第十五章第四节动能与势能.doc

第十五章 第四节 《 动能与势能 》导学案
学习目标：
1.了解能量的初步概念及单位；
2.知道什么是动能及影响动能大小的因素；
3.知道什么是重力势能及影响重力势能大小的因素；
4．了解什么是弹性势能及影响弹性势能大小的因素；
5．能用动能和势能的相关知识解释一些简单现象；
6．通过实验培养自己的抽象思维能力。
教学重点：
　　理解动能和重力势能及其影响因素。
教学难点：
　　能的概念的建立及动能、势能知识在日常生活中的应用。
教具：
　　钢球、斜槽轨道、小木块、砝码、弹簧。
课前预习案
　　（一）能量
我们在日常生活中经常提到能，你能说出几种来？诸如： 。
“能”确是物理学中的一个重要概念，能的概念跟功的概念有密切联系。比如：电流能做功，说明具有电能；燃料燃烧放热可以做功，说明具有热能；因此，我们认为：一个物体能够 它就具有 。
思考：一个物体具有能量它一定做功吗？
小结：能与功的关系是： 。
　　（二）动能
　　1．什么样的物体具有动能？
　　急流的河水能把石头冲走，流水能做功；飞行的子弹能把木板打穿，飞行的子弹能做功；风吹动帆船航行，空气流动形成的风能做功。这些物体能做功，它们都具有能。它们的能量由于 才具有的。水由于 、子弹由于 、空气由于 而具有能。
　　物理学中把 而具有的能叫动能。一切运动的物体都具有 能。
　　2．请同学们判断下列物体中哪些物体具有动能。
A、静坐的人；B、足球场上奔跑的运动员；
C、炮膛中准备发射的炮弹；D、从飞机上投出的炸弹；
E、被电风扇吹动的空气。
　　具有动能的是： ；理由是 ；
3．动能的大小或多少跟哪些因素有关。
思考：影响动能大小的因素有：
（三）势能
　　运动的物体具有动能。生活中也有很多物体并没有运动，但是它们也能做功，也具有能。
　　1．什么样的物体具有重力势能？
　　人们在打桩时，必须把重锤高高举起，当重锤落下时可以做功，因为重锤受到竖直向下的重力，重锤下落时沿着重力的方向向下通过了一段距离，所以举高的重锤可以做功，将木桩打入地里。试想，一个重锤如果静止地压在本桩上是不能做功的。重锤只有在被 的情况下才能做功，即重锤被举高时才具有做功的本领——能。
　　一池静止的水是不能做功的，但是这一池静止的水如果处在高山上，水落下时就可以做功，把水车冲得转起来。
　　因此，物体由于 叫重力势能。
2．重力势能的大小跟哪些因素有关。
思考：影响重力势能的因素是：
3、物体由于 叫做弹性势能。
课内探究学案
一、 自主学习，交流预习情况
我们小组在完成预习学案中遇到的问题是：

二、 合作探究
任务一：动能的大小与什么因素有关？
物体能够做的功越多，表示这个物体具有的能量越大。那么动能的大小决定于哪些因素呢？现在我们通过实验来研究。
1、动能与质量的关系
　　实验方法：用一个带槽的木板，我们把钢球放到斜面上令其滚下，到达平面上打击一个小木块，推动木块做功，根据 来判断钢球具有的动能的大小。
　　（教师演示、学生观察实验）
第一次，我们使小钢球从某一高度由静止开始滚下。注意木块被推的距离。第二次，我们换一个质量大的钢球，从 由静止开始滚下，到达平面上时和刚才的小钢球具有同样的速度，再观察木块被推动的距离。
观察到的现象是：
　　这个实验说明了： （提示：注意“控制变量法”的应用）
思考：质量不同的两个钢球为什么从斜面的同一高度滚下？
2、动能与速度的关系
　　我们用同一个钢球再做两次实验。（教师演示，学生观察）
　　第一次，我们让钢球从比较低的位置由静止开始滚下。第二次我们让钢球从比较高的位置由静止开始滚下。比较两次实验中木块被推的距离大小。
　　实验现象：
　　实验结论：
　　通过以上实验可知：影响动能大小的因素是： 和 ，它们与动能大小的关系是： 。
　　3、课堂练习。
　　(1)一辆汽车加速运动，它的动能______。
　　(2)火车进站时做减速运动，它的动能______，停止后，它的动能______。
(3)一辆洒水车在马路上匀速前进并正在洒水，它的动能______。
4、你有哪些关于应用动能的例子？

任务二：重力势能与哪些因素有关？
　　请大家判断下列物体的重力势能的大小。
　　(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)同一个重锤，被举高1米或3米两种情况下，哪种情况重力势能大？
小结：通过以上的两个例子我们能判断出重力势能的大小与 和 有关，关系是： 。
日常生活生产中，你知道有哪些事情在应用重力势能吗？列举出几个：
　　任务三：什么样的物体具有弹性势能？
　　大家看一个实验。（教师演示，学生回答）
　　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 能。弹簧也没有被举高，也没有 。可是大家猜想，弹簧能不能做功？
　　 ，放开手，我们观察到
　　可见，被压缩的弹簧也具有能。这种能区别于动能和重力势能，它是由于 而具有的能。所以，发生弹性形变的物体具有的能叫 。
物体在很多情况下都具有弹性势能。请你举出几个应用弹性势能的例子

　　我们住地上拍打篮球的时候，球发生弹性形变的程度越大，球就弹起得越 ，这说明：物体的弹性势能的大小跟物体 有关，弹性形变越大，它具有的弹性势能越大。
三、全班交流，解疑答惑
我们小组的问题是:

四、课堂小结，反思整合

　　五、达标测试、返馈提升
一.填空题
1.动能是指物体由于 而具有的能，其大小与物体的 和 有关.
2.势能包含 势能和 势能两种.物体由于被举高而具有的能叫做 势能，它与物体的 和 有关；物体由于发生 而具有的能叫做 势能，它的大小与 有关.
3.我们常用的能量单位是 ，用字母 来表示.
4.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
5.质量较大的喜鹊与质量较小的燕子在空中飞行，假如它们的动能相等，那么 飞得快．
6.假如卡车空载和满载时都以同样的速度行驶，那么空载时具有的动能 满载时具有的动能．停放在山顶上的卡车具有的重力势能 该卡车下山时具有的重力势能．（选填“大于”、“小于”或“等于”）

7.如图14-5所示，一个同学在蹦床上玩，从跳起到上升至最高点的过程 中， 能逐渐增大， 能逐渐减小。
8.如图14-6所示，在“研究物体动能与哪些因素有关”的实验中，将A、B、C三小球先后从同一装置的hA、hB、hC高处滚下（mA＝mB＜mC，hA＝hC＞hB）推动纸盒运动一段距离后静止。

（1）要研究动能与质量的关系，我们要选择　　　　两图来进行比较。

（2）从图中可以看出，A、B、C三个小球刚到达水平面时，　　　球的动能最大。

二.选择题
1.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
2.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
3.司机开车上坡前，往往加大油门，以提高汽车的速度，这是为了（ ）
A．增大动能 B．增大势能 C．增大惯性 D．减小阻力
4.2005年10月13日，西昌卫星发射中心用“长征四号乙”运载火箭，成功地将‘“神州六号”飞船送人太空。在飞船随火箭一起离开发射塔飞向天空的过程中（ ）
A．飞船的势能不断减小，动能不断增大 B．飞船的势能不断增大，动能不断减小
C．飞船的势能和动能都在不断减小 D．飞船的势能和动能都在不断增大
5.三峡水库修建大坝，为了提高水位，增加水的（ ）
A．内能B．重力势能C．弹性势能D．动能
6.关于能量的大小，下列说法中错误的是（ ）
A.运动速度越大的物体，动能也越大B.质量大的物体，动能不一定大
C.质量大的物体，其重力势能不一定大
D.质量越大的物体，被举得越高，其重力势能就越大
7. 某块砖在一对平衡力作用下运动，则该砖（ ）
A．势能一定不变，动能一定不变　　B．势能可能改变，动能一定不变
C．势能可能改变，动能可能改变　　D．势能一定不变，动能可能改变

课后延伸学案
(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)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?

(3)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?

(4)在航空史上，有不少飞机失事，是由于飞鸟碰在飞机上，飞鸟为什么能使飞机失事？

(5)在一空战中，飞行员觉得旁边有个东西跟着他，他用手抓住一看，原来是颗子弹，这种情况可能吗？子弹为什么不伤飞行员？

(6)楼顶平台上放一块砖，砖对平台有没有重力势能？对地面有没有重力势能？

(7)说明下列物体具有什么形式的能：
①在海上行驶的轮船；
②高空中云彩里的小冰粒；
③空中飞行的子弹；
④拉长的弹弓橡皮条。
(8)把废钟表或废玩具里的发条拆下来看看它是怎样工作的。为什么发条拧得紧些钟表或玩具走的时间就长些？

（9）如图14-3所示，是用来探究“动能大小跟哪些因素有关”的实验装置图。（小球在光滑斜面上由静止开始下滑，到达底端的速度只与起点高度有关，起点越高，到达底端的速度就越大，运动小球撞击停在平面上的木块后，木块运动距离越长，说明小球具有动能越大）
（1）分析比较实验甲与实验乙，可得出结论：____________________________。
实验中被控制的物理量是________________。
（2）分析比较实验乙与实验丙，可得出结论：____________________________。
实验中被控制的物理量是_______________________。
（3）实验结果表明，物体动能与物体的 和 有关，____________越大，____________越大，动能就越大。

图14-3

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