动能和势能 (18).doc

动能和势能(一)教学目的1.了解能量的初步概念。2.知道什么是动能及影响动能大小的因素。3.知道什么是势能及影响势能大小的因素。4.知道什么是机械能及机械能的单位。(二)教具斜槽，钢球，木块，橡皮筋，压缩弹簧等。(三)教学过程1.复习鉴于能量和功的概念有密切的联系，所以通过怎样才算做了功的提问，引导学生进一步理解力的作用成效、功的两要素。当一个力作用在物体上，物体在这个力的作用下，沿力的方向上通过了一段距离，这个力的作用有了成效，就说这个力做了功。出示一木块，并将其置于水平桌面上。说明木块受重力的作用，但木块没有在重力方向上运动，所以重力对木块没有做功。继而用手推动木块，使木块运动一段距离。在此过程中，重力仍然没有做功，手的推力做了功。进而强调力和在力的方向上通过的距离是功的两要素，且功的大小就等于两者的乘积。2.引入新课出示斜槽，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。让学生分析碰撞过程中，做没做功?利用学生分析的结果钢球对木块做了功引入能量的概念：一个物体能够做功，我们就说它具有能量。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也不同。一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。3.进行新课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。刚才的实验中钢球撞击木块能够做功，但若将钢球停靠在木块一侧(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。(1)动能：物体由于运动而能够做功，它们具有的能量叫做动能。引导学生广泛地列举事例，说明运动的空气、水和各种物体都能够做功，而具有动能。概括出一切运动的物体都具有动能。列举事例说明：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。演示课本图1-1实验，实验可分三步：将同一个钢球，从斜面不同高度滚下，让学生观察钢球将木块推动的距离。木块被推动的距离不同，说明钢球对木块做的功不同。木块被推动得越远，表明钢球的动能越大。实验说明：从不同高度滚下的网球，具有不同的动能。上面的实验表明钢球从较高处滚下时具有的动能大。那么钢球从不同的高度滚下时有什么不同呢?我们可通过观察实验来得到结论。将质量相同的两个钢球，同时从斜槽的最高点和接近斜槽底部的位置释放。从最高点滚下的钢球能在水平槽上追上从接近底部滚下的钢球。实验表明从高处滚下的钢球速度大。从而得到结论：物体的动能与速度有关，速度越大，物体的动能越大。换用不同质量的钢球，从同一高度让其滚下，让学生观察钢球推动木块的距离。从而得出结论：运动物体的质量越大，动能就越大。演示实验之后，总结实验结果：运动物体的速度越大，质量越大，动能就越大。(2)势能：物体由于运动的原因而具有动能，物体还可能由于其他的原因而具有能量。例如，同学们都玩过用橡皮筋弹射纸弹的游戏，拉长的橡皮筋能给纸弹一个力，并推动纸弹移一段距离，从而对纸弹做了功。同样拉弯的弓、压缩的弹簧也能够做功，它们都具有能量，这种能量叫做弹性势能，它是由于物体发生弹性变形变而具有的能量。解释弹性形变：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，物体能恢复原状，这种形变叫做弹性形变。列举事例说明物体的弹性形变。如：拉长的弹簧，压扁的皮球，弯曲的钢锯条，上紧的钟表发条等。利用课本图1-4的实验阐明物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大。为节省课堂时间，课前将两个性质相同弹簧，按照课本图1-4压缩到不同的长度。先后将拉紧弹簧的绳烧断，两次砝码被弹起的高度不同。弹簧压得越紧，放松时它做的功越多，表示它的弹性势能越大。被举高的重物，也能够做功。例如：举高的铅球，落地时能将地面砸个坑；举高的夯落下时能把木桩打入地里。举高的物体具有的能量叫重力势能。列举事例说明：物体的质量越大，举得越高，它具有的重力势能越大。如：举起同样高度的铅球和乒乓球，铅球落下时做的功多，具有的重力势能大。铅球举得越高，具有的重力势能就越大。引导学生讨论树上结的苹果是否有重力势能?通过讨论使学生理解一个物体能够做功的含义。能够做功只是说物体具有了做功的本领，但不一定做了功。树上结的苹果虽然没有做功，但只要它从树上掉下来就能做功，所以我们说它具有重力势能。(3)机械能：让学生分析静止在桌面上的钢球是否具有能量?(具有重力势能)继而让学生分析在桌面上滚动的钢球具有什么能?通过分析得知滚动的钢球既有动能，又有势能。动能和势能统称为机械能。一个物体既有动能，又有势能，那么动能和势能的和就是它的总机械能。(4)能量的单位：从前面的讨论，我们可以认识到能量是跟做功有密切联系的概念，能量反映了物体具有做功的本领，能量的大小可以用能够做功的多少来衡量。因此，动能、势能和机械能的单位跟功的单位相同，也是焦耳。4.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、机械能等概念及机械能的单位。(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)在空中飞行的球，它具有的重力势能是5焦，具有的动能是4焦，这只球具有的总机械能是多少?(4)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?(5)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?(四)说明1.能是物理学的重要概念之一，但它比较抽象。对于初中学生来说，认识它比较困难。应紧扣教材，从理解一个物体能够做功的含义来认识能量。这实际上是说能是物体做功的本领。尽管这种说法不甚严谨，但比较通俗、易懂。2.关于动能，应讲明运动的物体能够对其他物体施力，并推动物体做功，所以它具有能量。因为容易讲清弹性形变的物体对别的物体施力并做功，便于学生理解，所以将弹性势能提到重力势能之前讲。3.势能应是物体系统(有保守力作用的)所共有。举高的重锤能够做功，应当是重锤和地球组成的系统具有势能。而重力势能表现它做功本领时，通常有一个重力势能先转化为动能的过程。但在本节课中都不宜引入这些内容。只能让学生粗略地知道，举起的物体能够做功。4.势能的大小是相对的。对初中学生来说也不能引入势能的相对性。只能统一地用地面做为零势能面来分析问题。5.小结中的问题(5)，暗含着势能和动能的转化，目的为下一节课作准备。文 章来源大风发布日期：2008-09-26 09:43:55课题:动能和势能一、教学目标：1、知识与技能：（1）知道动能、势能的概念。（2）在探究实验中理解影响动能势能的因素。（3）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：（1）通过观察认识动能势能的存在。（2）通过归纳概括得到动能势能的概念（3）在讨论探究实验中总结影响动能势能的因素。3、情感、态度和价值观：通过科学探究，使学生经历基本的科学探究过程，学习科学探究方法，发展初步的科学探究能力，形成尊重事实、探索真理的科学态度。二、教学重点：（1）动能和势能的概念；（2）探究影响动能的因素。三、教学难点：势能的概念四、教具学具准备：多媒体、自制纸盒、弹簧、橡皮筋、斜面、不同质量的铁球、玻璃球等.五、教学过程：一、引入新课引入新课：播放汽车冲撞物体，大水推翻房子，太阳能汽车，飞机撞击世贸大楼，等图片或视频加深对能量的理解。二、新课教学1、动能动手探究：手能推动纸盒移动一段距离，手也具有能量。请同学们利用桌上器材探究有几种方法也能使纸盒移动一段距离，这段距离也可以是水平方向、竖直方向或其他方向。同学交流：用口吹、用滚动的球撞、用弹簧压缩后顶、用橡皮筋拉开后弹、或举高后落下、或沿斜面滑下。启发归纳：用口吹、用滚动的球撞，这两种方法有什么共同的特征？（答：推动纸盒的物体都在运动）得出概念：物体由于运动而具有的能叫动能。提出问题：狂风能撼动大树，而微风只能摇动树叶，说明动能有大有小，你能猜想一下动能的大小可能与什么因素有关？学生猜想：启发同学得出，动能的大小可能与物体的质量、运动的速度有关。引导学生设计实验：现在我们要利用桌上的斜面、小球、小方块来探究动能的大小是否与物体的质量、运动的速度有关。实验前，我们先思考几个问题：（1）实验时如何比较动能的大小（答：使小球从斜面滑下，撞击平面上的物块，被撞物块的运动距离越长，运动小球所具有的动能就越大。）（2）动能的大小可能与两个或两个以上的因素有关，在实验中应如何具体操作？（答：采用控制变量法。）（3）如何控制质量不同的小球撞击物体时的速度相同？（答：使它们分别从斜面的同一高度滚下。）（4）如何控制质量相同的小球撞击物体的速度不同？（答：取同一个小球从斜面的不同高度滚下。）动手探究：学生实验后得出结论。交流结论：1、质量相同时，速度_的物体具有的动能_;2、速度相同时，质量_的物体具有的动能_;3、物体的动能与物体的_和_有关，_越大，_越大，物体具有的动能就越大。加深理解：刚才我们列举的几种能量中属于动能的有哪些？投影图片：流动的水、风、行驶的汽车、飞行的飞机等2、弹性势能启发归纳：刚才我们探究如何使纸盒移动一段距离的实验中，有的同学采用弹簧压缩后顶、用橡皮筋拉开后弹的方法使纸盒移动一段距离，说说这两种方法有什么共同的特征？（答：推动纸盒的物体都发生弹性形变。）得出概念：物体由于发生弹性形变而具有的能叫弹性势能。动手做做：请同学把橡皮筋套在手掌上，拉开橡皮筋后放手，使橡皮筋弹在手掌上。引导学生得出结论：教师问轻轻弹的学生：为什么你只拉开一点点而不拉得更开些弹？（答：怕痛。）拉得越开的橡皮筋弹在手上就越痛，说明弹性势能的大小与什么因素有关？（答：与弹性形变的程度有关）得出结论：弹性势能的大小与弹性形变的程度有关，弹性形变的程度越大，物体的弹性势能就越大。加深理解：你能举出物体具有弹性势能的例子吗？投影图片：张开的弓、拉开的弹弓、弯曲的撑竿、压弯的跳板、形变的网球及网球拍等。3、重力势能启发归纳：刚才我们探究如何使纸盒移动一段距离的实验中，有的同学采用举高后落下、或沿斜面滑下的方法使纸盒移动一段距离，说说这两种方法有什么共同的特征？（答：把物体举高。）引导思考：刚才同学举高的是一个纸盒，你能否想象如果举高的是一个铅球，落下后砸到脚上会有什么后果？（答：一定很痛。或一定会受伤。）说明物体被举高后也具有能量。得出概念：物体由于被举高而具有的能叫重力势能。小组讨论：同学们请想一想：（1）重力势能可能与什么因素有关？（2）你应该采用什么实验方法来探究？（3）如果我们把桌上的纸盒倒置，让小球举高后落下来砸到纸盒上，从纸盒受破坏的程度来比较小球被举高后具有的重力势能的大小。你应该分几部来进行实验探究。动手探究：学生实验后得出结论。交流结论：1、物体被举的高度相同时，质量_的物体具有的重力势能_;2、质量相同时，举得_的物体具有的重力势能_;3、物体的重力势能与物体的_和_有关，_越大，_越大，物体具有的动能就越大。学生讨论：如果一块石头静静地躺在高山上，它想知道自己是否具有能量？你能告诉它吗？加深理解：你能举出几个物体具有重力势能的例子？投影图片：高山上滑雪的人、空中的飞机等。4、知识小结教师分析：重力势能和弹性势能统称势能。与其他形式的能一样，动能和势能的单位也是焦耳，符号是J。把两个鸡蛋举高1m获得的能量大约等于1J。学生归纳：这节课我们学了：（1）动能和势能，势能又分为重力势能和弹性势能。（2）动能的大小与物体的质量和速度有关，物体的质量越大，速度越大，其具有的动能就越大。（3）重力势能的大小与物体的质量和被举高的高度有关，物体的质量越大，被举得越高，其具有的重力势能就越大。（4）弹性势能的大小与物体发生弹性形变的程度有关，物体发生弹性形变的程度越大，其具有的弹性势能就越大。5、课堂练习：（1）课本第89页：想想仪仪（2）课本第90页：动手动脑学物理。六、教学说明和教学反思：本节课为了能突破动能、重力势能和弹性势能的概念，我多设计了探究实验：请同学们利用桌上器材（自制纸盒、弹簧、橡皮筋、斜面、不同质量的铁球、玻璃球等）探究有几种方法也能使纸盒移动一段距离，这段距离也可以是水平方向