《动能和势能》教案

课题：动能和势能 导入 信息1 新华社报道 2004年12月26日上午，印尼北部苏门答腊岛亚齐省海域发生8.9级地震，并引发了强烈海啸海啸淹没了街道、房屋，卷走了来不及躲避的人们海啸所释放的能量相当于100万颗二战时期日本所遭受的原子弹印度洋大地震及海啸已经造成的遇难人数超过22万人，这是104年来世界上最严重的地震之一 信息2 新华社报道 2004年7月11日，四川省丹巴县发生特大泥石流，共造成51人死亡或失踪 根据以上信息，你能提出两个你感兴趣的问题吗？ _ 探索新知 1 动能及其影响因素 信息处理 自学下面的内容，并思考什么是动能 信息：电池给小灯泡提供电流，小灯泡能够发光，我们说电池具有电能；水流能够推动水轮机；弯弓能够将箭射出去，这里的水流和弯弓，也具有能量，简称能风吹帆船行，水冲石头滚，说明运动的物体具有能量像这样，物体由于运动而具有的能叫做动能 实验探究 动能的影响因素 实验1 让钢球从斜面的某一高度h处滚下来，观察物体被撞击后移动的距离（图14-4-1a）；让同一钢球从斜面的另一高度h1处滚下来，观察物体被撞击后移动的距离（图14-4-1b）；换用质量更大的钢球，让它从斜面上高度为h处滚下来，观察物体被撞击后移动的距离（图14-4-1c） 问题研讨 问题1 什么是动能？ 答：_ 问题2 钢球撞击物体后，物体移动的距离不同，说明了什么？ 答：_ 问题3 由上面的实验，你能得出什么结论？ 答：_ 知识归纳 动能及其影响因素 1物体由于运动而具有的能叫动能 具有动能的物体的特征是“运动”，一切运动的物体都具有动能 2动能的影响因素：质量和速度 友情提示 物体的动能与质量和速度有关，在分析物体动能的变化，或比较两个物体动能大小时，应同时考虑这两个影响因素对动能的影响 物体的动能与质量和速度有关物体质量越大，速度越大，动能就越大 例1 关于动能，下列说法正确的是（ ）A奔腾的骏马具有动能B飞驰的列车具有的能叫动能C高速飞行的子弹的动能一定比缓慢行驶的小汽车的动能小D质量大的物体动能大 解析 动能是由于物体发生了运动而具有的能，一切运动的物体都具有动能，可见选项A是正确的；由于运动的物体具有动能的同时可能还具有其他形式的能，因此不能说“运动的物体具有的能叫动能”，可见选项B是错误的；物体的动能与质量和速度有关，只知道两个物体质量大小或速度大小，无法比较它们动能的大小，可见选项C、D是错误的 答案 A 解后反思 “运动的物体具有的能叫动能”，这样给动能下定义是错误的 2 重力势能及其影响因素 信息处理 自学下面的内容，并思考什么是重力势能 信息：滑雪运动员从高处滑下来时具有了动能，是因为缆车把他送到山顶时给他身体存储了能量：举起的“夯锤”能将泥土夯得更结实，是因为人们把它举高时给它存储了能量像这样，物体由于被举高而具有的能量，叫做重力势能 实验探究 重力势能的影响因素 实验1 先将三根相同的铁钉分别固定在橡皮泥上不同的位置，铁钉插入的深度相同 让质量为m的铁块从某一高度处自由下落，撞击铁钉，观察铁钉陷入橡皮泥的深度（图14-4-2a）；再用质量为m1（m1m）的铁块从同一高度处自由下落，撞击铁钉，观察铁钉陷入橡皮泥的深度（图14-4-2b）；最后用质量为m铁块从另一高度处自由下落，撞击铁钉，观察铁钉陷入橡皮泥的深度（图14-4-2c） 问题研讨 问题1 什么是重力势能？ 答：_ 问题2 铁块撞击铁钉后，铁钉陷入的深度不同，说明了什么？ 答：_ 问题3 由上面的实验，你能得出什么结论？ 答：_ 知识归纳 重力势能及其影响因素 1物体由于被举高而具有的能叫重力势能 具有重力势能的物体的墓本特征是“被举高”，被举高的物体都具有重力势能 友情提示 物体由于被举高而具有的能叫重力势能，由于其他的原因而具有的能不能叫重力势能 2重力势能的影响因素：质量和被举的高度 物体的重力势能与质量和被举的高度有关，物体的质量越大，被举的高度越大，重力势能就越大 例2 下列说法正确的是（ ）A空中飞行的炮弹具有重力势能B徐徐降落的跳伞运动员只具有重力势能C高山上不动的石头没有重力势能D匀速升起的国旗动能和重力势能都不变 解析 被举高的物体都具有重力势能，可见选项A是正确的，选项C是错误的；但具有重力势能的物体可能还具有其他形式的能，可见选项B是错误的；由动能和重力势能的影响因素可知，匀速升起的国旗，动能不变，重力势能增大，可见选项D是错误的 答案 A 解后反思 被举高的物体一定具有重力势能，但被举高的物体不一定只具有重力势能，不能说举高的物体具有的能叫重力势能 3 弹性势能及其影响因素 信息处理 自学下面的内容，并思考什么是弹性势能 信息 弯弓能把箭射出去，是因为运动员把弓拉弯时给箭存储了能量；被场地撞扁的篮球能重新弹起来，是因为它的受撞击发生弹性形变的过程中，存储了能量像这样，物体由于发生了弹性形变而具有的能叫弹性势能 实验探究 弹性势能的影响因素 实验1 将钢尺按在水平桌面的某一位置不动，再在钢尺上面放一小球，用力向下弯曲钢尺（图14-4-3）先将钢尺按到图中位置1处，观察小球被弹起的高度；再将钢尺按到图中位置2处，观察小球被弹起的高度 问题研讨 问题1 什么是弹性势能？ 答：_ 问题2 钢尺弯曲程度越大，将小球弹起的高度越大，说明了什么？ 答：_ 友情提示 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，物体能恢复原形的形变叫做弹性形变；若外力撤消后物体不能恢复原形的形变叫塑性形变只有发生弹性形变的物体才具有弹性势能，而发生塑性形变的物体不具有弹性势能 特别提示 势能包括重力势能和弹性势能物体只具有重力势能，只具有弹性势能或同时具有重力势能与弹性势能都叫做只具有势能， 知识归纳 弹性势能及其影响因素 1物体由于弹性形变而具有的能叫弹性势能 2弹性势能的影响因素：弹性形变的程度 物体的弹性势能与物体发生弹性形变的程度有关物体的弹性形变程度越大，弹性势能就越大 3重力势能和弹性势能统称为势能 例3 下列物体中，只具有势能的是（ ）A空中飞行的飞机B被压缩的弹簧C飞流直下的瀑布D阳台上的花盆 解析 空中飞行的飞机具有动能和重力势能；飞流直下的瀑布具有动能和重力势能；阳台上的花盆只具有重力势能；被压缩的弹簧只具有弹性势能；可见选项B、D符合题意 答案 BD 拓广延伸 知识延伸 动能和势能的相对性 1962年11月的一天，满载乘客的大型客机“子爵号”在美国伊利奥特市上空平稳飞行突然，一只天鹅迎面飞来，只听见一声巨响“子爵号”机毁人亡为什么小小的天鹅能使钢铁制成的飞机顷刻间“灰飞烟灭”呢？ 这是由于动能和势能具有相对性 对于某一物体来说，选择不同的参照物，它的运动速度大小就不同因此相对于不同的物体来说，它的动能大小也不同飞鸟如果撞到静止的飞机前窗玻璃上，不会给飞机造成太大的伤害但如果飞鸟撞上高速飞行的飞机，相对于飞机来说，飞鸟的速度非常大，动能相当大，从而导致悲剧的发生 对于某一被举高的物体，选择不同的参照面，它的高度就不同，重力势能也不同比如高山上的大石头，如果相对于山顶来说，它的重力势能为零；若相对于平地来说，它的重力势能就相当大 探究设计 利用身边常见的器材设计实验证明“重力势能的大小与物体质量和被举的高度的关系” 例4 在综合实践活动课上小明发现学校运动场地上有若干大小不等的铅球如图14-4-4所示于是他想利用这些器材亲自体验一下“重力势能的大小与哪些因素有关” （1）他应该怎样做？ （2）他是怎样判断物体重力势能大小的？ 解析 这是一个验证性实验，探究方法我们已经从课堂上学到了，关键是如何判断物体重力势能的大小可以利用铅球在沙坑上砸出坑的深浅来比较它重力势能的大小 答案 做法：让一个铅球分别从两个不同的高度处自由下