认识动能和势能-教案

南塗中学九年级物理教案

13.4认识动能和势能（第一课时）

教学目标

1.知识与技能

⑴知道什么是动能、重力势能、弹性势能、机械能。

⑵知道动能、重力势能、弹性势能分别与哪些因素有关，

2.过程与方法

⑶通过描述所观察各种能量现象的主要特征，培养学生的观察能力和分析概括能力。

⑷通过探究动能和势能分别跟哪些因素有关，学习运用控制变量研究问题的方法，进一步加强科学方法教育。

3.情感态度与价值观

⑸通过探究实验和合作学习，培养学生严谨的科学态度、敢于探索创新的科学精神及交流合作的团队意识。

教学重点与难点

重点：动能和势能的概念；探究影响动能的因素．

难点：势能的概念

教学课时：1时

教学过程：

一、导入新课

老师讲述故事，提示学生思考相关的问题。

（1）《小子弹和大石头》：抗日战争期间，一天，日军进攻我军，火力很猛，我军的子弹快要打光了。“准备大石头，节约子弹！”我军连长发出了命令。战士们立即利用战斗间隙，把一块块石头搬到战壕前沿。“敌人进攻了，滚石头！”连长又发出了命令。战士们用力向下一推，几百块巨大的石头从山头滚下，犹如发生了山崩，砸得日军死的死，伤的伤，龟缩到山脚下面去了。滚下的石头为什么具有这么大的杀伤力？

（2）一铁路职工“中弹”昏倒：一乘客从疾驰的火车里扔下一个小小的馒头，正好砸在一位在铁路边值班的工人的头上，这位工人当即昏倒。为什么小小的馒头能把人砸伤？学完这节课大家自然会明白。

二、进行新课

1.什么是能

让学生仔细观察教材上的图13-19，讨论分析：

（1）做功的两个必要因素是什么？

（2）这些物体是否能够做功？你判断的依据是什么？

（3）从功的角度来看，这些图片有什么共同特点？

在学生回答的基础上，教师给出“能量”的定义。再引导学生列举一些生活和自然界中物体做功事例，让学生正确认识、感悟“能量——物体能够对外做功，就说这个物体具有

能量”。

紧接着引导学生思考下面事例中的问题：四、五级风能够推动帆船“逆水行舟”，八、九级大风可以使大树“前仰后合”，而飓风能把大树连根拔起。

问：哪种风具有的能量最大？（答：飓风。）

问：你怎样判断能的大小？（答：比较它们能够做的功的多少。）

通过学生的回答总结：在物理学中，能量和做功有密切的联系，能量反映了物体做功的本领。一个物体能做的功越多，这个物体的能量就越大。能的单位和功的单位相同，都是焦耳。

2.动能的大小跟哪些因素有关

引导学生仔细观察教材图13-20和13-21针对上述实例，分析思考下列问题。，得出动能的初步概念。

（1）以上这些物体是否具有能量？为什么？（答：具有能量，因为它们都能做功。）（2）它们为什么能够做功？（答：因为它们都是运动的。）

（3）这种形式的能应该怎样命名？能否试着给这种能下一个定义？（答：动能，物体由于运动而具有的能叫做动能。）

在得出定义后，鼓励学生联系实际，列举具有动能的实例。

活动1 探究动能的大小跟哪些因素有关

“活动1”：通过探究实验，引导学生得出动能的大小跟什么因素有关，并渗透控制变量法和转换法的科学研究方法。

进行实验之前，先请学生猜想：动能的大小可能跟哪些因素有关？并说明猜想的依据。

学生经过思考会猜想：（1）动能的大小可能跟物体的速度有关，理由是：用玩具手枪射出去的塑料子弹威力大，而用手扔出去威力小；（2）动能的大小还可能跟物体的质量有关，理由是：在车祸中，电动自行车撞倒行人的后果不太严重，而以相同速度行驶的大卡车撞人的后果严重。

根据实际情况进行分组实验或演示实验。

完成实验后，组织学生讨论以下几个问题：

（1）两次实验中，分别控制哪些因素不变？哪些因素改变？为什么要这样设计实验？（答：第一次实验中，小球的质量没变，在斜面上的高度变了；第二次实验中，在斜面上的高度没变，小球的质量变了；因为有两个因素（速度和质量）会影响动能的大小，所以当研究动能和其中一个的关系时，需要控制另一个因素不变。）

（2）两次实验中，分别让小球从斜面的不同高度或相同高度滚下，目的是什么？（答：使小球滚到水平面上时，具有相同或不同的速度。）

（3）为什么让小球推动纸盒？纸盒被推动距离的远近说明了什么？（答：通过小球对纸盒做功的多少比较它所具有动能的大小；纸盒被推得越远，小球能做的功越多，它所具有的动能越大。）

然后让学生汇报实验现象，总结结论：质量相同时，速度越大的物体能做的功越多，表明它具有的动能越大；速度相同时，质量越大的物体能做的功越多，表明它具有的动能大。

思考“想一想”，目的是：让学生用决定动能大小的因素来分析和解释生产和生活中的现象，深化对动能的认识，培养运用物理知识分析时间问题的能力。答案是：列车和小汽车虽然速度相同，但列车的质量大，所以它具有的动能大，能够做更多的功，故在交通事故中，列车的破坏性更大。

3.势能的大小跟哪些因素有关

问：当我们从建筑工地附近走过时，会看到工地上会有一些安全警示牌，同时你也会特别地小心。你知道安全警示牌的内容吗？（答：“当心落物”、“禁止在起重机动臂下停留”等。）落物和起重机的动臂具有能量吗？为什么？接下来我们学习有关这种能的知识。

引导学生观察图13-25并回答：

（1）被举高的重锤具有能量吗？为什么？（答：重锤具有能量。因为重锤被举高后，能够在下落时把木桩打入地里，对木桩做功。）

（2）变形的撑杆具有能量吗？为什么？（答：变形的撑杆具有能量。因为撑杆发生弹性形变后，能够把运动员弹出一段距离，对运动员做功。）

在学生回答的基础上，教师因势利导给出重力势能和弹性势能的初步定义：物体由于被举高而具有的能叫重力势能。物体由于发生弹性形变而具有的能叫弹性势能。然后引导学生列举生活中重力势能和弹性势能的实例，让学生加深对重力势能和弹性势能的理解。

活动2 探究重力势能的大小跟哪些因素有关

“活动2”：通过探究实验，引导学生得出重力势能的大小跟什么因素有关。

先出示实验所需要的器材，然后通过以下几个问题，引导他们自己设计实验方案：（1）如何利用所给器材，比较重物重力势能的大小？

（2）如何在实验中控制有关的变量？

经过实验探究，学生会发现：

（1）同一个重物从不同的高度落下，重物被举得越高，木桩被打入沙中越深，表明重物做的功越多，重物的重力势能越大。

（2）质量大小不同的重物从同一高度落下，重物质量越大，木桩被打入沙中越深，表明重物做的功越多，重物的重力势能越大。

最后，由学生自己总结实验结论：物体被举得越高，质量越大，它具有的重力势能就越大。

对于弹性势能，可以射箭为例，让学生自己得出：弹性势能的大小跟物体的弹性强弱、形变的大小有关。物体的弹性越强，形变越大，它具有的弹性势能就越大。

重力势能和弹性势能统称为势能。

三、小结

质量

动能（运动）

速度

质量

重力势能（举高）

势能高度

形变大小

弹性势能（弹性形变）

弹性强弱

四、作业

1.完成“自我评价与作业”第3题。

2.完成学案练习