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第十一章 功和机械能 第三节 动能和势能
1课时 新授课

知识与技能
1．理解动能、重力势能的初步概念，知道什么是弹性势能；
2. 知道动能和势能的大小跟什么因素有关。
过程与方法
1。 通过观察、归纳概括得到动能、势能的概念;
2．经历探究影响动能和势能大小的因素的实验过程。
情感、态度与价值观
1.通过教学活动,激发学生的学习兴趣和求知欲望。
2。 通过探究实验和合作学习，培养学生严谨的科学心态，敢于探索创新的科学精神及交流合作的团队意识。
【教学重难点】
重点：理解动能、势能的概念,探究物体的动能、势能跟什么因素有关.
难点：探究物体的动能、势能跟什么因素有关.
【教学准备】或【实验准备】
教师用:多媒体课件、烧杯、水、吹风机、滑道、钢球、玻璃球、小瓶、弹弓.
学生每组:滑道、钢球、玻璃球、小瓶、刻度尺、橡皮泥。
【教学过程】

主 要 教 学 过 程
教学内容
教师活动
学生活动

一、创设情景，引入新课

【播放视频】播放钱塘江大潮视频

设疑：钱塘江大潮为什么有这么大的威力呢？
(设计意图：引起学生的学习欲望，并感受大自然的奇妙和雄壮。）

学生观看视频,感受大自然的奇妙和雄壮。

二、合作探究,建构知识

（一）能量

物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。

能量的单位:焦耳（J）。

【演示实验】
用烧杯倒水推动一玩具小汽车前进、用吹风机推动一玩具小汽车前进：

提问：同学们看到了什么？说明了什么？
【引领认知】
像这样的水或风能够做功，物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能.

【深化认识】——功和能的关系
1．物体之所以能够做功,是因为它________,但具有能的物体却不一定_____.它可以将具有的能量直接以做功的形式表现出来，也可以将它具有的能储存起来，以待适当的时机再表现。
2．物体能够做的功越多，物体具有的_____越多，功是能的量度,所以能和功的单位都是______。
【说一说】
请说出你所知道的能。
（设计意图:学生观察实验认识什么能量的概念，并通过研讨提示认识。)

观察小汽车被推动前进。

回答：说明了水或风对小车做了功。

认知能量的概念。

各小组交流研讨:具有能的物体却不一定在做功，能量的单位也是焦耳（J）。

思考回答：电能、热能、光能等.
(二）动能

1．定义

2．决定动能大小的因素

实验探究动能的大小跟哪些因素有关

学以致用

【想一想】
水和空气在什么样的条件下才能推动小车做功？
马路上行走的人、行驶的车，它们都在运动，它们能做功吗？它们具有能量吗？
【认知概念】
流动的水、风、行驶的车它们由于运动而具有的能量，我们给它起个什么名呢?
物体由于运动而具有的能，叫动能.
一切运动的物体都具有动能.
【列举实例】
你能举个具有动能的物体的例子吗？
【体验感受】
出示体积相同的玻璃小球和钢球、斜面滑道、塑料小瓶。
1．你能让小球具有动能吗?
2．你能让小球做功吗?
（设计意图:学生动手实验感受动能，为动能的大小与什么因素有关提供猜想依据.）
【议一议】
每次感受实验中小球的动能一样大吗?你是怎样比较小球的动能大小的？用到了什么方法来研究问题？
【方法点拨】把小球动能的大小转换成小瓶被推动距离的长短，此处运用了转换的思想——转换法。
【实验探究、合作研讨】
过渡：发现大家实验时小瓶被推动距离的有长有短,小球的动能也有所不同。
1．【提出问题与猜想】
物体动能的大小可能跟哪些因素有关呢？说出你猜想的依据.
2．【设计实验】
(1）你计划采取什么科学方法来研究自己的实验课题？
(2）如何设计实验方案？（①如何改变速度？②如何改变质量？）
让学生以小组为单位进行讨论，并利用手中的器材设计实验证明自己的观点。
教师巡视，并给予必要的点拨。
其他小组有没有不同意见或补充？
(设计意图：培养学生设计实验的能力,使学生体会设计实验在科学探究中的作用。）
【归纳总结】师生讨论后，归纳方案如下：
【实验步骤】
探究一：动能大小与速度的关系
控制不变的量是:________
改变的量是：________
观察的量是：_______________________
次数
质量
速度

推动小瓶的距离
1

2

3

探究二：动能大小与质量的关系
控制不变的量是:________
改变的量是:________
观察的量是:______________________
次数
质量
速度

推动小瓶的距离
1

2

3．【进行实验与收集证据】
师组织学生实验，并巡视解决学生当中出现的问题,收集各种实验因素的方案。
4．【分析论证】
组织学生展示实验结果.
【归纳总结】
物体动能的大小跟质量和速度有关。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。
（设计意图:培养学生合作实验能力，实事求是的态度，培养学生分析归纳实验结论能力和语言表达能力。使学生体会控制变量法的使用.）
【学以致用】
【比一比】 行驶的小型客车和大型客车，谁的动能大？

引导：汽车的动能较大有没有安全隐患？
怎么办呢？在高速路上怎样限制大型和小型车的车速呢?

【回扣引课】
钱塘江大潮为什么有这么大的威力呢？
拓展：流动的河水、海水都具有很大的动能,能否为我们服务呢？但有时也会带来灾害，如洪水,同学们课后可以利用今天所学知识想办法减小洪水的动能来减小灾害。
【回归生活】展示小资料
一些物体的动能
物体
动能/J
物体
动能/J
抛出去的篮球
约30
跑百米的运动员
约3×10 3
行走的牛
约60
飞行的步枪子弹
约5×10 3
从10 m的高处落下的砖块
约2。5
×10 3
行驶的小汽车
约2×10 5

【练一练】
1．火车进站时做减速运动,它的动能______，停止后，它的动能______。
2．一辆洒水车在马路上匀速前进并正在洒水，它的动能______。
（设计意图:通过学生尝试解释和解答问题,培养学生分析问题和知识的应用能力。)

学生思考回答：流动的时候。

能做功，具有能。

起名为动能.

列举实例：奔跑的运动员、行驶的列车、流动的水、风……

利用提供的器材感受小球的动能。
学生让小球从斜面上滚下来，推动滑道上的小瓶做功。

讨论交流：通过比较小瓶被推动距离的长短来比较小球动能的大小，运用了转换法.

交流讨论,提出猜想：物体动能可能与物体的质量、速度……有关。
（方法渗透：控制变量法）
学生小组合作交流讨论设计方案。

各小组展示方案，相互补充，进行修正.

质量
速度
推动小瓶的距离

（同一钢球从不同高度滚下）
速度
质量
推动小瓶的距离

(不同质量的钢球和玻璃球从同一高度滚下）
学生分工协作进行试验，将实验测得的数据填入表格中。
分析实验数据，展示实验结果，总结实验结论。

学生学以致用,比较动能的大小。

回答:行驶时危险性较大。
交流解决措施:限制超载、限制超速；大型车质量大限速小些,小型车质量小限速大些.

回答：动能大。

回答：可以用来汲水、磨粉、发电等。

了解一些物体的动能。

解答问题.

（三）势能

1．重力势能

定义

决定重力势能大小的因素

实验探究重力势能的大小跟哪些因素有关

应用与防止
过渡：洪水具有动能会产生危害，同时还会引发一些灾害如山石滚落，山上的石头具有能吗？
演示：取一实心球举在一学生头上方，再将球放在该学生旁边地面上。
【引领认知】
举高的球使人感到害怕,若在沙坑上方释放举高的球，球能把沙坑砸出坑，举高的球具有能吗？它具有能是由于什么？
在地球表面附近，物体由于高度所决定的能，叫做重力势能。
【列举实例】
你能举个具有重力势能的物体的例子吗？
【实验探究、合作研讨】
1．【提出问题与猜想】
物体重力势能的大小可能跟哪些因素有关呢？说出你猜想的依据。
2．【设计实验】
请同学们小组交流合作进行设计。为了证明自己的观点，你的实验方案主要解决以下问题:
1．重力势能的大小怎么体现？
2．如何设计实验方案?
教师巡视，并给予必要的点拨。比较各组的实验方案，并进行修正,归纳方案。
3．【进行实验】
教师巡视、指导学生分组实验。鼓励学生动手实验，鼓励学生间的交流和合作。
探究一：探究重力势能与质量大小是否有关
1、探究方法：控制高度相同，改变质量大小，观察的量是:橡皮泥形变程度。
2、分析讨论实验现象，得到的结论是：_____。
探究二：探究重力势能与高度是否有关
1、探究方法:应控制质量相同相同，改高度大小变，观察的量是：橡皮泥形变程度。
2、分析讨论实验现象，得到的结论是：_____。
4．【分析论证】
组织学生展示实验结果。
【归纳总结】
物体的重力势能的大小跟质量和高度有关。质量相同的物体，高度越大,它的重力势能越大；高度相同的物体，质量越大，它的重力势能也越大。
（设计意图：培养学生合作实验能力，实事求是的态度,培养学生分析归纳实验结论能力和语言表达能力。使学生体会控制变量法的使用.）

【应用拓展】你知道生活中重力势能的应用吗?
打桩机、水力发电站修筑拦河坝等.

【防止危害】展示：山上滚石的防范

提问:为什么要防止山上滚石滑落？
怎么防范？
（设计意图:培养学生辩证的认识重力势能，并提高学生安全意识.）
【练一练】
(1）打地基时,质量是20千克的石头重锤和质量是100千克的铁制重锤被举得同样高，谁的重力势能大？    
（2）小明在滑梯上下滑，他的重力势能____。 

学生感到害怕
放在地面上不害怕

举高的球具有能，是由于它被举高。

列举实例。

提出猜想：物体重力势能可能与物体的质量、举的高度有关。

各小组讨论交流、合作设计实验：
通过观察比较橡皮泥形变程度来比较重力势能的大小。
采用控制变量法,即保持质量、高度中的一个因素不变，改变另一个因素，研究重力势能与它的关系。

学生分工协作进行试验。

展示实验结果，总结实验结论。

交流应用：打桩机,其重锤质量大，工作时举得高,增大其重力势能；水力发电站修筑拦河坝储存更多的水、将水位提高，尽量使水的重力势能更大。

交流讨论：山上的石头具有重力势能,落下来能做功、危险。
可以安装防护网或小心绕行。

学以致用、解答问题。

2．弹性势能

定义

决定弹性势能大小的因素

应用
【演示实验】用弹弓射纸弹

不拉弹弓,弹弓能把纸弹射出去吗？拉长的弹弓具有能吗？它具有能是由于什么？【认知概念】
物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。
【演示实验】用弹弓将纸弹射得更远
你有什么发现？
【归纳总结】
物体的弹性势能的大小跟物体的弹性形变有关。物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大.
说明：重力势能和弹性势能是常见的两种势能。
（设计意图：培养学生观察分析、归纳概括能力。）
【应用展示】你知道生活中弹性势能的应用吗？

【练一练】
小明在玩蹦蹦杆,在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中，小明的重力势能、弹簧的弹性势能的变化是:
A。重力势能减小，弹性势能增大
B.重力势能增大，弹性势能增大
C.重力势能减小，弹性势能减小
D。重力势能增大,弹性势能减小
一学生演示用弹弓射纸弹。

分析比较：拉长的弹弓由于发生弹性形变具有能。

观察比较、分析交流：物体的弹性形变越大,它具有的弹性势能就越大。

搜集应用实例:拉弯的弓、压弯的撑杆、跳板、压扁的皮球.

分析解答.
三、课堂小结:

回顾本节课的学习内容
本节课你有哪些收获？还有哪些疑惑？
收获背篓：学生讨论梳理知识，交流收获和疑惑。
四、课堂检测

教师巡视、讲评

学以致用完成检测题、解答见附件1
五、布置作业
出示思考题题目 见附件2
课后完成

【板书设计】
第三节 动能和势能

一、能量：物体能够对外做功，物体就具有能量，简称能。
单位：焦耳
二、动能:物体由于运动而具有的能。
影响动能大小因素：物体质量越大，速度越大，它的动能越大；
三、势能:
1．重力势能：物体由于高度所决定的能,叫做重力势能。

影响重力势能大小因素：
物体被举得越高,质量越大，它具有的重力势能就越大。
2．弹性势能:物体由于发生弹性形变而具有的能，叫做弹性势能。
影响弹性势能大小因素:
物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大。

【教学反思】
一、教案的“亮点”
1、丰富多彩的课堂实验活动中培养了学生学习物理的兴趣，从而激发学生的兴趣.在设计过程中力求化难为易，如滑道上用小球推小瓶、利用橡皮泥形变程度来比较重力势能的大小、用弹弓探究弹性势能，有利于学生的小组实验的进行。
2、知识的引入教学来源与生活，又应用于生活,用所学的知识去解决生活中问题,与生活紧密联系,可以使学生认识到物理学的现实意义，使学生感到学有所得，学有所用，学生能体验到物理知识在生活中的重要作用。
二、教学中易出现的问题
1、教学中反映出学生对数据分析处理能力较差，因此在今后的教学中注意学生实验能力的培养,培养学生分析问题的能力.
2、在教学中，不单纯靠学生列举事例巩固所学知识，还通过学生的亲身感受、实验探究等各种方法调动学生学习的积极性，还要紧密联系生活实际，使学生认识到物理学的现实意义.

附件1 【课堂检测】
1. 判定下列物体是否具有动能或势能，假如有，说出能量的名称，假如没有，说明原因。
① 在水平地面上滚动的铅球:_________；　
② 悬挂在室内的电灯：____________；
③ 玩具汽车中被卷紧的发条:_____________；
④ 弹簧：_____________；
⑤ 在空中飞行的波音747客机：__ ___；
⑥ 静止在水平轨道上的列车： _____ ___;
⑦ 高速升空的火箭： ;
⑧ 被拉弯的钢板尺： ；
⑨ 被水电站拦河坝拦住的上游水: ；
⑩ 空中下落的皮球： 。
2．关于能的概念，下列说法正确的是( ）
A．用线悬挂着的物体，它没有做功,它不具有机械能
B．在空中飞行的子弹,因为它能做功，所以它具有机械能
C．甲物体的运动速度比乙物体的大，则甲物体的动能一定比乙物体的大
D．甲物体的高度比乙物体的高度大，则甲物体的势能一定比乙物体的大
3．跳伞运动员在空中匀速下落的过程中，他的( ）
A．动能增大,势能不变 B．动能不变，势能减小
C．动能、势能都不变 D．动能减小,势能增大
4．一架飞机在空中水平匀速飞行并不断向下喷洒农药，在飞行过程中，它的动能_______，重力势能__________。
5．下图是探究物体动能大小与物体的质量、速度关系的示意图。

（1）在探究动能与速度的关系时,要保持小球的 不变,让小球从 （选填“相同”或“不同”）的高度滚下，以不同的速度推动木块移动。
（2）在探究动能与物体质量的关系时，要保持 相同，就是让质量不同的小球从 滚下。
（3)物理研究方法有许多，本实验运用了两种研究方法：一是 法；二是转换法。就本题来说:用 来表示小球动能大小的方法就是转换法.

附件2【作业思考题】
1．神州8号飞船完成与天宫一号对接任务后返回。在距离地面1m时，返回舱的4台发动机开始向下喷气,由于物体间力的作用是___________的，舱体受到向上的阻力增大，因此再次减速下降，在这个过程中返回舱的动能_________，重力势能__________。
2．据报道，一辆横穿铁路的拖拉机,因故障而停在铁道上,此时远处驶来一列火车，尽管司机及时采取紧急制动措施，但缓慢驶进的列车还是将拖拉机撞飞了，这是因为火车的
A.动能很大 B。速度很大 C.势能很大 D.功率很大
3. 如图所示，是探究“动能的大小与哪些因素有关”的实验：
(1)用质量不同的A、B两个小球（mA〉mB)碰撞静止在同一水平面上的纸盒.实验中控制小球的高度相同，是为了控制两球到达底端时__________相同；实验中通过观察纸盒被推动的距离的大小,可以比较A、B两个小球的________ 的大小。
(2）将（甲）与（乙)两实验比较可知，小球动能的大小与小球的_______有关，将（甲）与(丙）两实验比较可知,小球动能的大小与小球的_______有关。
（3）本次实验采用物理最常用的一种实验方法是____________.