第3節(jié)動能和勢能課題動能和勢能課型新授課教學(xué)目標(biāo)1.理解動能和勢能的基本概念，并能識別具有動能和勢能物體的事例.2.理解動能、勢能的大小跟什么因素有關(guān)3.熟練掌握分類法、控制變量法等具體的研究方法.教學(xué)重點動能和勢能的概念；動能和勢能的大小與哪些因素有關(guān)教具準(zhǔn)備斜面（光滑的長木板）、鋼球（大、小鋼球各一個）、木塊、刻度尺、多媒體課件等教學(xué)難點探究動能和勢能的影響因素教學(xué)課時1課時新課導(dǎo)入教師演示實驗，請同學(xué)們認(rèn)真觀察，并思考：小球?qū)δ緣K做功了嗎？實驗操作：讓一個小球沿桌面滾動，撞擊木塊，使木塊移動了一段距離.生：做了功.師小球能夠?qū)ν庾龉?，它有能量嗎？生：（齊聲回答）當(dāng)然有能量.師運動的物體有什么能量?有什么特點？這正是我們今天要研究的問題.進(jìn)行新課能量師：一個物體能夠?qū)ν庾龉Ρ硎具@個物體具有能量，簡稱能，能量的單位與功的單位相同，也是焦耳（J）.下面請大家說說生活中都有哪些種類的能量？生1：生活中常見的能量有電能、太陽能、風(fēng)能、水能、熱能等.生2：我所知道的還有化學(xué)能、核能.師：很好，生活中能量無處不在，人們就是利用能量來做功的，下面我們一起來分析生活中一些常見事例中的能量.（教師用多媒體展示動能、勢能的事例）事例：①洶涌的洪水沖擊泥石流前行；②樹枝上的蘋果；③擰緊發(fā)條的玩具車；④位于高處的打樁機(jī)重錘；⑤被射箭運動員用力拉彎的弓；⑥行駛的汽車.師：上面的這些物體都具有能量，請大家分析、討論并提出分類的方案，說出你的依據(jù).（提示學(xué)生從運動和靜止的角度分）生：（討論中）方法一：從運動和靜止的角度分：①⑥；②③④⑤方法二：從自然和人為的角度分：①②；③④⑤⑥師：很好，同學(xué)們從方法一分類中，發(fā)現(xiàn)一些物體運動時具有能量，另外一些物體盡管靜止，但也儲存了能量，下面我們就一起來認(rèn)識動能和勢能.（引出動能和勢能）板書：動能：物體由于運動而具有的能.教師引導(dǎo)學(xué)生說說生活中哪些物體具有動能.生：正在行駛的汽車具有動能，空中飛行的鳥具有動能.師：請同學(xué)們思考在②③④⑤中的物體中，它們有些物體盡管靜止，但也儲存了能量，它們是如何獲得能量的？學(xué)生很快發(fā)現(xiàn)②與④有一定的高度；③與⑤發(fā)生了形變.教師點評：在地球表面附近與高度相關(guān)的能稱為重力勢能，發(fā)生彈性形變而具有的能稱為彈性勢能.板書：勢能研究物體的動能跟哪些因素有關(guān)師：同學(xué)們平時觀察注意到，在發(fā)生交通事故時，汽車高速行駛和低速行駛撞上障礙物時的破壞程度是不同的.下面我們就通過實驗來研究物體的動能跟哪些因素有關(guān).（提示：可仿照教材P92《演示》進(jìn)行探究）師：這是個帶槽的木板，我們把鋼球放到斜槽上令其滾下，到達(dá)平面上撞擊一個木塊，推動木塊做功，根據(jù)木塊被推動的距離遠(yuǎn)近來判斷鋼球具有的動能大小.（注意控制變量法的應(yīng)用）教師用不同的鋼球演示實驗一，學(xué)生仔細(xì)觀察實驗. 步驟一：教師使鋼球從某一高度由靜止開始滾下.觀察木塊被推動的距離.步驟二：教師換一個質(zhì)量更大的鋼球，從同一位置由靜止開始滾下，到達(dá)水平面上時和剛才的鋼球具有同樣的速度，再觀察木塊被推動的距離.（很顯然，第二次木塊被推的距離比第一次遠(yuǎn)得多.說明質(zhì)量大的鋼球做的功多，也就是質(zhì)量大的鋼球具有的動能大）教師提問：這個實驗說明了什么？生：這個實驗說明了物體的動能跟它的質(zhì)量有關(guān).速度相同時，質(zhì)量越大，動能越大.教師用同一個鋼球演示實驗二，學(xué)生仔細(xì)觀察實驗.步驟一：教師讓鋼球從比較低的位置由靜止開始滾下，觀察木塊被推的距離.步驟二：教師讓鋼球從比較高的位置由靜止?jié)L下，到達(dá)水平面上時具有更大的速度，木塊被推得更遠(yuǎn).教師提問：這個實驗說明了什么？生：這個實驗說明了物體的動能跟它的速度有關(guān).同一個物體速度越大，動能越大.教師鼓勵學(xué)生的回答，并進(jìn)行總結(jié)和板書.板書：動能與物體的速度、質(zhì)量有關(guān).質(zhì)量相同的物體，運動的速度越大，它的動能越大；運動速度相同的物體，質(zhì)量越大，它的動能也越大.師：好，下面請大家閱讀教材P93的《想想議議》，想想為什么？生：因為大型客車、載貨汽車的質(zhì)量要比小型客車質(zhì)量大，因此，速度相同時，大型客車、載貨汽車具有的動能大，一旦出現(xiàn)交通事故，做功多，破壞程度大些.所以，為了安全起見，必須將大型客車、載貨汽車的速度限制得低些.研究物體的勢能跟哪些因素有關(guān)師：物體的重力勢能與什么因素有關(guān)呢？請大家設(shè)計實驗探究.學(xué)生分組進(jìn)行實驗探究，教師巡視指導(dǎo).提示：可以借用鋼球?qū)ξ矬w做功，做功越多，表明鋼球的重力勢能越大.有的同學(xué)想到用鋼球下落砸擊沙面陷入的深度來體現(xiàn).學(xué)生還可以利用身邊文具進(jìn)行實驗.（例如，有學(xué)生想到利用舉高的橡皮下落時破壞物體的程度大小來體現(xiàn)）教師要求各小組派一位代表，敘述自己探究的結(jié)果，進(jìn)行全班交流.板書：重力勢能的大小與物體所處的高度、質(zhì)量有關(guān)，物體的質(zhì)量越大，位置越高，它的重力勢能就越大.例題1請同學(xué)們思考，生活中遇到這種情景時，你心里有何感覺？為什么？（1）處在陡峭的懸崖上搖搖欲墜的大石頭，當(dāng)你從它的下方經(jīng)過時；（2）靜止在地面上的大石頭，當(dāng)你從旁邊經(jīng)過時.生作答，師點評.答案：（1）處在陡峭的懸崖上的大石頭有高度，有重力勢能（能量），當(dāng)人從它的下方經(jīng)過時，會感到害怕.（2）靜止在地面上的石頭，沒有動能和重力勢能,當(dāng)人從它的旁邊經(jīng)過時不會害怕.師：請大家分析，一個沿豎直方向勻速上升的氣球，它的動能、勢能將如何變化？生作答，師引導(dǎo)學(xué)生分析氣球的質(zhì)量、速度和高度的變化，從而得出動能和重力勢能的變化.例題2一架飛機(jī)在災(zāi)區(qū)上方水平勻速飛行，并不斷向災(zāi)區(qū)空投救災(zāi)物資，則飛機(jī)在這個過程中，動能、勢能又如何變化呢？答案：飛機(jī)空投救災(zāi)物資后，質(zhì)量減小，動能和勢能也減小.師：好，下面請大家閱讀教材P94的《想想議議》，想想為什么？生：重力勢能的大小不僅與物體所處的高度有關(guān)，還與物體的質(zhì)量有關(guān).要比較兩個水電站中水的重力勢能的大小，不僅要看水位的高度，還要看儲存水的質(zhì)量.僅憑水位高低，不能得出正確結(jié)論.師：下面我們再來探究物體的彈性勢能與什么因素有關(guān)呢？請大家設(shè)計實驗探究.學(xué)生分析：當(dāng)我們拉伸橡皮筋發(fā)生形變彈出小石塊時，發(fā)現(xiàn)形變越大，小石塊射出距離越大，由此可見，彈性勢能的大小與彈性形變大小有關(guān)，彈性形變越大，彈性勢能越大.板書：彈性勢能的大小與物體發(fā)生彈性形變大小有關(guān)，同一物體的彈性形變越大，彈性勢能越大.【課堂交流、小結(jié)與延展】師：同學(xué)們，我們通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)了解了動能和勢能，知道了影響它們大小的因素.你們還有哪些收獲呢？請相互交流、討論.（請大家談自己知道本節(jié)哪些知識，還想知道哪些內(nèi)容及對本課的感受，教師進(jìn)行情感激勵.）生1：通過學(xué)習(xí)，我明白了：能與功之間有著密切的聯(lián)系，物體能夠?qū)ν庾龉?，那么這個物體就具有能.具有的能量越大，做功的本領(lǐng)就越大，因此，能量表明物體具有做功的本領(lǐng).但物體有能量時，不一定就對外做功，這個能量可以儲存在物體中.生2：動能的大小與速度有關(guān)，而速度具有相對性，那動能的大小有相對性嗎？生3：重力勢能的大小取決于物體所處的高度和重力大小.放在三樓的桌子，高度大于相對于二樓的高度，那么重力勢能的大小應(yīng)該不同，也就是說，重力勢能具有相對性.生4：彈性勢能中為什么要強(qiáng)調(diào)彈性形變，彈性形變與形變不同嗎？生5：兩根粗細(xì)不同的橡皮筋，拉長相同的長度，粗橡皮筋把小石塊彈得遠(yuǎn)，說明彈性勢能與物體本身有關(guān)，對嗎？師：同學(xué)們說得很好，課后你們可以根據(jù)剛才自己提出的問題去探究下，找到正確的答案.教學(xué)板書課堂小結(jié)通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們知道了能量、動能、重力勢能和彈性勢能的概念，通過實驗探究我們知道了影響動能、重力勢能和彈性勢能大小的因素，實驗過程中注意控制變量法的應(yīng)用.教學(xué)反思1.在幫助學(xué)生理解動能、勢能的概念時，可以讓學(xué)生根據(jù)平時的觀察，結(jié)合自己身邊的事例進(jìn)行分析，這樣起到更好的效果.在“研究物體的動能跟哪些因素有關(guān)”的實驗的“交流、評估”環(huán)節(jié)中，控制變量法的利用，讓各個小組的同學(xué)發(fā)表各自的見解，這樣便于提高學(xué)生今后動手實驗的能力.2.在研究物體的動能跟哪些因素有關(guān)的實驗后，知道了動能的大小與速度、質(zhì)量有關(guān)，教師可以追問學(xué)生，速度和質(zhì)量對動能的影響是同等大小嗎？教師可以引導(dǎo)、啟發(fā)學(xué)生進(jìn)一步思考和分析，可以通過設(shè)計一個實驗來探究，學(xué)生帶著問題去思考，這樣更加激發(fā)學(xué)生的求知欲，調(diào)動學(xué)生的積極性、主動性.教學(xué)過程中老師的疑問：教師點評和總結(jié)：課后·知能演練基礎(chǔ)鞏固1.爸爸開車帶著小明行駛在高速公路上,小明看到如圖所示的限速標(biāo)志,針對這一現(xiàn)象,下列四個問題中最有探究價值且易于探究的科學(xué)問題是()A.物體的動能與哪些因素有關(guān)B.物體的動能與物體的速度有什么關(guān)系C.物體的動能與物體的質(zhì)量有什么關(guān)系D.汽車的動能與汽車的質(zhì)量和速度有什么關(guān)系2.在探究重力勢能的大小與哪些因素有關(guān)的實驗中,重物的質(zhì)量關(guān)系為mA=mB≠mC,木樁相同,木樁和重物位置如圖甲所示,重物靜止釋放后,木樁被打擊陷入沙中的情形如圖乙所示。下列說法錯誤的是()A.重物下落時,重物的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能B.木樁打入沙中的深度可以反映重物重力勢能的大小C.比較A、C可知,重物下落的高度越高,重力勢能越大D.若B、C將木樁打入沙中的深度相同,則mB<mC3.下列物體既有動能又有勢能的是()A.靜止在平直公路上的汽車 B.被壓縮的彈簧C.高山上靜止的大石 D.某飛機(jī)在飛行4.體育課上,李華同學(xué)讓鉛球和足球在跑道上以相同的速度滾動,則()A.鉛球的動能大 B.足球的動能大C.鉛球、足球的動能一樣大 D.無法比較5.下列說法正確的是()A.靜止的物體不具有能 B.沒有做功的物體不具有能C.具有能的物體一定在做功 D.能夠做功的物體一定具有能6.兩個相同的籃球,表面潮濕,從不同高度自由落至同一地面,留下的印跡如圖所示。關(guān)于初始時的高度和重力勢能,下列說法正確的是()A.落在A處的籃球初始高度高,初始重力勢能大B.落在B處的籃球初始高度高,初始重力勢能大C.兩個籃球初始時的高度和重力勢能一樣D.兩個籃球初始時的高度和重力勢能無法比較大小7.如圖所示,用同樣大小的力作用在甲、乙兩根完全相同的彈簧上,則關(guān)于它們彈性勢能的大小關(guān)系,下列說法正確的是()A.甲彈簧的彈性勢能大 B.乙彈簧的彈性勢能大C.兩彈簧的彈性勢能一樣大 D.以上三種情況均有可能能力提升8.右圖是物體離手后,在空中飛行過程中動能Ek隨時間t變化的曲線,運動的物體可能是()A.斜向上投擲出去的鉛球B.一松手由靜止下落的乒乓球C.豎直向上墊起的排球D.離開腳后在地上滾動的足球9.如圖所示,單擺在從B運動到C,上升過程中擺球的()A.動能不變B.重力勢能不變C.動能變小D.重力勢能變小10.草原發(fā)生大面積蝗災(zāi)時,農(nóng)業(yè)部門利用飛機(jī)噴灑農(nóng)藥消滅蝗蟲。當(dāng)飛機(jī)在某一高度水平勻速飛行噴灑農(nóng)藥時,它的動能,重力勢能。(均選填“變大”“變小”或“不變”)

思維拓展11.利用如圖所示的裝置探究物體的動能大小與哪些因素有關(guān)。將小球A、B分別拉到與豎直方向成一定角度θ的位置,然后都由靜止釋放,當(dāng)小球擺動到豎直位置時,將與靜止在水平面上的木塊C發(fā)生碰撞,木塊都會在水平面上滑行一定距離后停止。圖中的擺長l都相同,θ1<θ2,球A、B的質(zhì)量分別為mA、mB(mA<mB)。(1)如圖甲、乙所示,同時釋放A、B,觀察到它們并排擺動且始終相對靜止,同時到達(dá)豎直位置。這表明兩小球在擺動過程中的任一時刻的速度大小與小球的無關(guān)。

(2)如圖甲、乙所示,觀察到B球能將木塊C撞得更遠(yuǎn)。由此可得出結(jié)論:。

(3)圖乙中小球B到達(dá)豎直位置時的速度(選填“大于”“小于”或“等于”)圖丙中小球B到達(dá)豎直位置時的速度。

(4)如圖乙、丙所示,丙中木塊C滑行得更遠(yuǎn)些,由此可得出結(jié)論:

。

參考答案【課后·知能演練】1.D2.C3.D4.A5.D6.B7.C8