江苏省东台市唐洋镇中学九年级物理上册《12.1 动能 势能 机械能》教案 苏科版.doc

《12.1 动能 势能 机械能》教案
一、 教学目标：
1A、通过实例分析，认识到运动的物体能做功，具有动能。
2B、通过探究，知道动能的大小与物体的质量和运动速度有关，并能解释简单的现象。
3B、通过探究，知道弹性势能和重力势能的概念和决定因素，并能解释简单的现象。
4C、能够运用“控制变量法”进行实验设计，逐步养成在实验中认真观察、勤于思考的习惯。
二、重点难点：探究动能、弹性势能、重力势能与哪些因素有关.
三、教具：斜面、小车、木块、砝码、卡片、橡皮筋、木桩、细纱、大小不同的木块、单摆（摆球、细线）、滚摆。
四、教学过程：
（一）前提测评：
1、思考并讨论：
①为什么在高速公路上要限制汽车的最大行驶速度？
②人脚踩滑板从高处滑下，为什么会越来越快？
③什么是能量？
2．例举实例：⑴运动着的锤子能将钉子打入木板中；
⑵运动着的飞机能将世贸大厦撞坍塌；
⑶橡皮筋做的弹弓可以把纸做的子弹射的很远；
⑷拦河坝上的水可以推动水轮机发电等。
3．分析它们的共性，得出能量的概念：
（二）以学定教：
能量：一个物体如果能够对另一个物体做功，这个物体就具有能量。
（强调是“能够”，而不是“正在”或“已经”）
①物理学中做功的含义？
1．做功的两个必要条件：
(1)作用在物体上的力(2)物体在力的方向上移动一定的距离
②如何理解能够做功的意义？

物体有做功的本领，但不一定就做功。举例说明：如：我们都有这样的经验，悬挂在高处的重物，我们在其下面通过时，都会特别小心，因为它有做功的本领，但它不在做功。
2．物体能够做的功越多，具有的能量就越大。
能量的大小可以用能够做功的多少来衡量。
③那些物体具有能量？（运动的物体、发生弹性形变的物体、被举高的物体）
动能：物体由于运动而具有的能量
引入：站在路边，有高速行驶的车通过时，我们都有过害怕的感觉，而站在静止的车辆旁边，就感到安全，说明运动的物体具有能量。学生举例说明运动的物体具有动能。如：飞行的子弹、运动的汽车等。一切运动的物体都具有动能。
观察课本P30图12-1
①由图可得到哪些信息？ （公路上对车辆行驶的速度有限制，且对不同的车辆行驶速度的限制不同。）
②根据图提供的信息提出问题
提出问题：动能的大小可能与哪些因素有关？
进行猜想：动能的大小可能与物体的质量和速度有关
设计实验：（学生讨论：设计实验之前须解决哪些问题？）
③实验应采用的方法？（控制变量法）
④选用那些实验器材？
⑤通过观察什么现象而知道物体的动能大小？（观察木块被推动距离的远近。木块被推动得越远，说明小车对木块做功越多，即小车具有的动能越大。）
（活动1）探究动能大小与哪些因素有关（观察课本P31图12-5）
1． 动能大小与速度大小的关系
条件：同一小车从同一斜面的不同高度滑下
①小车运动到水平面上时的速度大小是否相同？
②木块被撞后移动的距离是否相同？
现象：速度大的小车使木块移动距离远，对木块做功多，小车具有的动能大。
结论：运动物体的动能大小与物体的速度有关，质量相同时，速度越大，物体的动能越大。
2． 动能大小与质量的关系（质量不同的小车从一个斜坡的同一高度释放，运动到水平面时的速度的大小相等）
条件：改变小车的质量，让它们从同一高度、同一斜面由静止下滑。
现象：质量大的小车使木块移动距离远，对木块做功多，小车具有的能量大。
结论：运动物体的动能大小与物体的质量有关，速度相同时，质量越大，物体的动能越大。
动能大小与物体的速度和质量有关，物体的速度越大，质量越大，它具的动能就越大。
学生讨论：能够说明物体具有的动能大小与速度和质量有关的实例
弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能量
学生举例：具有弹性势能的物体
观察课本P33图12-8知道什么是弹性形变
提出问题：弹性势能的大小可能与哪些因素有关？
进行猜想：弹性势能的大小可能与弹性形变的大小有关
设计实验：
①选用实验器材
观察课本P32图12-7
②通过观察什么现象知道物体具有的弹性势能大小（观察橡皮筋拉伸后弹出去的距离（卡片弹起情况））
（活动2）探究弹性势能与弹性形变大小的关系
现象：橡皮筋拉伸得越长，弹出去的距离越远。
说明：被拉伸的橡皮筋具有的弹性势能越大。
在一定的范围内，形变越大，发生形变的物体具有的弹性势能就越大。
讨论：能够说明物体具有的弹性势能大小与弹性形变大小有关的实例
重力势能：物体由于被举高而具有的能量
举例：具有重力势能的物体
提出问题：重力势能的大小可能与哪些因素有关？
进行猜想：重力势能的大小可能与物体的质量和被举高的高度有关
观察课本P33图12-10
设计实验：①实验方法：控制变量法
②选用器材
③通过观察什么现象知道物体具有的重力势能大小
（观察木桩在沙中下陷的深度木桩下陷的越深，说明重锤对木桩做功越多，重锤举高时具有的重力势能就越大。）
（活动3）探究重力势能的大小与那些因素有关
1． 重力势能大小与质量的关系
条件：质量不同的重锤从同一高度自由下落
现象：质量大的重锤下落后将桩打得越深
结论：物体具有的重力势能大小与物体的质量有关，在举高的高度相同时，质量越大，物体具有的重力势能越大。
2． 重力势能大小与被举高的高度的关系
条件：同一重锤从不同高度自由下落
现象：重锤举得越高，下落后将桩打得越深。
结论：物体具有的重力势能大小与物体被举高的高度有关，质量相同时，举得越高，物体具有的重力势能越大。
重力势能的大小与物体的质量和被举高的高度有关，质量越大，被举高度越大，物体具有的重力势能就越大。
讨论：能够说明物体具有的重力势能大小与质量和举高的高度有关的实例
势能：弹性势能和重力势能的总称
理解：（1）有动能的物体具有机械能；（2）有势能的物体具有机械能；（3）同时具有动能和势能的物体具有机械能。
（三）当堂检测：
1A．在物理学中，把　　　　　　　　　叫做能。物体能做多少功，就说它具有多少能。物体由于　　　　　而具有的能量叫动能；物体由于被举高而具有的能量叫　　　　　；物体由于发生弹性形变而具有的能量叫 。
2A．李白曾用“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”的诗句描述庐山瀑布的壮观。从物理学的角度来看，飞流直下的瀑布蕴藏着巨大的____________
3A．在水平场地上滚动的铅球具有　　　　能，静止在高山顶上的登山运动员具有　　　能，在盘山公路上向下行驶的汽车具有　　　　。
4B．汽车在匀速开上斜坡的过程中，它的动能　　　　，势能　　　　，机械能　　　　。（均填写变化情况）
5B．一两在平直的公路上匀速行驶的洒水车，在其工作的过程中，其动能　　　　　　，势能　　　　，机械能　　　　　．（填“增加”、“不变”、或“减少”）
6A．指出下列物体具有哪种机械能
（1）被拉长的橡皮筋具有　　　　；
（2）在水平路面上行驶的自行车具有　　　；
（3）静止在高山顶上的石块具有　　　；
（4）在空中飞行着的飞机具有　　　　。
7B．下列物体中：A．挂在屋顶上的电灯B．被拉开的弹簧门；C．空中飞行的小鸟；D．在溜冰场上滑行的运动员；E．从斜坡上滚下的石头；F．在平直公路上行驶的汽车。只具有动能的是 ；只具有势能的是 ；既具有动能，又具有势能的是 ．
8B.下列哪种情况中机械能没有变化（　　　）
Ａ．跳伞运动员从空中匀速下落　　　　
Ｂ．物体在光滑的水平面上加速运动
Ｃ．利用动滑轮把重物匀速提升　　　　
Ｄ．物体从高处落下（不计空气阻力）
9B．某同学骑自行车上坡时用力蹬车恰好能匀速上坡，则在上坡过程中（　　　）
Ａ．人与车的动能变多，势能变多
Ｂ．人与车的动能不变，势能变多
Ｃ．人与车的动能减少，势能变多
Ｄ．人与车的总的机械能保持不变
板书：
机
械
能
势能
重力
势能
定义：物体由于被举高而具有的能量。
决定其大小的因素：
物体的质量越大、举得越高，势能就越大
弹性
势能
定义：发生弹性形变的物体具有的能量。
决定其大小的因素：
物体的弹性形变越大、弹性越强，弹性势能就越大
动能
定义：物体由于运动而具有的能量
决定其大小的因素：
物体的速度越大、质量越大，动能就越大

五、课后布置：完成书本课后练习。

12.1动能 势能 机械能（2）
一、教学目标：
1B、理解动能与势能之间的转化，探索机械能守恒的条件。
2C、进一步学会用控制变量法探究物理规律，尝试用能量转化的观点解释物理现象和规律。
二、重点难点：理解动能和势能的相互转化。分析解释有关能量及能量转化的实例。
三、教学过程：
（一）、前提测评：
1、什么叫动能?什么叫弹性势能？什么叫重力势能？它们各与哪些因素有关？
2、什么叫机械能？一个物体可以同时具有动能和势能吗？
（列举大量事实说明动能和势能可以相互转化）
（二）以学定教：
观察课本P30图12-2
①小明从高处滑下越来越快说明了什么？
②生活中有哪些类似的例子？
③小明的动能为什么会越来越大？增大的动能从何而来？
（活动4）观察摆球的动能和势能的转化
④摆球在摆动过程中具有何种形式的机械能？
⑤摆球从A到O摆动的过程中，速度_____，动能______;
高度______，重力势能_______。
⑥物体增大的动能从何而来？重力势能减小到哪里去了？
结论：物体的重力势能转化为动能
⑦摆球从O到B摆动的过程中，速度_____，动能______;
高度______，重力势能_______。
结论：物体的动能转化为重力势能
观察课本P35图12-12(a)、(b)、(c)三幅图中物体的动能和势能的变化及相互转化情况。
（练习）
（1）滚摆（过山车）：
上升过程：动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能
下降过程：动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能
（2）皮球下落：
下降过程：动能增大，重力势能减小
接触地面到形变最大：动能减小，弹性势能增大
形变最大到复原：弹性势能减小，动能增大
上升过程：动能减小，重力势能增大
物体的动能和势能可以相互转化
①生活中还有那些事例表明动能和势能可以相互转化?
②上述事例中，如果没有摩擦和空气阻力，结果又会如何？
③实际事例中损失的能量到哪里去了？
学生讨论，得出：机械能守恒、机械能转化为其它形式的能量
生活、物理、社会：“大海中蕴含的机械能”
潮汐能、海浪能、海流能。（补充：风能、水能）
[典型例题]
例1跳伞运动员从空中匀速下落，人和伞的　（　　）
A．动能增加，重力势能减少，机械能不变B．动能不变，重力势能减少，机械能减少
C．动能减少，重力势能增加，机械能增加D．动能不变，重力势能不变，机械能不变
分析:　从动能、重力势能、机械能的概念出发去分析问题．匀速下落的跳伞运动员，质量和速度不变，动能不变；下落过程中，相对地面的高度减小，重力势能减少；机械能
＝动能＋势能，动能不变、势能减少，故机械能减少．
答案：B

点评： “匀速下落”匀速反映了速度不变，下落反映了相对于地面的高度的变化。
例2 如图所示，用绳子拴住一个苹果并悬挂起来，
把苹果拉近自己的鼻子静止，松手后，苹果将向前摆去，
接着又反向摆回来，你原地不动，苹果会打到你的鼻子吗？
为什么？
分析: 苹果从靠近鼻子的A处松手后，由A到B的过
程中，苹果的高度逐渐降低，速度加快，即重力势能转化为动能；同理，苹果由B点到C点的过程中动能转化为重力势能。苹果返回由C经B到A的过程中，只是重力势能与动能的相互转化，其机械能没有增加，所以，最后摆起的高度不会高于原来松开的高度，故不会打到鼻子
答案：不会打到鼻子。因为苹果拉到一定高度，所具有的重力势能是一定的，在与动能转化的过程中机械能不会增加，故不会打到原来的高度，也不会打到鼻子。
（三）当堂检测
1A．修建水电站时，都需要修筑拦河坝，其目的是为了提高上游水位这样上游水的　　　能越大，水从上游冲下来时，由　　　　　能转化成水轮机的　　　　　　能就越大，水轮机能做的功也越多．
2A．投向空中的篮球具有 能和 能，落下时，它的 能减小。从落地到被弹离地面时它具有 能
3B．关于能的概念，下列说法中错误的是（ ）
A．具有能的物体不一定在做功
B．被拉长的橡皮筋，在放手之前具有机械能
C．在势能和动能相互转化的过程中，机械能的总量一定保持不变
D．停蹬脚踏板后的自行车正在冲上桥坡时的是动能转化为势能
4B．滚摆从最高处向最低处运动时，下列说法正确的是（ ）
A．势能增大，动能减少 B．势能增大，动能增大
Ｃ．势能减少，动能减少　　　　Ｄ．势能减少，动能增大

5B．如图是跳水运动员跳板跳水时的情景，从运动员腾空跳起向上运动后再向下落人水中，若不计空气阻力，则在整个过程中 ( )
A．运动员的动能一直增大，机械能不变
B．运动员的重力势能一直减小，机械能减小
C．运动员的动能先减小后增大，机械能不变
D．运动员的重力势能先减小后增大，机械能增大
6B．小红在学习中收集了一些与机械能有关的实例，如图所示，其中机械能增大的是( )

7C．皮球从手中竖直落到地上，从撞击地面到发生形变的过程中　 （ ）
A．弹性势能转化为动能　　 B．动能转化为弹性势能　
C．重力势能转化为弹性势能 D．动能转化为重力势能
8C．如图所示，从斜面上滚下来的小球，接触弹簧后，将弹簧压缩至最短．在这一过程中，小球的 能转化为 能，又转化为弹簧的 能．

第9题图
9C．如图所示，小明从滑梯上下滑的过程中，下列说法中
正确的是（　　）
A．重力势能减少，动能增加　　　　　　
B．重力势能增加，动能减少
C．重力势能增加，动能不变　　　　　　
D．重力势能减少，动能不变

10C．骑自行车上坡前，一般要加紧蹬几下，这是为了　　　　　 （ ）
A.　增大惯性　　　B.　增大动能　　　
C.　增大势能　　　D.　增大冲力
（四）小结
四、课后布置：预习“内能 热传递”一节并完成以下题目：
1、分子动理论：（1）、物质是由大量 组成的；（2）、分子是在 的作 运动；（3）、分子间存在相互作用的 和 。
2、内能：物体的内能是指物体内部所有分子做无规则运动的 和 的总和。物体内能的大小与物体的 有关，所以内能也称 能，分子的无规则运动也称为 。内能与物体内部分子的 和分子间的相互作用情况有关， 是不同于机械能的另一种形式的能量，机械能可以为零，内能始终 。
3、热传递：是指能量从 物体传到 物体或者从同一物体的 部分传到 部分的过程；在热传递过程中， 传递 的多少叫热量，单位是 。
4、做功和热传递对改变物体的内能是 的