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第3节动能和势能课题动能和势能课型新授课教学目标知识与技能1.理解动能和势能的基本概念，并能识别具有动能和势能物体的事例.2.理解动能、势能的大小跟什么因素有关过程与方法1.熟练掌握分类法、控制变量法等具体的研究方法.2.通过参与科学探究活动，培养初步的科学探究能力.情感、态度与价值观1.使学生通过知识的探索过程形成研究探索的意识和敢于创新的精神.2.在与小组成员一起探索的过程中，养成与人共处、协作学习的好习惯.教学重点动能和势能的概念；动能和势能的大小与哪些因素有关教具准备斜面（光滑的长木板）、钢球（大、小钢球各一个）、木块、刻度尺、多媒体课件等教学难点探究动能和势能的影响因素教学课时1课时课前预习1.一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，单位为焦耳，用字母J表示..2.物体由于运动而具有的能叫动能，其大小与质量和速度有关.3.由于高度或发生弹性形变而具有的能叫势能.前者叫重力势能，其大小与物体的质量和被举高的高度有关；后者叫弹性势能，形变程度越大，弹性势能越大巩固复习教师引导学生复习上一节有关功率的知识，并讲解学生所做的课后作业（教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.新课导入教师演示实验，请同学们认真观察，并思考：小球对木块做功了吗？实验操作：让一个小球沿桌面滚动，撞击木块，使木块移动了一段距离.生：做了功.小球能够对外做功，它有能量吗？生：（齐声回答）有能量.运动的物体具体有什么能量?又有什么特点？这正是我们今天要研究的问题.备课笔记规律总结：1.物体做功的过程实质就是能的转化过程.2.功是描述物体在力的作用下取得的成效（移动的距离），是一个过程量，而能量是物体本身所具有的，是一个状态量.3.物体能够对外做功，表示这个物体具有能量.“能够做功”与“做了功”是有区别的，“能够做功”是指这个物体具有做功的本领，但不一定做了功，具有能量的物体能够做功，但是否做功还要看当时的条件.如高山上的一块石头，尽管它处于静止状态，但如果从高山上滚下，仍然能够对别的物体做功，所以它也具有能量.“做了功”是一个过程，它是一个力经过一段过程后取得了某种成效.具有能量的物体不一定在做功，但做功的物体一定具有能量；物体能够做的功越多，它具有的能量越多.进行新课知识点1能量一个物体能够对外做功表示这个物体具有能量，简称能，能量的单位与功的单位相同，也是焦耳（J）.下面请大家说说生活中都有哪些种类的能量？生1：生活中常见的能量有电能、太阳能、风能、水能、热能等.生2：我所知道的还有化学能、核能.师很好，生活中能量无处不在，人们就是利用能量来做功的，下面我们一起来分析生活中一些常见事例中的能量.（教师用多媒体展示动能、势能的事例）事例：①汹涌的洪水冲击泥石流前行；②树枝上的苹果；③拧紧发条的玩具车；④位于高处的打桩机重锤；⑤被射箭运动员用力拉弯的弓；⑥行驶的汽车.上面的这些物体都具有能量，请大家分析、讨论并提出分类的方案，说出你的依据.（提示学生从运动和静止的角度分）生：（讨论中）方法一：从运动和静止的角度分：①⑥；②③④⑤方法二：从自然和人为的角度分：①②；③④⑤⑥很好，同学们从方法一分类中，发现一些物体运动时具有能量，另外一些物体尽管静止，但也储存了能量，下面我们就一起来认识动能和势能.（引出动能和势能）板书：动能：物体由于运动而具有的能.教师引导学生说说生活中哪些物体具有动能.生：正在行驶的汽车具有动能，空中飞行的鸟具有动能.请同学们思考在②③④⑤中的物体中，它们有些物体尽管静止，但也储存了能量，它们是如何获得能量的？学生很快发现②与④有一定的高度；③与⑤发生了形变.教师点评：在地球表面附近与高度相关的能称为重力势能，发生弹性形变而具有的能称为弹性势能.板书：势能..重力势能：在地球表面附近与高度相关的能弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能知识点2探究动能大小与哪些因素有关同学们平时观察注意到，在发生交通事故时，汽车高速行驶和低速行驶撞上障碍物时的破坏程度是不同的.下面我们就通过实验来探究动能的大小与哪些因素有关.（提示：可仿照教材P67《实验》进行探究）这是个带槽的木板，我们把钢球放到斜面上令其滚下，到达平面上打击一个小木块，推动木块做功，根据木块被推动的距离远近来判断钢球具有的动能大小.（注意控制变量法的应用）教师演示实验一，学生仔细观察实验.步骤一：教师使小钢球从某一高度由静止开始滚下.（注意木块被推的距离）步骤二：教师换一个质量大的钢球，从同一位置由静止开始滚下，到达水平面上时和刚才的小钢球具有同样的速度，再观察木块被推动的距离.（很显然，第二次木块被推的距离比第一次远得多.说明大钢球做的功多，也就是大钢球具有的动能大.）备课笔记课外链接：走出理解动能与惯性的误区.我们在学习惯性的时候，只知道高速行驶的列车由于惯性不易停下来，很容易让我们认为惯性的大小与速度有关，其实，惯性的大小只与质量有关.其原因是惯性反映了物体运动状态改变的难易程度.那么，如何解释列车越快越不容易停下来呢？学习了动能的知识后就可以解释这个问题了.列车的速度越快，具有的动能就越大，若把它停下来，就得对外做较多的功，消耗掉它所具有的动能，因此列车越快越不容易停下来.知识总结：（1）一切运动的物体都具有动能，判断是否具有动能，关键是看物体是否运动.（2）分析物体的动能时，要考虑周全，不能只考虑一个因素.（3）判断动能的大小：质量相同，比较速度；速度相同，比较质量.（4）同一物体，质量一般不变，这里之所以说“一般”就是有特殊情况，如洒水车洒水时质量会减小.进行新课教师提问：这个实验说明了什么？生：这个实验说明了物体的动能大小跟它的质量有关.速度相同时，质量越大，动能越大.教师用同一个钢球演示实验二，学生仔细观察实验.步骤一：教师让钢球从比较低的位置由静止开始滚下.(注意木块被推的距离)步骤二：教师让钢球从比较高的位置滚下来，到达水平面上时具有更大的速度，木块被推得更远.教师提问：这个实验说明了什么？生：这个实验说明了物体的动能大小跟它的速度有关.同一个物体速度越大，动能越大.教师鼓励学生的回答，并进行总结和板书.板书：动能的大小与物体的速度、质量有关.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.好，下面请大家阅读教材P68的《想想议议》,想想为什么？生：因为大型客车、载货汽车的质量要比小型轿车质量大，因此，若速度相同时，大型客车、载货汽车具有的动能大，一旦出现交通事故，做功多，破坏程度大些.所以，为了安全起见，必须将大型客车、载货汽车的速度限制得低些.知识点3究势能的大小与哪些因素有关师重力势能的大小与什么因素有关呢？请大家设计实验探究.学生分组进行实验探究，教师巡视指导.提示：可以借用钢球对物体做功，做功越多，表明钢球的重力势能越大.有的同学想到用钢球下落砸击沙面陷入的深度来体现.学生还可以利用身边文具进行实验.（例如，有学生想到利用举高的橡皮下落时破坏物体的程度大小来体现）.教师要求各小组派一位代表，叙述自己探究的结果，进行全班交流.板书：重力势能的大小与物体所处的高度、质量有关，物体高度越大，质量越大，它具有的重力势能越大.例题1请同学们思考，生活中遇到这种情景时，你心里有何感觉？为什么？（1）处在陡峭的悬崖上摇摇欲坠的大石头，当你从它的下方经过时；（2）静止在地面上的大石头，当你从旁边经过时.生作答，师点评.答案:(1)处在陡峭的悬崖上的大石头有高度,有重力势能(能量),当人从它的下方经过时,会感到害怕.(2)静止在地面上的石头,没有动能和重力势能,当人从它的旁边经过时不会害怕.师举例请大家分析，一个沿竖直方向匀速上升的气球，它的动能、势能将如何变化？生作答.师引导学生分析气球的质量、速度和高度的变化，从而得出动能和重力势能的变化.备课笔记小组问题探讨：同学们思考一下，下面这句话是否正确，“运动的物体具有的能量叫做动能.”特别提醒：（1）决定重力势能大小的因素之一——高度，在没有特殊指明的情况下，一般是指相对于地面而言的.初中阶段通常把地面上的物体所具有的重力势能看作零.（2）在分析弹性势能大小的变化时，一般是分析同一个物体弹性势能大小的变化，所以要比较该物体的弹性形变大小的变化.进行新课例题2一架飞机在灾区上方水平匀速飞行，并不断向灾区空投救灾物资，则飞机在这个过程中，动能、势能又如何变化呢？答案:飞机空投救灾物资后,质量减小,动能和势能也减小.下面我们再来探究弹性势能的大小与什么因素有关呢？请大家设计实验探究.学生分析：当我们拉伸橡皮筋发生形变弹出小石块时，发现形变越大，小石块射出距离越大，由此可见，弹性势能的大小与弹性形变大小有关，弹性形变越大，弹性势能越大.板书：弹性势能的大小与物体发生弹性形变大小有关，弹性形变越大，弹性势能越大.【课堂交流、小结与延展】同学们，我们通过本节课的学习了解了动能和势能，知道了影响它们大小的因素.你们还有哪些收获呢？请相互交流、讨论.（请大家谈自己知道本节哪些知识，还想知道哪些内容及对本课的感受，教师进行情感激励.）生1：通过学习，我明白了：能与功之间有着密切的联系，物体能够对外做功，那么这个物体就具有能.具有的能量越大，做功的本领就越大，因此，能量表明物体具有做功的本领.但物体有能量时，不一定就对外做功，这个能量可以储存在物体中.生2：动能的大小与速度有关，而速度具有相对性，那动能的大小有相对性吗？生3：重力势能的大小取决于物体所处的高度和重力大小.放在三楼的桌子，高度大于相对于二楼的高度，那么重力势能的大小应该不同，也就是说，重力势能具有相对性.生4：弹性势能中为什么要强调弹性形变，弹性形变与形变不同吗？生5：两根粗细不同的橡皮筋，拉长相同的长度，粗橡皮筋把小石块弹得远，说明弹性势能与物体本身有关，对吗？同学们说得很好，课后你们可以根据刚才自己提出的问题去探究下，找到正确的答案.教学板书课堂小结通过本节课的学习，我们知道了能量、动能、重力势能和弹性势能的概念，通过实验探究我们知道了影响动能、重力势能和弹性势能大小的因素，实验过程中注意控制变量法的应用.教材习题解答想想议议（P68)某段道路的标志牌显示：小型客车最高行驶速度不得超过100km/h；大型客车、载货汽车最高行驶速度不得超过80km/h.（图11.3-3）请你用物理知识解释，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.解答：质量一定时，物体的速度越大，动能越大，越不容易刹车，所以要对车辆的速度加以限制，以免发生交通事故；速度一定时，质量越大，动能就越大，所以大型客车的限速比小型客车的小.1.请你从能量的角度解释，为什么骑自行车时速度不能太快？2.请你判断下列物体具有哪种形式的能量：（1）在水平公路上行驶的汽车；（2）悬挂在天花板上的吊灯；（3）在空中飞行的飞机；（4）被拉开的弹弓.3.阅读图11.3-7的剪报.用物理知识解释：为什么此时的馒头能把人砸伤？4.物体的质量和它的速度都能影响物体的动能.请你研究本节小资料“一些物体的动能”提供的数据，质量与速度相比，哪个因素对物体的动能影响更大？5.拦河大坝使上游的水位升高（图11.3-8），提高水的重力势能.水从大坝的上游流下时冲击水轮发电，水的势能最终转化为电能.瑞士的大笛克桑斯大坝高285m，我国葛洲坝水电站的拦河坝高70m.有人说前者水的重力势能比后者的大，能够这样简单地得出结论吗？为什么？1.解答：因为车速快了，动能太大，不容易刹车，容易造成交通事故.2.解答：（1）动能（2）重力势能（3）动能和重力势能（4）弹性势能3.解答：馒头下落时，与火车具有相同的速度，具有一定动能，所以馒头能把人砸伤.规律总结：1.物体是否具有能量的判断方法.判断一个物体是否具有能量，不看它是否做功，而是看它能不能做功，如果某个物体虽然没有做功，但是它能够做功，它具有做功的本领，那么它就具有能量；如果物体正在做功，表明它能够做功，当然具有能量；如果物体不能够做功，它就没有能量.2.物体