《动能和势能》重难点突破

《动能和势能》重难点突破

一、教学内容分析

能量的概念是物理学的基本概念，也是重要概念。本节教材，是初中学生对能量第一次做初浅的认识。先介绍了怎样判断物体具有能量，接着讲了动能的概念、决定动能大小的因素，重力势能的概念、决定重力势能大小的因素，弹性势能的概念、决定弹性势能大小的因素。

功和能有密切联系，功是能量变化的量度，做功的过程是能量转移或转化的过程。本节介绍了常见的动能和势能，既密切联系前面所学过的运动、重力、弹力等知识，还注意引导学生观察生产、生活中的能量现象。动能和势能是后面学习其他各种形式的能以及能量转化和守恒定律的基础。本节内容由“动能”和“势能”两部分构成。其中，动能、重力势能和弹性势能概念的引入均以能做功的物体具有能量的思想为基础。教科书先简单介绍功和能的关系，然后通过大量实例让学生感受到动能、势能的存在。影响动能和势能大小的因素是本节教学的重点，也是难点。其中涉及测量量的转换问题。教科书安排了相应的实验，让学生通过观察实验认识动能的大小与什么因素有关。这个实验是进一步认识势能的基础，可以引导学生利用身边的器材设计实验，加强他们的实践体验。

二、重难点突破

1．动能

突破建议：

用学生自主学习的方法，让学生列举运动物体能做功的现象，并分析这些不同事物的相同点，进而得出运动的物体具有的能量是动能的结论。进一步用实验探究动能大小的决定因素，并进而用学到的知识，即动能定义、动能大小的决定因素来分析和解释生产和生活中的现象。

动能概念的引入以能做功的物体具有能量的思想为基础，通过列举生活中的实例，让学生感知这些物体能够对外做功的共同原因，即运动的物体能够对外做功，静止的物体则不能，由此说明运动的物体具有能量。

影响动能大小的因素是本节教学的重点，也是难点。关键是设计实验时注意科学研究的运用，要让学生通过实验进一步体会转换法和控制变量法的具体应用。物体具有动能的大小是无法直接“看出”的。我们可以利用能量与做功的关系，把物体具有能量的大小转换为它能够对外做功的大小反应出来。即把运动的小车具有的动能大小用小车把木块推的距离来反映，木块被推的距离越远，表明小车具有的动能越大，这就用到了转换法。

物体具有动能的大小可能与物体的质量和速度都有关系。具体关系怎样呢，就需要通过实验进行研究。怎样研究呢？让质量和速度同时改变，看动能怎样变，如何？这样我们仍然看不出动能与质量和速度的关系。最科学的方法是：要研究动能跟质量的关系，就要改变质量，同时控制速度不变；要研究动能跟速度的关系，就要改变速度，同时控制质量不变。以上两个关系研究好了，动能与质量、速度的关系也就出来了，这里就应用了控制变量法。

还有两个问题让学生想清楚：如何控制物体的速度不变？这里最科学的方法是：使物体从同一斜面的同一高度滚下，则到达斜面底端时速度大小相同。如何改变物体的速度：使物体从同一斜面的不同高度滚下（或改变斜面的倾斜角度）。

用动能知识来分析和解释生产和生活中的现象时，注意引导学生从质量和速度两个方面去思考。比较动能大小时，对于不同的物体来说，要同时比较它们的速度和质量。如果速度相同，质量大的物体动能大；如果质量相同，速度大的物体动能大。而对于同一个物体（质量不变），只需要比较其速度大小即可。判断一个物体的动能是否发生变化或发生了怎样的变化，首先确定速度或质量这两个因素中哪一个因素是不变的，然后根据另一个因素的变化情况来判断物体动能的变化情况。

2．重力势能

突破建议：

重力势能概念的引入方式与动能相同，即以能做功的物体具有能量的思想为基础，通过列举生活中的实例，让学生感知位于高处的物体下落时能够对外做功，表明这个物体具有能量。由于实际看到的下落物体做功都表现为有速度的物体的做功，所以在建立重力势能概念时，要强化能够做功的物体就有能量。

影响重力势能能大小的因素也是本节教学的重点，关键依然是设计实验时注意转换法和控制变量法的具体应用。如果采用装有细沙的盒子、小桌、砝码、木块等器材进行实验，要判断重力势能的大小，就要看物体对小桌做功的大小，即小桌陷入沙中的深度。根据控制变量法，若要研究重力势能大小与质量的关系，就要保持物体质量不变，改变物体被举的高度。若要研究重力势能大小与高度的关系，就要保持物体高度不变，改变物体质量。教学中有必要说明物体位于高处是一种相对的说法。

由于重力势能的大小与质量和高度两个因素有关，用重力势能知识来分析和解释生产和生活中的现象时，也要注意引导学生从质量和高度两个方面去思考。

3．弹性势能

突破建议：

重力势能概念的引入同样是以能做功的物体具有能量的思想为基础，通过列举生活中的实例，让学生感受到发生弹性形变的物体在恢复形变时能够对外做功，由此可以说这个物体具有能量。对于物体的弹性势能的大小跟形变大小的关系，应该力求通过实例或设计实验，让学生体会并归纳。