四、动能和势能教学设计及教案分析

15.4 动能和势能

广东省江门市鹤山市第三中学 苏荣华

一、教学目标

（一）知识与技能

1．能通过实例从做功的角度描述能量。能说出能量与做功的关系。记住能的单位。

2．能利用实例或实验初步认识动能。势能的概念，并能运用其解释相关的现象。

3．能通过实验探究，了解动能。势能的大小跟哪些因素有关。

（二）过程与方法

1．通过观察认识动能势能的存在，通过归纳概括得到动能势能的概念。

2．在了解动能。势能的大小跟哪些因素有关的活动中，学会用科学探究的方法研究物理问题。

（三）情感态度与价值观

1．具有从能量的角度分析物理问题的意识。

2．通过科学探究，使学生经历基本的科学探究过程，学习科学探究方法，发展初步的科学探究能力，形成尊重事实。探索真理的科学态度。

二、教学重难点

教学重点：影响动能和势能大小的因素。

教学难点：影响动能和势能大小的因素。

三、教学策略

在学生学过的功的知识的基础上，直接引入了能量的初步概念，不追求严密性。接着列举了风。流水等能够做功，使学生对“运动物体具有能量”形成具体印象，为讲“水能和风能的利用”埋下伏笔。用实验说明“动能的大小跟速度。质量的关系”，培养学生的观察分析能力。势能的教学也是采用同样的方法。

四、教学资源准备

多媒体课件。木块。弹簧。橡皮筋。斜槽。不同质量的钢球。玻璃球等。

五、教学过程

导入新课

当一个力作用在物体上，物体在这个力的作用下，沿力的方向上通过了一段距离，这个力的作用有了成效，就说这个力做了功。

演示：用手推动木块，使木块运动一段距离。在此过程中，手的推力是否做了功？

出示多媒体图片，下列物体有没有能量？

引入能量的概念：一个物体能够做功，我们就说它具有能量。可见物理学中，能量和功- 1 -

有着密切的联系，能量反映了物体做功的本领。

新课教学

一、动能

刚才的实验中钢球撞击木块能够做功，若将钢球静止停靠在木块一侧，钢球还能够对木块能够做功吗？(边讲边演示)。

让学生认识到只有运动的钢球才能推动木块做功。

总结出动能概念：物体由于运动而能够做功，它们具有的能量叫做动能。

引导学生广泛地列举事例，说明运动的空气。水和各种物体都能够做功，而具有动能。概括出“一切运动的物体都具有动能”。

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？现在我们要利用桌上的斜面。小球。木块来探究动能的大小与物体的质量。运动的速度有怎样的关系。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？

（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？

（3）研究动能与质量关系时，应该改变哪一个物理量？应该让哪一个物理量不改变？如何控制质量不同的小球撞击物体时的速度相同？

（4）研究动能与速度关系时，应该改变哪一个物理量？应该让哪一个物理量不改变？如何控制质量相同的小球撞击物体的速度不同？

（5）设计出实验步骤，并进行实验。

让学生分组实验后得出结论：质量相同时，速度越大的物体具有的动能越大；速度相同时，质量越大的物体具有的动能越大；物体的动能与物体的速度和质量有关，速度越大，质量越大，物体具有的动能就越大。

几个要说明的问题：

（1）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）采用控制变量法和转换法

（3）应该使质量不同，让速度相同。使小球分别从斜面的同一高度由静止滚下，就能使小球撞击物体时的速度相同。

（4）应该使质量相同，让速度不同。取同一个小球从斜面的不同高度滚下。就能使小球撞击物体时的速度不同。

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二、重力势能

演示：木块静止放在水平桌面上，问：木块受到重力，重力对木块做功吗？怎样才能使重力对木块做功？

让学生认识到物体被举高而具有能量，这种能量与重力有关，物理学叫做重力势能。

思考：木块和铅球都被举高，它们具有的重力势能相同吗？

在此基础上，让学生思考：

（1）重力势能可能与什么因素有关？

（2）实验时如何比较重力势能的大小？

（3）你应该采用什么实验方法来探究？

（4）设计出实验步骤，并进行实验。

学生实验后得出结论：物体被举的高度相同时，质量越大的物体具有的重力势能越大；质量相同时，举得越高的物体具有的重力势能越大；物体的重力势能与物体的被举的高度和质量有关，被举的高度越大，质量越大，物体具有的动能就越大。

三、弹性势能

（教师边演示，边讲授）一个弹簧，把一个砝码放在弹簧上的小木板上，用力将弹簧压缩，使其发生弹性形变。此时，弹簧静止，没有动能。弹簧也没有被举高，也没有重力势能。可是大家想象，弹簧能不能做功？

总结：被压缩的弹簧也具有能。这种能区别于动能和重力势能，它是物体由于发生了弹性形变而具有的能。所以，发生弹性形变的物体具有的能叫弹性势能。

物体在很多情况下都具有弹性势能。射箭用的弓被拉满时产生弹性形变，具有弹性势能。钟表的发条在卷紧时具有弹性势能，通过做功来带动钟表机件正常转动。

让学生表演用橡皮筋弹射纸弹的游戏。用不同的力使橡皮筋形变程度不同，观察纸弹弹射的距离有何不同？

指出：物体的弹性势能的大小跟形变大小有关，弹性形变越大，它具有的弹性势能越大。

重力势能和弹性势能都叫做势能。

课堂小结：（以下板书）

1.物体由于运动而具有的能量，叫做动能。

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，它的动能越大。

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2.物体被举高就具有重力势能。发生弹性形变的物体具有能量，这就是弹性势能。

物体的质量越大，举得越高，它具有的重力势能就越大。物体弹性形变的程度越大，弹性势能就越大。

布置作业：

1.书本作业：“学习辅导”第十五章第四节

2.课本作业：P117：“动手动脑学物理”1.2.3.4.

动手动脑学物理

1．馒头下落时，与火车具有相同的速度，具有一定动能，所以馒头能把人砸伤。

2．从小资料可以看出：行走的牛等，尽管质量很大，但速度较慢，动能并不大；飞行的子弹等，尽管质量不大，但速度很大，动能也很大。看起来速度对动能的影响比质量对动能的影响要大。

3．不能。因为势能的大小不仅与高度有关，还与质量有关，这里没有给出质量，所以不能这样简单地得出结论。

4．人把夯举高使夯具有重力势能，下落时夯的速度越来越大，势能转化为动能，落地时动能又转化成内能等其他形式的能。

5．略。

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