动能和势能 (3).doc

动能和势能教学设计嵩县大章镇初级中学 陈彦庆教学目标1知识与技能： 知道能量的概念，记住能的单位。知道动能、势能的概念。在探究实验中理解影响动能、势能的因素。用能量的初步知识理解分析简单的实际问题。2过程与方法： 通过实验从做功的角度描述能量。观察认识动能、势能的存在。通过归纳概括得到动能、势能的概念。在讨论探究实验中总结影响动能、势能的因素。3情感、态度与价值观： 通过探究实验和合作学习，培养学生严谨的科学态度、敢于探索创新的科学精神及交流合作的团队意识。教学重点： 通过实例说明物体的动能和势能。教学难点：引导学生探究影响动能和势能大小的因素。课型：讲授课课时：一课时教学用具：斜槽，钢球，塑料球，木块，水槽，细沙，钢尺，塑料尺等。教学过程：一、知识回顾1、力学中的功：如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离，就说这个力对物体做了功。（演示：边说边用手推动木块做功。）2、力学中所说的做功包含两个必要因素：一是作用在物体上的力；另一个是物体在这个力的方向上移动的距离。二、引入新课 学生看一则新闻：新民晚报(本报讯)月日晚时，从沈阳开往上海的次列车经过上海铁路分局管辖的沪宁线区段时，突然从列车左翼车窗飞出一个馒头，不偏不倚正好打在当班的上海铁路分局苏州工务段职工的鼻梁上，当场将其击昏为什么小小的馒头能把人砸伤？学完这节课大家自然会明白。三、新课学习 出示斜槽，并演示钢球从斜槽上滚下，在水平桌面上撞击木块，使木块移动了一段距离。引导学生分析碰撞过程中，钢球做没做功?（木块在钢球的推力作用下沿推力的方向移动了一段距离，所以说钢球对木块做了功。） 通过“钢球对木块做了功”引入能量的概念。（一）能量定义：一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。可见物理学中，能量和功有着密切的联系，能量反映了物体做功的本领，不同的物体做功的本领不同，一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。实质：物体做功的过程就是能的转化过程。因此，能的单位与功的单位相同。单位：焦耳。符号：J。 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。在刚才的实验中，运动的钢球撞击木块能够做功，但若将钢球静止停靠在木块一侧，还能做功吗？(边讲边演示)这时的钢球并不能推动木块做功。只有运动的钢球才能推动木块做功。像钢球这样所具有的能量，叫做动能 。（2） 动能 定义：物体由于运动而具有的能量叫做动能。 引导学生广泛地列举事例：运动的空气推动帆船航行、流动的水把石头冲走、高速的子弹击穿靶子。各种运动物体都能够做功，因而具有动能。概括：一切运动的物体都具有动能。 运动的物体具有的动能多少不尽相同。如狂风能吹倒大树，而微风只能使树枝摇动。进而通过演示实验，概括出决定物体动能大小的因素。 实验探究：影响动能大小的因素提出问题：动能大小与哪些因素有关？猜想与假设：动能的大小可能与物体运动的速度有关，还可能与物体的质量有关。设计并进行实验：让钢球从斜面上滚下，在水平面上运动，撞到木块上，将木块撞出一段距离，推动木块做功。在同样的水平面上，木块被推得越远，钢球对木块做的功就越大，钢球的动能就越大。让同一个钢球从不同的高度滚下，看哪次木块被推得远。换用不同质量的两个钢球，从同一高度滚下，看哪个钢球把木块推得远。通过木块被推动的距离大小，判断钢球动能的大小，再分析动能大小与速度或质量之间的关系。分析与论证：将同一个钢球，从斜面不同高度由静止滚下，钢球碰撞木块时的速度一样吗?哪次木块被撞得远?实验表明：钢球从斜面高处滚下，高度越高，运动到水平面时速度越大，木块被推得距离越远。所以，质量相同时，钢球的速度越大，动能越大。 不同质量的钢球、塑料球从同一高度由静止滚下，两球运动到水平面时的速度相同吗？哪个球把木块撞得距离远？实验表明：两球运动到水平面时的速度相同，质量越大的钢球将木块推出的距离越远。所以，钢球的速度相同时，质量越大，动能越大。 探究归纳：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。 评估、交流与合作：在探究和理解动能大小与哪些因素有关时，应注意以下三点：该实验用了哪种物理实验方法？因物体的动能与物体的质量、运动的速度有关，所以要用控制变量法进行实验。（在探究物体动能的大小与运动速度的关系时，控制钢球的质量不变；在探究物体的动能与质量的关系时，控制钢球和塑料球的速度不变。）该实验给我们的启示：在讨论质量和速度对物体动能的影响时，必须注意两个因素的同时性，而不可忽略任何一个。例如：一颗子弹的速度大于火车的速度，并不能说明子弹的动能就一定比火车的动能大，因为子弹的质量比火车的质量小得多。该实验给我们的另一个启示：在分析有关物体动能大小的变化时，要同时考虑物体的质量和速度是否发生变化，不能只考虑其中的一个方面。例如：公路上匀速行驶的洒水车，尽管速度没有发生变化，但它的动能还在不断变小，因为洒水车的总质量在不断变小。下面同学们讨论课本68页“想想议议”，为什么要对机动车的最高行驶速度进行限制？为什么在同样的道路上，对不同车型设定不一样的最高行驶速度？那是因为车型不同，车的载重量就不同，即车的质量有大有小。如果车的行驶速度相同，质量大的动能大，行驶时危险就大。因此，在同样的道路上，交通管路部门会对不同车型设定不同的最高行驶速度。（3） 势能（1）重力势能现象探究：被举高的物体与做功。例如：打桩机在工作时，先把重锤高高举起，重锤落下，可以把木桩打入地里。重锤对木桩做功，说明高处的重锤具有能量。归纳：一切被举高的物体都具有能量。 重力势能:在地球表面附近,物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能量,叫做重力势能。掷出的铅球，落地时能将地面砸出一个坑。而掷出的纸飞机落地时不会将地面砸出一个坑。那么，物体重力势能的大小与哪些因素有关呢？ 实验探究：影响重力势能大小的因素。提出问题：重力势能的大小与哪些因素有关？猜想与假设：重力势能的大小可能与物体的质量和物体的高度有关。设计并进行试验：让不同质量的钢球和塑料球从同一高度处由静止落下，在水平沙面上砸出两个坑，砸出的坑越深，做的功越多。让相同质量的两个钢球从不同高度处由静止落下，在水平沙面上砸出两个坑，砸出的坑越深，做的功越多。分析与论证：a、把体积相同、质量不同的钢球和塑料球从同一高度h处由静止释放，两球砸入平整沙面的深度一样吗？做的功相同吗？实验表明：高度相等时，质量大的钢球落下在沙面砸入的坑越深，做的功越多。所以，高度相等时，质量大的物体所具有的重力势能越大。b、将质量、体积相同的两个钢球分别从高度为h和2h处由静止释放，两球砸入平整沙面的深度一样吗？做的功相同吗？实验表明：质量相等时，高度大的钢球落下在沙面砸入的坑越深，做的功越多。所以，质量相等时，高度大的物体所具有的重力势能越大。探究归纳：决定物体重力势能大小的因素是物体的质量和高度。物体的质量越大，被举得高度越大，它具有的重力势能就越大。例如：水力发电站要想发出更多的电，就要修筑拦河坝，储存更多的水，将水位提高，尽量使水的重力势能更大。（2）弹性势能现象探究：物体发生弹性形变与做功。例如：发生形变的网球拍能将网球弹出，球拍对网球做了功；拉弯的弓能将箭射出去，弓对箭做了功。归纳：发生形变的球拍和拉弯的弓能够做功，我们说发生形变的物体具有能量。弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。不同物体 所具有的弹性势能也不一样。例如:橡皮筋只能弹开纸团，而撑杆可以把运动员弹得很高。那么，物体弹性势能的大小与哪些因素有关呢？实验探究：影响弹性势能的因素。提出问题：弹性势能的大小与哪些因素有关？猜想与假设：弹性势能的大小可能与物体的材料和弹性形变的程度有关。设计并进行试验：a.把体积相等的钢尺和塑料尺弯曲相同的程度（或角度），比较两尺弹开与之接触的木块的距离。 b.将同一把钢尺弯曲不同的程度（或角度），比较两次弹开与之接触的木块的距离。分析与论证：体积相等的钢尺和塑料尺弯曲相同的程度（或角度），两把尺弹开木块的距离一样吗？做的功相同吗？实验表明：不同的物体发生相同的弹性形变，所具有的弹性势能是不同的。同一把钢尺弯曲不同的程度（或角度），两次钢尺弹开木块的距离一样吗？做的功相同吗？实验表明：同一物体弹性形变越大（在一定的弹性限度内），所具有的弹性势能就越大。探究归纳：影响物体弹性势能大小的因素是物体的材料和弹性形变的程度。在材料相同时，物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大。弹性势能的应用很广泛，在现代的航空器中，一般都装有一种弹性座椅，当发生飞行事故时，驾驶员只要一按按钮，座椅连同飞行员会立即被压缩得很紧的弹簧弹出机舱，然后用降落伞安全着陆。重力势能和弹性势能是常见的两种势能。四、小结 通过以下问题的讨论，进一步帮助学生理解能量、动能、势能等概念及其单位。 (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) 在同一高度钢球和木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? (4)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?五、板书设计： 动能和势能一、能量：一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。单位：焦耳。符号：J。二、动能1.定义：物体由于运动而具有的能量叫做动能。2.影响动能大小的因素：物体动能的大小与物体的速度和质量有关。运动物体的速度越大，质量越大，动能就越大。三、势能（1）重力势能定义：:在地球表面附近,物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能量,叫做重力势能。影响重力势能大小的因素：重力