四、动能和势能教学设计案例

《动能和势能》教学设计

(一)教学目的

1.了解能量的初步概念。

2.知道什么是动能及影响动能大小的因素。

3.知道什么是势能及影响势能大小的因素。

4.知道什么是机械能及机械能的单位。

(二)教具

带斜面的长木板，饮料桶，木块等。

(三)教学过程

1.复习

鉴于能量和功的概念有密切的联系，所以通过"怎样才算做了功"的提问，引导学生进一步理解力的作用成效、功的两要素。

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。

进而强调力和在力的方向上通过的距离是功的两要素，且功的大小就等于两者的乘积。

2.引入新课

多媒体展示各种具有能的物体，让同学分类并说他们的作用，

一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。

3.进行新课

物体具有能量的形式是多种多样的，以后我们将逐步认识各种形式的能量。

(1)动能: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。" 列举事例说明:运动的物体具有的动能多少不尽相同。进而通过学生实验和演示实验，概括出决定物体动能大小的因素。

改进课本实验并演示:让三个饮料桶分别从三个斜面上自由滑下

①将装满饮料的饮料桶从斜面不同高度滚下，让学生观察饮料桶将木块推动的距离。木块被推动的距离不同，说明饮料桶对木块做的功不同。木块被推动得越远，表明饮料桶的动能越大。实验说明:从不同高度滚下的饮料桶，具有不同的动能。

②上面的实验表明饮料桶从较高处滚下时具有的动能大。那么钢球从不同的高度滚下时有什么不同呢?我们可通过观察实验来得到结论。将质量相同的两个饮料桶，同时从斜面的最高点和接近斜面底部的位置释放。实验表明从高处滚下的钢球速度大。从而得到结论:物体的动能与速度有关，速度越大，物体的动能越大。

③换用空饮料桶，从同一高度让其滚下，让学生观察饮料桶推动木块的距离。从而得出结论:运动物体的质量越大，动能就越大。

演示实验之后，总结实验结果:运动物体的速度越大，质量越大，动能就越大。

(2)势能:物体由于运动的原因而具有动能，物体还可能由于其他的原因而具有能量。例如，同学们都玩过用橡皮筋弹射纸弹的游戏，拉长的橡皮筋能给纸弹一个力，并推动纸弹移一段距离，从而对纸弹做了功。同样拉弯的弓、压缩的弹簧也能够做功，它们都具有能量，这种能量叫做弹性势能，它是由于物体发生弹性变形变而具有的能量。

解释弹性形变:物体受到外力作用而发生的形状变化，叫做形变。如果外力撤消，物体能恢复原状，这种形变叫做弹性形变。列举事例说明物体的弹性形变。如:拉长的弹簧，压扁的皮球，弯曲的钢锯条，上紧的钟表发条等。

被举高的重物，也能够做功。例如:举高的铅球，落地时能将地面砸个坑;举高的夯落下时能把木桩打入地里。举高的物体具有的能量叫重力势能。

列举事例说明:物体的质量越大，举得越高，它具有的重力势能越大。如:举起同样高度的铅球和乒乓球，铅球落下时做的功多，具有的重力势能大。铅球举得越高，具有的重力势能就越大。

4.小结

通过以下问题的讨论，进一步帮助学生理解能量、动能、势能等概念及机械能的单位。

(1)高山上有一块大石头，稳稳地待在那里，它有没有能量?有什么能量? (2)列举几个物体具有动能、重力势能、弹性势能的事例。

(3)在空中飞行的球，它具有的重力势能是5焦，具有的动能是4焦，这只球具有的总机械能是多少? (4)在同一高度铅球和棒球具有的重力势能不相等，若使它们的重力势能相等，可采取哪些方法? (5)从斜槽上端滚下的小球，它有没有重力势能?在它下滚的过程中重力势能的大小有没有变化?为什么?在滚下的过程中有没有动能?它的动能有没有变化?为什么? (四)说明

1.能是物理学的重要概念之一，但它比较抽象。对于初中学生来说，认识它比较困难。应紧扣教材，从理解"一个物体能够做功"的含义来认识能量。这实际上是说"能是物体做功的本领"。尽管这种说法不甚严谨，但比较通俗、易懂。

2.关于动能，应讲明运动的物体能够对其他物体施力，并推动物体做功，所以它具有能量。因为容易讲清弹性形变的物体对别的物体施力并做功，便于学生理解，所以将弹性势能提到重力势能之前讲。

3.势能应是物体系统(有保守力作用的)所共有。举高的重锤能够做功，应当是重锤和地球组成的系统具有势能。而重力势能表现它做功本领时，通常有一个重力势能先转化为动能的过程。但在本节课中都不宜引入这些内容。只能让学生粗略地知道，举起的物体能够做功。

4.势能的大小是相对的。对初中学生来说也不能引入势能的相对性。只能统一地用地面做为零势能面来分析问题。5.小结中的问题(5)，暗含着势能和动能的转化，目的为下一节课作准备。