物理人教版八年级下册第三节 动能和势能.doc

动能和势能教学设计张家界市慈利县零阳镇一鸣中学 高军教学目标：知识与技能：感知能的存在，理解物理中对能的定义；能利用实例或实验理解动能、势能的概念；能通过实验探究影响动能、势能大小的因素；过程与方法：依据功和能的关系，初步建立能的概念，了解机械能的三种存在形式；在探究动能、势能影响因素的实验中，进一步学会用转换法研究抽象的物理问题，练习用控制变量法设计、进行实验并归纳出结论。学会从能量的角度解释简单的生活现象。情感态度与价值观：立足现实生活，帮助学生树立安全责任意识，主动拒绝超速驾驶、高空扔物等个人陋习，有效提升文明素养。认识到科学与社会、科学与日常生活息息相关，培养学以致用的精神。教学重点：认识动能和势能，探究动能和势能的影响因素。教学难点：学会用做功的方法认识能；会用转换法、控制变量法设计并进行实验。教学方法：演示、讨论、小组合作探究、多媒体辅助教学。器材准备： 演示实验器材：乒乓球，拉压测力计，一大烧坏面粉，小木块；小车，斜面，长木板，钩码一盒，粉笔一盒；60ml注射器，米尺，铁架台、铁夹，毛巾等；6套分组实验器材。教学过程:一、直接导入：这节课学习动能和势能，我们以台风为例来认识能。二、感知台风的能量：先看一段关于台风的视频，看台风在做什么？（做功）台风通过做功将笨重的铁船托到了高空，显示了其巨大的能量。物理中用做功的方法来定义能：物体能够对外做功，物理中就说这个物体具有能量（简称能）。正因为功和能有着这样的关系，所以物理中就用功的单位焦耳做为能量的单位。三、用做功的方法认识三种形式的能：活动：怎样使空气、拉压测力计、小木块对乒乓球做功？你说我做，其他同学观察物体在什么情况下能做功？ 谁有办法让空气对乒乓球做功？ 办法：对它吹气。现象：流动的空气推动乒乓球移动了一段距离而做功；分析：空气在什么情况下能做功？（流动，即运动）。定义：物理中把物体由于运动而具有的能叫动能。谁有办法让拉压测力计对乒乓球做功？ 办法：将球放在弹簧的上端，用力压弹簧，使弹簧发生形变，松手。现象：弹簧恢复形变将乒乓球弹起而做功。分析：测力计的弹簧在什么情况下能做功？定义：物理中把物体由于发生弹性形变而具有的能叫弹性势能。谁有办法让小木块对乒乓球做功？ 办法：将乒乓球放在面粉上，再将木块举到一定高度，处于乒乓球的正上方，松手。现象：乒乓球被木块砸入面粉中而做功。分析：木块在什么情况下能做功？（被举高时。）物体在被举高时一定能做功？根据牛顿第一定律，静止在高空的物体，如果撤销物体所受的力，会如何？（将保持静止。）可见，被举高的木块能做功还需要什么条件？（受重力作用下落才能做功。）定义：物理中把物体由于受重力且处于一定高度时所具有的能叫重力势能。其中重力势能和弹性势能又统称为势能。质疑。实验中三个物体都对乒乓球做了功，因为能做功，因而具有能。但我有个疑问，一定要让物体在做功、做了功，才算能做功？谁能举出物体不在做功，但仍具有能的例子？（小车从斜面上滑下来不推动木块，由于运动而具有动能，虽暂未对木块做功，但仍具有能。）虽未做功，但可不可以做功？（被举高的木块，虽暂未下落而未对乒乓球做功，但仍具有重力势能。）虽未做功，但可不可以做功？可见，“能做功”有“可以做功”的意思。根据“能做功”的含义填空：正在做功的物体一定具有能，具有能的物体不一定在做功，具有能的物体一定能做功（填“一定”或“不一定”）。知识运用：按三种能的定义给下列物体具有的能分类。在水平轨道上滚动的钢球； 被压弯的跳板；天花板上的吊灯； 拉弯的弓；上紧的发条； 被举高的重锤；在地上滚动的足球； 放在课桌上的书本；在水平公路上行驶的小汽车。请将分类情况写在草稿纸上，不能确定的可以讨论。请一个同学上黑板写出分类。PPT展示正确的分类。请同学说明分类的依据。（略）四、探究动能的影响因素：判断：台风的能属于哪一种？台风的破坏作用巨大，正是动能失控做功的结果。你还能举出动能失控造成的危害？（车祸）这是动能失控最典型的例子。请看汽车碰撞实验。这个实验模拟了车祸造成的最严重的后果车毁人亡。由实验可见，动能大小与什么有关？（速度）交通事故多是由于超速，动能失控而引起的。（展示事故图。）结合事故图片猜想：动能还与什么因素有关？（质量）依据？（因为大车与小车相撞，小车损坏严重，大车几乎没有什么损坏。）设计实验探究动能与质量和速度的关系：器材：斜面，长木板，小车，小木块，钩码一盒，粉笔一支，毛巾。请围绕以下问题展开讨论： 用什么方法比较动能的大小？怎样比较？请学生演示：让小车从斜面上滑下来对小木块做功，将小车的动能转换为对木块做功来研究。一个物体能够做的功越多，表示这个物体具有的能量越大。怎样比较做功的多少？（比较推动木块移动的距离。）强调：请在木块运动的起点和终点位置做上记号。用什么方法探究动能与质量、速度的关系？（控制变量法）实验的关键是什么？ 探究与质量的关系，要控制速度，改变质量。重点讨论如何控制速度。探究与速度的关系，要控制质量，改变速度。重点明确改变速度的办法。分组探究动能与质量和速度的关系：13组探究动能与质量的关系，46组探究动能与速度的关系。强调：实验中要记录好木块的起止位置。请13组的学生汇报实验情况。基本思路：比较质量不同的小车推动木块移动距离的大小，进而得出小车质量大时动能大的结论。请46组的学生汇报实验情况并概括实验结论：同上略。据两次实验的图示概括结论： 由左图可得到的结论是：质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大。由右图可得到的结论是：运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大。五、探究势能的影响因素：谁还能列举出重力势能失控造成危害的事例？高空坠物猜猜：在一个小气球内注满水，从一定高度扔向车顶，能砸坏汽车？看实验录像明确：轻小的水气球，从30米高空落下来，使车的顶篷严重形变。可见，高空坠物危害也不小。由实验可见，重力势能大小与什么有关？（高度）所以进入建筑工地要带安全帽，防止高空坠物造成的伤害。（展示图片）所以打桩机打桩时要将重锤举得很高，这样打入泥土的深度才大。结合图片猜想：重力势能还与哪些因素有关？（质量）要有依据？（打桩机的重锤质量大。）设计实验探究重力势能大小与质量和高度的关系：利用给定的器材：60ml注射器，米尺，铁架台，毛巾，大小木块，记号笔，毛巾。围绕以下问题展开讨论：（重点讨论如何比较重力势能的大小，实验步骤由小组讨论自行确定。）怎样比较重力势能的大小？（通过活塞移动的距离来比较。）演示：让木块对活塞做功，对活塞做功越多，具有的重力势能越大。怎样比较对活塞做功的多少？（看活塞在力的作用下移动的距离。）请学生演示如何确定活塞移动的距离。强调：一定要确定活塞的初始位置，如20ml处，再让木块对活塞做功，观察活塞移动的格数。格数越多，则做功越多，则具有的能越大。分组探究重力势能与质量和高度的关系：13组愿意探究与质量的关系；46组探究与高度的关系。提醒学生一定要将木块举到活塞的正上方砸下来，每次实验前活塞要拉到同一刻线处，如20ml处，观察活塞移动的格数。请13组的学生汇报实验情况，如：比较质量不同的木块使活塞移动距离的大小，进而得出质量大重力势能大的结论。请46组的学生汇报实验情况：同上略。探究弹性势能的影响因素：猜想：弹性势能大小取决于什么？猜想：与弹性形变的程度有关。猜想的依据？（小时玩弹弓，橡皮筋被拉得越长，纸团被弹得越远。）自行实验：用拉压测力计对木块做功来探究弹性势能与形变程度的关系。据实验情况概括结论：实验中，弹簧的形变程度越大，木块被弹得越高。可见，物体弹性形变程度越大，具有的弹性势能越大。运用：射箭比赛中，如何使箭射得更远？（用力拉弓，增大形变程度。）还能举出利用弹性势能做功的体育竞赛项目？（如：蹦床、撑杆跳高、跳板跳水等。）跟弹簧弹起木块一样，人被弹起的高度，均取决于弹性形变的大小。小结巩固：下列几种情况中，物体的势能发生变化的一组是（ A）跳伞运动员匀速降落；钢锯条逐渐弯曲；吊扇匀速转动；汽车在水平路面上加速行驶AB C D解析：依据什么判断势能变不变？强调：依据影响因素判断势能和动能的变化。（归纳区分动能和势能的影响因素。）对照影响因素讨论，确定选A。请学生说明选择的理由。六、拓展应用：结合本节所学知识，给人们提出两条关乎生命财产安全的警示语。不超速驾驶！明确：对！我们要主动拒绝超速驾驶！这是高速路上的限速标志牌，表示在该路段，小车限速100 km/h，货车限速80km/h。思考：为什么货车比小车的限制速度小？如果速度相同，都是100 km/h，哪个危害大？（货车质量大，危害大。）那怎样减小货车失控带来的危害？（减小限制速度。）在限速的同时还可以怎么做？（限载。）限制质量。超速、超载是缺乏安全意识的表现。只要每一个驾驶人将安全牢记于心，就能严守交通规则，文明驾驶，就能有效减少交通事故的发生。不从高楼向下扔东西。明确：对！我们要主动拒绝高空扔物！水球实验说明高空坠物危害很大，可人们为什么敢将轻小物随意往下扔？比如：喝空的可乐瓶等。（习惯差，最主要的是安全意识差，大意，认为东西轻，不会伤人而随意往下扔。）他们不知道质量小的物体当举得足够高时也可以致命。又比如：花盆等重物，人们不会随意往下扔，那又怎会掉下来的？（无意碰倒或被狂风吹下来。）所以，不要将重物放在阳台上。一旦