四、动能和势能教学设计及教案分析

1、

能量

师：我们先看一段视频

播放台风实验，引出能量

师：台风为什么会有如此大的威力呢？

生：因为台风能量大

师：生活中我们知道很多种能量，比如太阳能，水能等，那什么是能量呢？大家看一下课本67页能量的定义

引出一个物体能够对外做功，我们就说它具有能量。

师：台风对汽车，大树做了功，所以台风具有能量，湍急的水流对水车做了功，所以湍急的水流具有能量，拉开的弹弓对弹丸做了功，所以拉开的弹弓具有能量。

能量是物体储蓄胡对外做功的本领，所以能量的单位和功的单位

生：相同，是焦耳

2、

动能

师：请同学们拿起桌上的纸筒，利用桌上的器材探究有几种方法能使纸盒移动一段距离，这段距离也可以是水平方向、竖直方向或其他方向。

[同学交流]：用口吹、用滚动的球撞、用弹簧压缩后顶、用橡皮筋拉开后弹、或举高后落下、或沿斜面滑下。

[启发归纳]：用口吹、用滚动的球撞，这两种方法有什么共同的特征？

（答：推动纸盒的物体都在运动）

[得出概念]：物体由于运动而具有的能叫动能。

[提出问题]师：狂风能撼动大树，而微风只能摇动树叶，说明动能有大有小，你能猜想一下动能的大小可能与什么因素有关？

[学生猜想]：启发同学得出，动能的大小可能与物体的质量、运动的速度有关。

[引导学生设计实验]：现在我们要利用桌上的斜面、小球、小方块来探究动能的大小是否与物体的质量、运动的速度有关。实验前，我们先思考几个问题：

（1）

实验时如何比较动能的大小

（答：使小球从斜面滑下，撞击平面上的物块，被撞物块的运动距离越长，运动小球所具有的动能就越大。）

（2）

动能的大小可能与两个或两个以上的因素有关，在实验中应如何具体操作？

（答：采用控制变量法。）

（3）

如何控制质量不同的小球撞击物体时的速度相同？

（答：使它们分别从斜面的同一高度滚下。）

（4）

如何控制质量相同的小球撞击物体的速度不同？

（答：取同一个小球从斜面的不同高度滚下。）

[动手探究]：学生设计并实验后得出结论

动能与物体速度的关系

次数

项目

A球的高度

1 2 3

B滑动的距离

动能与物体质量的关系

相同高度（h）

相同高度（h）

[交流结论]：1、质量相同时，速度_____的物体具有的动能_____; 2、速度相同时，质量_____的物体具有的动能_____; 3、物体的动能与物体的_____和_____有关，_____越大，_____越大，物体具有的动能就越大

3、

重力势能 师：动能是能量的一种，那么能量是不是还有其他形式呢？下面我们来找一找这两种方法（举高后落下、或沿斜面滑下）有什么共同的特征？

（答：做功的物体被举高。）

师：说明物体被举高后也具有能量

[得出概念]：物体由于被举高而具有的能叫重力势能。

师：[引导思考]：刚才同学举高的是一个纸盒，你能否想象如果举高的是一个铅球，落下后砸到脚上会有什么后果？

（答：一定很痛。或一定会受伤。）

师：说明重力势能也是有大有小的，

[小组讨论]：同学们请想一想：重力势能可能与什么因素有关？

（2）你应该采用什么实验方法来探究？

（3）你应该分几部来进行实验探究。

实验器材：刻度尺、木球、铁球、金属盒、沙子

[动手探究]：学生设计并实验后得出结论。

势能与物体高度的关系

同一铁球

铁球高度

铁球落入沙中的深浅程度

势能与物体质量的关系

高度

5cm 10cm

20cm

铁球落入沙中的深浅

木球落入沙中的深浅

5cm

10cm

20cm

铁球A撞击B的距离

铁球C撞击B的距离

[交流结论]：1、物体被举的高度相同时，质量_____的物体具有的重力势能_____; 2、质量相同时，举得_____的物体具有的重力势能_____; 3、物体的重力势能与物体的_____和_____有关，_____越大，_____越大，物体具有的重力就越大。

4、弹性势能

师：[启发归纳]：刚才我们探究使纸盒移动一段距离的实验中，还有这两种方法（弹簧压缩后顶、用橡皮筋拉开后弹）没有总结，大家总结一下这两种方法有什么共性？

（答：推动纸盒的物体都发生了弹性形变。）

[得出概念]：物体由于发生弹性形变而具有的能叫弹性势能。

[动手做做]：请同学把橡皮筋套在手掌上，拉开橡皮筋后放手，使橡皮筋弹在手掌上。

[引导学生得出结论]：教师问轻轻弹的学生：为什么你只拉开一点点而不拉得更开些弹？

（答：怕痛。）

拉得越开的橡皮筋弹在手上就越痛，说明弹性势能的大小与什么因素有关？

（答：与弹性形变的程度有关）

[得出结论]：弹性势能的大小与弹性形变的程度有关，弹性形变的程度越大，物体的弹性势能就越大。

[投影图片]：张开的弓

5、知识小结

[教师分析]：重力势能和弹性势能统称势能。

与其他形式的能一样，动能和势能的单位也是焦耳，符号是J。

[学生归纳]：这节课我们学了：

（1）能量：物体能够对外做功就具有能量。

（2）动能和势能，势能又分为重力势能和弹性势能。

（3）动能的大小与物体的质量和速度有关，物体的质量越大，速度越大，其具有的动能就越大。

（4）重力势能的大小与物体的质量和被举高的高度有关，物体的质量越大，被举得越高，其具有的重力势能就越大。

（5）弹性势能的大小与物体发生弹性形变的程度有关，物体发生弹性形变的程度越大，其具有的弹性势能就越大。