系统中能量的转化过程，来验证能量守恒定律的正确性。例如，我们可以通过观察滑轮组提升重物的实验，来验证能量守恒定律。在这个过程中，我们可以测量重物的重力势能的增加量，以及滑轮组所做的功，通过比较这两个数值，可以发现它们是相等的，从而验证能量守恒定律的正确性。在教学过程中，我们需要特别强调机械能和内能的相互转化原理及能量守恒定律，因为这些都是物理学中的基本概念和原理，对于学生理解自然界中的能量转化过程具有重要意义。同时，我们还需要通过举例和实验等方式，帮助学生更好地理解和掌握这些知识点。重点和难点解析：内能的概念及改变内能的方式在教学过程中，内能的概念及改变内能的方式是本章的重点和难点。我们需要明确内能的概念，然后引导学生理解内能与机械能的区别，讲解改变内能的两种方式：做功和热传递。一、内能的概念：内能是指物体内部所有分子由于热运动而具有的动能和分子之间势能的总和。内能是一个微观概念，它是物体内部粒子运动的能量表现。内能与物体的温度有关，温度越高，物体内部分子运动越剧烈，内能越大。二、内能与机械能的区别：1.内涵不同：内能是物体内部粒子运动的能量，是一种微观现象；机械能是物体由于位置和速度而具有的能量，是一种宏观现象。2.能量形式不同：内能包括分子的动能和分子之间的势能；机械能包括物体的动能和势能。3.变化原因不同：内能的变化主要由分子运动引起，与物体宏观运动无关；机械能的变化主要由物体位置和速度的变化引起，与物体内部分子运动无关。三、改变内能的方式：1.做功：做功是指外力对物体做功，使物体内部分子运动发生变化，从而改变物体的内能。做功可以分为两类：一类是摩擦生热，即摩擦力对物体做功，使物体温度升高，内能增加；另一类是压缩气体做功，即外界对气体做功，使气体温度升高，内能增加。2.热传递：热传递是指热量从高温区域传递到低温区域，使物体内部分子运动发生变化，从而改变物体的内能。热传递可以通过导热、对流和辐射三种方式进行。四、重点和难点讲解：1.内能的概念：为了帮助学生理解内能的概念，可以借助分子模型和动画演示，让学生直观地感受物体内部分子的运动和能量。2.内能与机械能的区别：通过举例说明，如冰块在阳光下的融化过程，让学生理解内能与机械能的区别。3.改变内能的方式：通过实验和实例，让学生观察和理解做功和热传递对内能的影响。例如，摩擦生热实验和热水瓶保温实验。4.内能的计算：讲解内能的计算方法，如理想气体状态方程，以及如何运用内能的概念解决实际问题。本节课程教学技巧和窍门1.语言语调：使用生动、形象的语言描述内能的概念和分子运动，语调要富有变化，引起学生的兴趣。在讲解做功和热传递时，可以通过对比、夸张等方式，强调两种方式对内能影响的差异。2.时间分配：合理分配课堂时间，确保每个环节都有足够的时长。在讲解内能的概念时，可以稍作详细，因为这是理解后续内容的基础。在讲解做功和热传递时，可以适当简化，避免学生产生疲劳。3.课堂提问：适时提问，引导学生思考。在讲解内能的概念时，可以提问：“你们认为内能与什么有关？”在讲解做功和热传递时，可以提问：“这两种方式在实际生活中有哪些应用？”通过提问，激发学生的学习兴趣和主动思考的能力。4.情景导入：以实际生活中的例子导入新课，如冰块在阳光下的融化过程，让学生从直观上理解内能的概念。在讲解做功和热传递时，可以分别引入摩擦生热实验和热水瓶保温实验，让学生通过实验观察和理解两种方式对内能的影响。5.教学辅助工具：运用多媒体课件、模型等教学辅助工具，帮助学生形象地理解内能的概念和分子运动。在讲解做功和热传递时，可以使用动画演示两种方式的过程，让学生更直观地感受。继续：我们需要明确的是，机械能和内能的相互转化不仅仅是一个理论上的概念，它在我们的日常生活中有着广泛的应用。例如，当我们使用汽车、电梯、飞机等交通工具时，我们实际上是在利用机械能和内能的转化来完成各种任务。因此，在教学过程中，我们应该尽可能地将这些抽象的概念与学生的实际生活联系起来，让他们能够直观地感受到这些概念的实际意义。为了达到这个目的，我们可以设计一些与生活密切相关的例题，让学生通过解答这些例题来巩固和深化对机械能和内能转化的理解。例如，我们可以让学生计算一辆行驶中的汽车的动能和势能，或者分析一个正在下落的苹果其机械能的变化情况。通过这样的练习，学生不仅能够更好地理解机械能和内能的概念，还能够提高他们解决实际问题的能力。能量守恒定律也是物理学中的一个核心原理，它在解释和预测自然界中的各种现象中起着至关重要的作用。在教学过程中，我们应该让学生明白，能量守恒定律是自然界中一种普遍存在的现象，它不仅适用于简单的机械系统，还适用于复杂的生物系统、化学系统乃至整个宇宙。为了帮助学生更好地理解和掌握能量守恒定律，我们可以通过一些实验和实践活动来让学生亲身体验和观察能量的转化过程。例如，我们可以让学生进行一个简单的蜡烛燃烧实验，通过观察蜡烛燃烧过程中热能和光能的释放，让学生直观地感受到能量的转化。或者，我们可以让学生参与一个水的沸腾实验，通过测量水在沸腾过程中温度和能量的变化，让学生亲自验证能量守恒定律。在教学过程中，我们还应该注意到，机械能和内能的相互转化以及能量守恒定律的理解和应用，对于学生来说可能存在一定的困难。因此，我们需要在教学中采取一些有效的策略来帮助学生克服这些困难。例如，我们可以通过使用多媒体教学工具，如动画和视频，来直观地展示能量的