动能和势能教案

第3节动能和势能

【教学目标】

一、知识与技能

1.理解动能和势能的基本概念，并能识别具有动能和势能物体的事例.

2. 理解动能、势能的大小跟什么因素有关.

二、过程与方法

1.熟练掌握分类法、控制变量法等具体的研究方法.

2.通过参与科学探究活动，培养初步的科学探究能力.

三、情感、态度与价值观

1.使学生通过知识的探索过程形成研究探索的意识和敢于创新的精神.

2.在与小组成员一起探索的过程中，养成与人共处、协作学习的好习惯.

【教学重点】

动能和势能的概念；动能和势能的大小与哪些因素有关.

【教学难点】探究动能和势能的影响因素.

【教具准备】斜面（光滑的长木板）、钢球（大、小钢球各一个）、木块、刻度尺、多媒体课件等.

【教学课时】1课时

【巩固复习】

教师引导学生复习上一节有关功率的知识，并讲解学生所做的课后作业（教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.

【新课引入】

教师演示实验，请同学们认真观察，并思考：小球对木块做功了吗？

实验操作：让一个小球沿桌面滚动，撞击木块，使木块移动了一段距离.

生：做了功.

师小球能够对外做功，它有能量吗？

生：（齐声回答）当然有能量.

师运动的物体有什么能量?有什么特点？这正是我们今天要研究的问题.

【进行新课】

能量

师一个物体能够对外做功表示这个物体具有能量，简称能，能量的单位与功的单位相同，也是焦耳（J）.下面请大家说说生活中都有哪些种类的能量？

生1：生活中常见的能量有电能、太阳能、风能、水能、热能等.

生2：我所知道的还有化学能、核能.

师很好，生活中能量无处不在，人们就是利用能量来做功的，下面我们一起来分析生活中一些常见事例中的能量.（教师用多媒体展示动能、势能的事例）事例：①汹涌的洪水冲击泥石流前行；

②树枝上的苹果；

③拧紧发条的玩具车；

④提起在高处的打桩机重锤；

⑤被射箭运动员用力拉弯的弓；

⑥行驶的汽车.

师上面的这些物体都具有能量，请大家分析、讨论并提出分类的方案，说出你的依据.（提示学生从运动和静止的角度分）

生：（讨论中）方法一：从运动和静止的角度分：

方法二：从自然和人为的角度分：

师很好，同学们从方法一分类中，发现一些物体运动时具有能量，另外一些物体尽管静止，但也储存了能量，下面我们就一起来认识动能和势能.（引出动能和势能）

教师引导学生说说生活中哪些物体具有动能.

生：正在行驶的汽车具有动能，空中飞行的鸟具有动能.

师请同学们思考在②③④⑤中的物体中，它们有些物体尽管静止，但也储

存了能量，它们是如何获得能量的？

学生很快发现②与④有一定的高度；③与⑤发生了形变.

教师点评：在地球表面附近与高度相关的能称为重力势能，发生弹性形变而具有的能称为弹性势能.

探究动能的大小与哪些因素有关

师同学们平时观察注意到，在发生交通事故时，汽车高速行驶和低速行驶撞上障碍物时的破坏程度是不同的.下面我们就通过实验来探究动能的大小与哪些因素有关.（提示：可仿照教材P67《实验》进行探究）

师这是个带槽的木板，我们把钢球放到斜面上令其滚下，到达平面上打击一个小木块，推动木块做功，根据木块被推动的距离远近来判断钢球具有的动能大小.（注意控制变量法的应用）

教师演示实验一，学生仔细观察实验.

步骤一：教师使小钢球从某一高度由静止开始滚下.（注意木块被推的距离）步骤二：教师换一个质量大的钢球，从同一位置由静止开始滚下，到达水平面上时和刚才的小钢球具有同样的速度，再观察木块被推动的距离.（很显然，第二次木块被推的距离比第一次远得多.说明大钢球做的功多，也就是大钢球具有的动能大.）

教师提问：这个实验说明了什么？

生：这个实验说明了物体的动能大小跟它的质量有关.速度相同时，质量越大，动能越大.

教师用同一个钢球演示实验二，学生仔细观察实验.

步骤一：教师让钢球从比较低的位置由静止开始滚下.(注意木块被推的距离) 步骤二：教师让钢球从比较高的位置滚下来，到达水平面上时具有更大的速度，木块被推得更远.

教师提问：这个实验说明了什么？

生：这个实验说明了物体的动能大小跟它的速度有关.同一个物体速度越大，

动能越大.教师鼓励学生的回答，并进行总结和板书.

板书：动能的大小与物体的速度、质量有关.质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大.

师好，下面请大家阅读教材P68页的《想想议议》,想想为什么？

生：因为大型客车、载货汽车的质量要比小型轿车质量大，因此，若速度相同时，大型客车、载货汽车具有的动能大，一旦出现交通事故，做功多，破坏程度大些.所以，为了安全起见，必须将大型客车、载货汽车的速度限制得低些.

探究势能的大小与哪些因素有关

师重力势能的大小与什么因素有关呢？请大家设计实验探究.

学生分组进行实验探究，教师巡视指导.

提示：可以借用钢球对物体做功，做功越多，表明钢球的重力势能越大.有的同学想到用钢球下落砸击沙面陷入的深度来体现.学生还可以利用身边文具进行实验.（例如，有学生想到利用举高的橡皮下落时破坏物体的程度大小来体现）.

教师要求各小组派一位代表，叙述自己探究的结果，进行全班交流.

板书：重力势能的大小与物体所处的高度、重力有关，物体高度越大，重力越大，它具有的重力势能越大.

例题1 请同学们思考，生活中遇到这种情景时，你心里有何感觉？为什么？

（1）处在陡峭的悬崖上摇摇欲坠的大石头，当你从它的下方经过时；

（2）静止在地面上的大石头，当你从旁边经过时.

生作答，师点评.

答案:(1)处在陡峭的悬崖上的大石头有高度,有重力势能(能量),当人从它的下方经过时,会感到害怕.

(2)静止在地面上的石头,没有动能和重力势能,当人从它的旁边经过时不会害怕.

师举例请大家分析，一个沿竖直方向匀速上升的气球，它的动能、势能将如何变化？

生作答.师引导学生分析气球的质量、速度和高度的变化，从而得出动能和重力势能的变化.

例题 2 一架飞机在灾区上方水平匀速飞行，并不断向灾区空投救灾物资，则飞机在这个过程中，动能、势能又如何变化呢？