四、动能和势能教学实录与评析

动能和势能

【学习目标】

1．了解能量的概念,通过实例理解动能、势能的概念。

2．通过探究,知道影响动能和势能大小的因素,并能解释简单的现象。

3．能够运用“控制变量法”进行实验设计，养成在实验中认真观察、勤于思考的习惯。

【重点难点】

能量的概念,探究动能和势能大小影响因素分析。

【教具】

斜面 水平木板 质量不同的钢球（2个） 木块

【课时】1课时

【教学过程】

引入：由《新民晚报》的一则馒头砸伤铁路工人的报道提出思考问题：小小的馒头为什么能把人砸伤？

生：阅读课本P67第一、二段文字内容

高举的重锤能把地面砸陷、流动的水能把石头冲走、拉开的弓能把箭弹射出，说明重锤、流水、拉开的弓具有能量，它们有一个共同特点：能够做功。

学习内容一：1.一个物体能够做功，这个物体就具有能量，简称为能，能量的单位是焦耳(与功的单位相同)；能是状态量，功是过程量。

2.一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。

3.物体对外界做功能量减少，外界对物体做功能量增加。

学习内容二：能量的种类

学生将图片中的流水、风、高山上的大石、举高的重锤、压弯的撑杆、拉开的弓进行分类，得出能量的种类

动能：物体由于运动而具有的能量（注：一切运动的物体都具有动能）

势能：重力势能：物体由于被举高而具有的能量（注：参照面不同，相对高度不同，所具有重力势能情况不同）

弹性势能：物体由于弹性形变而具有的能量

练习：下列物体具有什么形式的能：

（1）水平行驶的汽车

（2）正在爬坡的汽车

（3）山顶上的石头

（4）山顶上滚下的石头

（5）天花板上的吊灯

（6）吊在天花板上摇摆的吊灯

（7）拉长的橡皮筋

（8）下落的雨滴

学习内容三：动能的影响因素

【合作探究】

探究：物体的动能跟哪些因素有关？(以同一个人慢跑和快跑撞击造成的后果，一个瘦弱的人与一个硕壮的人以相同的速度撞击造成的后果引发学生思考。) 猜想一：动能的大小与物体的速度有关。

猜想二：动能的大小与物体的质量有关。

设计实验方案：

1．在碰撞过程中，你是如何判断钢球有没有做功？试验中怎样比较动能的大小？采用的什么方法？（看钢球是否推动木块运动了一段距离；看木块移动距离的长度；转换法）

2．在研究动能大小与速度关系时为什么要用同一个铁球？在研究动能大小与质量关系

时，为什么要让质量大小不同的铁球从同一高度滚下？这又采用什么方法？

(1)研究动能大小与速度的关系时，应控制质量一定。

做法：将同一钢球，先后从斜面不同高度滚下，观察钢球将木块推动的距离。木块被推动的距离越远，说明钢球对木块做的功越多，钢球的动能越大。

结论：物体的动能与物体的运动速度有关，速度越大，物体的动能越大。

(2)研究动能大小与质量的关系时，应控制速度一定。

做法：换用不同质量的钢球，先后从同一高度让其滚下，观察钢球推动木块的距离。

结论：运动物体的质量越大，动能就越大。

总结：影响动能大小的因素：运动物体的速度和质量。在质量相同时，物体的速度越大，动能越大；在速度相同时，物体的质量越大，动能越大。

【即时练习】

1.P68“想想议议”，从物理学的角度解释为什么要对机动车限制最高行驶速度？对不同车型设定不同的最高行驶速度？

2．P69“小资料”分析：质量和速度，哪个对物体动能的影响更大？

物体

牛

质量m(kg) 约600 速度v(m/s) 约0.5 动能E(J) 约75 中学生

约50 约6 约900 分析数据，可以看出，对物体动能大小影响较大的因素是速度，你这样判断的依据是从表中数据可以看出，中学生质量为牛的1/12，速度为牛的12倍，动能是900J，而牛的动能只有75J，故速度对动能的影响较大。

3.思考：小小的飞鸟为何能击落飞机了？

4.分析“最美司机”吴斌在高速路上遭铁块袭击的过程

学习内容四：重力势能的影响因素

【合作探究】

探究：重力势能与什么因素有关？（以一盆花从一楼与六楼落下把人砸伤；一小石块与一大石块从六楼落下把人砸伤的程度不同引导学生思考）

猜想一：重力势能的大小可能与物体的高度有关。

猜想二：重力势能的大小可能与物体的质量有关。

设计实验方案：

提示：（1）学生利用身边的笔、纸、橡皮等物品进行实验

（2）怎样比较重力势能的大小？（转换法）

（3）运用“控制变量法”

（学生以小组进行实验探究，教师巡视指导）

结论是：物体重力势能的大小与物体所处的高度和质量有关。在质量相同时，物体的高度越大，重力势能越大；在高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大。

【即时练习】

1.

水力发电时为什么拦河大坝要把水蓄起来？

2.

建筑工地上“当心吊物”“当心落物”“必须戴安全帽”警示牌表示什么含义？

3.

为什么“最美妈妈”吴菊萍徒手接坠楼小女孩时手臂受伤如此严重？

学习内容五：弹性势能的影响因素

探究：弹性势能与什么因素有关？

猜想：弹性势能的大小可能与物体的弹性形变有关。

设计实验方案：

提示：（1）学生利用身边的笔、书、尺等物品进行实验

（2）怎样比较弹性势能的大小？（转换法）

（学生以小组进行实验探究，教师巡视指导）

结论是：物体弹性势能的大小与弹性形变有关。在质量相同时，弹性形变越大，弹性势能越大。

小结

定义

影响因素

计算式

动能

物体由于运动而具有的能量

质量、速度

重力势能

物体由于被举高而具有的能量

质量、被举高的高度

弹性势能

物体由于弹性形变而具有的能量

形变量、物体本身

1E动＝

mv22E＝mgh势

1E弹＝

kx22【课堂练习】

1.判断下列物体具有哪些形式的能量

（1）在水平公路上行驶的汽车

（2）悬挂在天花板上的吊灯

（3）在空中飞行的飞机

（4）被拉开的弹弓

2.火车出站时做加速运动，它的动能 3.雨点在匀速下落，它的重力势能

4.一辆洒水车在马路上匀速前进并洒水，它的动能

5.某同学慢跑和快跑时： 动能大

6.一物体沿斜面匀速下滑，物体的

( ) A．动能增加，势能减小 B．动能、势能都减小

C．动能不变，势能减小 D．动能、势能都增加 7.某同学骑自行车上坡时，速度越来越慢，则车和人的（ ）。

A．动能变大，重力势能变大

B．动能变小，重力势能变小

C．动能不变，重力势能不变

D．动能变小，重力势能变大

8.一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_____，重力势能______ (填“变大”或“变小”) 【板书设计】

1.（1）一个物体能够做功，这个物体就具有能量，简称为能，能量的单位是焦耳；

（2）一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大；

（3）物体对外界做功能量减少，外界对物体做功能量增加。

2.能量的种类

动能：物体由于运动而具有的能量

势能：重力势能：物体由于被举高而具有的能量

弹性势能：物体由于弹性形变而具有的能量

3.

动能的影响因素：速度和质量

4.

重力势能的影响因素:物体所处的高度和质量

5.

弹性势能的影响因素: 弹性形变