第3节动能和势能优质课教案设计

地区： 江西省 - 宜春市 - 樟树市

学校：樟树市经楼中学

第3节　动能和势能 初中物理       人教2011课标版

知识与技能：

    1.了解能量的初步概念及单位；

    2.知道什么是动能及影响动能大小的因素；

    3.知道什么是重力势能及影响重力势能大小的因素。

过程与方法：
    了解什么是弹性势能及影响弹性势能大小的因素情感态度与价值观

情感态度与价值观

    能用动能和势能的相关知识解释一些简单现象；

    通过实验培养自己的抽象思维能力。

本节课能量的概念较抽象，学生理解有一定难度，通过练习生活实际帮助学生理解。

     理解动能和重力势能及其影响因素

     能的概念的建立及动能、势能知识在日常生活中的应用。

课前预习

一、能量

       我们在日常生活中经常提到能，你能说出几种来？诸如：              。

“能”确是物理学中的一个重要概念，能的概念跟功的概念有密切联系。比如：电流能做功，说明具有电能；燃料燃烧放热可以做功，说明具有热能；因此，我们认为：一个物体能够          它就具有            。

思考：一个物体具有能量它一定做功吗？

小结：能与功的关系是：                                          。

二、动能

      1．什么样的物体具有动能？

      急流的河水能把石头冲走，流水能做功；飞行的子弹能把木板打穿，飞行的子弹能做功；风吹动帆船航行，空气流动形成的风能做功。这些物体能做功，它们都具有能。它们的能量由于         才具有的。水由于     、子弹由于     、空气由于     而具有能。

物理学中把             而具有的能叫动能。一切运动的物体都具有    能。

     2．请同学们判断下列物体中哪些物体具有动能。

     A、静坐的人；                              B、足球场上奔跑的运动员；

     C、炮膛中准备发射的炮弹；         D、从飞机上投出的炸弹；

     E、被电风扇吹动的空气。

     具有动能的是：                       ；     理由是                              ；

     3．动能的大小或多少跟哪些因素有关。

     思考：影响动能大小的因素有：                                 

     三势能

     运动的物体具有动能。生活中也有很多物体并没有运动，但是它们也能做功，也具有能。

     1．什么样的物体具有重力势能？新 课 标 第 一 网

     人们在打桩时，必须把重锤高高举起，当重锤落下时可以做功，因为重锤受到竖直向下的重力，重锤下落时沿着重力的方向向下通过了一段距离，所以举高的重锤可以做功，将木桩打入地里。试想，一个重锤如果静止地压在本桩上是不能做功的。重锤只有在被     的情况下才能做功，即重锤被举高时才具有做功的本领——能。

     一池静止的水是不能做功的，但是这一池静止的水如果处在高山上，水落下时就可以做功，把水车冲得转起来。

      因此，物体由于                                叫重力势能。

     2．重力势能的大小跟哪些因素有关。

     思考：影响重力势能的因素是：                              

     3、物体由于                                         叫做弹性势能。

      课内探究

     自主学习

     交流预习情况

     我们小组在完成预习学案中遇到的问题是：

      合作探究

      任务一：动能的大小与什么因素有关？

      物体能够做的功越多，表示这个物体具有的能量越大。那么动能的大小决定于哪些因素呢？现在我们通过实验来研究。wwW .x kB  1.c Om

      1、动能与质量的关系

      实验方法：用一个带槽的木板，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                          来判断钢球具有的动能的大小。

    （ 教师演示、学生观察实验）

       第一次，我们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。第二次，我们换一个质量大的钢球，从          由静止开始滚下，到达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。

      观察到的现象是：                                                 

      这个实验说明了：                                                   （提示：注意“控制变量法”的应用）

     思考：质量不同的两个钢球为什么从斜面的同一高度滚下？                        

       2、动能与速度的关系

      我们用同一个钢球再做两次实验。（教师演示，学生观察）

第一次，我们让钢球从比较低的位置由静止开始滚下。第二次我们让钢球从比较高的位置由静止开始滚下。比较两次实验中木块被推的距离大小。

     实验现象：                                              

     实验结论：                                                  

     通过以上实验可知：影响动能大小的因素是：          和                ，它们与动能大小的关系是：                                          。

      3、课堂练习。

     (1)一辆汽车加速运动，它的动能______。

     (2)火车进站时做减速运动，它的动能______，停止后，它的动能______。

     (3)一辆洒水车在马路上匀速前进并正在洒水，它的动能______。

      4、你有哪些关于应用动能的例子？w W w.xK b  1.  c om

      任务二：重力势能与哪些因素有关？

      请大家判断下列物体的重力势能的大小。

   (1)打地基时，质量是20千克的石头重锤和质量是100千克的铁制重锤被举得同样高，谁的重力势能大？                 

    (2)同一个重锤，被举高1米或3米两种情况下，哪种情况重力势能大？ 

      小结：通过以上的两个例子我们能判断出重力势能的大小与             和         有关，关系是：                                                          。

       日常生活生产中，你知道有哪些事情在应用重力势能吗？列举出几个：

       任务三：什么样的物体具有弹性势能？

      大家看一个实验。（教师演示，学生回答）

      把一个砝码放在弹簧上的小木板上，用力将弹簧压缩，使其发生（弹性形变）。此时，弹簧静止，没有    能。弹簧也没有被举高，也没有            。可是大家猜想，弹簧能不能做功？

         ，放开手，我们观察到：                            

       可见，被压缩的弹簧也具有能。这种能区别于动能和重力势能，它是由于             而具有的能。所以，发生弹性形变的物体具有的能叫          。

       物体在很多情况下都具有弹性势能。请你举出几个应用弹性势能的例子

       我们住地上拍打篮球的时候，球发生弹性形变的程度越大，球就弹起得越     ，这说明：物体的弹性          势能的大小跟物体                   有关，弹性形变越大，它具有的弹性势能越大。

       精讲点拨

      全班交流，解疑答惑

     我们小组的问题是:

      一.填空题

      1.动能是指物体由于      而具有的能，其大小与物体的        和       有关.

      2.势能包含     势能和       势能两种.物体由于被举高而具有的能叫做     势能，它与物体的       和          有关；物体由于发生      而具有的能叫做     势能，它的大小与                 有关.

      3.我们常用的能量单位是      ，用字母    来表示.

      4.判定下列物体是否具有动能或势能，假如有，说出能量的名称，假如没有，说明原因．

     ①在水平地面上滚动的铅球：___________；　②悬挂在室内的电灯：____________；

     ③玩具汽车中被卷紧的发条：_____________；　④弹簧：_____________；

     ⑤在空中飞行的波音747客机：  _____⑥静止在水平轨道上的列车： ________．

     ⑦高速升空的火箭             .　　⑧被拉弯的钢板尺               .

     ⑨被水电站拦河坝拦住的上游水         .　⑩空中下落的皮球            

      5.质量较大的喜鹊与质量较小的燕子在空中飞行，假如它们的动能相等，那么   飞得快．

      6.假如卡车空载和满载时都以同样的速度行驶，那么空载时具有的动能      满载时具有的动能．停放在山顶上的卡车具有的重力势能 该卡车下山时具有的重力势能．（选填“大于”、“小 于”或“等于”）

     7.如图所示，一个同学在蹦床上玩，从跳起到上升至最高点的过程 中，       能逐渐增大，        能逐渐减小。

      8.如图所示，在“研究物体动能与哪些因素有关”的实验中，将A、B、C三小球先后从同一装置的hA、hB、hC高处滚下（mA＝mB＜mC，hA＝hC＞hB）推动纸盒运动一段距离后静止。

    （1）要研究动能与质量的关系，我们要选择　　　　两图来进行比较。

    （2）从图中可以看出，A、B、C三个小球刚到达水平面时，　　　球的动能最大。

      有效训练

      1.关于能的概念，下列说法正确的是（   ）

      A．用线悬挂着的物体，它没有做功，它不具有机械能

      B．在空中飞行的子弹，因为它能做功，所以它具有机械能

      C．甲物体的运动速度比乙物体的大，则甲物体的动能一定比乙物体的大

      D．甲物体的高度比乙物体的高度大，则甲物体的势能一定比乙物体的大

      2.跳伞运动员在空中匀速下落的过程中，他的（     ）

      A．动能增大，势能不变              B．动能不变，势能减小

      C．动能、势能都不变                 D．动能减小，势能增大

      3.司机开车上坡前，往往加大油门，以提高汽车的速度，这是为了（      ）

      A．增大动能         B．增大势能     C．增大惯性           D．减小阻力

      4.2005年10月13日，西昌卫星发射中心用“长征四号乙”运载火箭，成功地将‘“神州六号”飞船送人太空。在飞船随火箭一起离开发射塔飞向天空的过程中（      ）

      A．飞船的势能不断减小，动能不断增大     B．飞船的势能不断增大，动能不断减小

      C．飞船的势能和动能都在不断减小            D．飞船的势能和动能都在不断增大

       5.三峡水库修建大坝，为了提高水位，增加水的（     ）

       A．内能        B．重力势能         C．弹性势能          D．动能

       6.关于能量的大小，下列说法中错误的是（        ）

       A.运动速度越大的物体，动能也越大      

       B.质量大的物体，动能不一定大

       C.质量大的物体，其重力势能不一定大

       D.质量越大的物体，被举得越高，其重力势能就越大

       7. 某块砖在一对平衡力作用下运动，则该砖（      ）

       A．势能一定不变，动能一定不变　　       B．势能可能改变，动能一定不变

       C．势能可能改变，动能可能改变　　       D．势能一定不变，动能可能改变

课后训练

       (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)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?

       (3)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?

       (4)在航空史上，有不少飞机失事，是由于飞鸟碰在飞机上，飞鸟为什么能使飞机失事？

       (5)在一空战中，飞行员觉得旁边有个东西跟着他，他用手抓住一看，原来是颗子弹，这种情况可能吗？子弹为什么不伤飞行员？

      (6)楼顶平台上放一块砖，砖对平台有没有重力势能？对地面有没有重力势能？

      (7)说明下列物体具有什么形式的能：

      ①在海上行驶的轮船；            

      ②高空中云彩里的小冰粒；

      ③空中飞行的子弹；              

      ④拉长的弹弓橡皮条。

      (8)把废钟表或废玩具里的发条拆下来看看它是怎样工作的。为什么发条拧得紧些钟表或玩具走的时间就长些？

    （9）如图14-3所示，是用来探究“动能大小跟哪些因素有关”的实验装置图。（小球在光滑斜面上由静止开始下滑，到达底端的速度只与起点高度有关，起点越高，到达底端的速度就越大，运动小球撞击停在平面上的木块后，木块运动距离越长，说明小球具有动能越大）

    （1）分析比较实验甲与实验乙，可得出结论：____________________________。

实验中被控制的物理量是________________。

    （2）分析比较实验乙与实验丙，可得出结论：____________________________。

实验中被控制的物理量是_______________________。

    （3）实验结果表明，物体动能与物体的       和       有关，____________越大，____________越大，动能就越大。

第3节　动能和势能

第3节　动能和势能

课前预习

一、能量

       我们在日常生活中经常提到能，你能说出几种来？诸如：              。

“能”确是物理学中的一个重要概念，能的概念跟功的概念有密切联系。比如：电流能做功，说明具有电能；燃料燃烧放热可以做功，说明具有热能；因此，我们认为：一个物体能够          它就具有            。

思考：一个物体具有能量它一定做功吗？

小结：能与功的关系是：                                          。

二、动能

      1．什么样的物体具有动能？

      急流的河水能把石头冲走，流水能做功；飞行的子弹能把木板打穿，飞行的子弹能做功；风吹动帆船航行，空气流动形成的风能做功。这些物体能做功，它们都具有能。它们的能量由于         才具有的。水由于     、子弹由于     、空气由于     而具有能。

物理学中把             而具有的能叫动能。一切运动的物体都具有    能。

     2．请同学们判断下列物体中哪些物体具有动能。

     A、静坐的人；                              B、足球场上奔跑的运动员；

     C、炮膛中准备发射的炮弹；         D、从飞机上投出的炸弹；

     E、被电风扇吹动的空气。

     具有动能的是：                       ；     理由是                              ；

     3．动能的大小或多少跟哪些因素有关。

     思考：影响动能大小的因素有：                                 

     三势能

     运动的物体具有动能。生活中也有很多物体并没有运动，但是它们也能做功，也具有能。

     1．什么样的物体具有重力势能？新 课 标 第 一 网

     人们在打桩时，必须把重锤高高举起，当重锤落下时可以做功，因为重锤受到竖直向下的重力，重锤下落时沿着重力的方向向下通过了一段距离，所以举高的重锤可以做功，将木桩打入地里。试想，一个重锤如果静止地压在本桩上是不能做功的。重锤只有在被     的情况下才能做功，即重锤被举高时才具有做功的本领——能。

     一池静止的水是不能做功的，但是这一池静止的水如果处在高山上，水落下时就可以做功，把水车冲得转起来。

      因此，物体由于                                叫重力势能。

     2．重力势能的大小跟哪些因素有关。

     思考：影响重力势能的因素是：                              

     3、物体由于                                         叫做弹性势能。

      课内探究

     自主学习

     交流预习情况

     我们小组在完成预习学案中遇到的问题是：

      合作探究

      任务一：动能的大小与什么因素有关？

      物体能够做的功越多，表示这个物体具有的能量越大。那么动能的大小决定于哪些因素呢？现在我们通过实验来研究。wwW .x kB  1.c Om

      1、动能与质量的关系

      实验方法：用一个带槽的木板，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                          来判断钢球具有的动能的大小。

    （ 教师演示、学生观察实验）

       第一次，我们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。第二次，我们换一个质量大的钢球，从          由静止开始滚下，到达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。

      观察到的现象是：                                                 

      这个实验说明了：                                                   （提示：注意“控制变量法”的应用）

     思考：质量不同的两个钢球为什么从斜面的同一高度滚下？                        

       2、动能与速度的关系

      我们用同一个钢球再做两次实验。（教师演示，学生观察）

第一次，我们让钢球从比较低的位置由静止开始滚下。第二次我们让钢球从比较高的位置由静止开始滚下。比较两次实验中木块被推的距离大小。

     实验现象：                                              

     实验结论：                                                  

     通过以上实验可知：影响动能大小的因素是：          和                ，它们与动能大小的关系是：                                          。

      3、课堂练习。

     (1)一辆汽车加速运动，它的动能______。

     (2)火车进站时做减速运动，它的动能______，停止后，它的动能______。

     (3)一辆洒水车在马路上匀速前进并正在洒水，它的动能______。

      4、你有哪些关于应用动能的例子？w W w.xK b  1.  c om

      任务二：重力势能与哪些因素有关？

      请大家判断下列物体的重力势能的大小。

   (1)打地基时，质量是20千克的石头重锤和质量是100千克的铁制重锤被举得同样高，谁的重力势能大？                 

    (2)同一个重锤，被举高1米或3米两种情况下，哪种情况重力势能大？ 

      小结：通过以上的两个例子我们能判断出重力势能的大小与             和         有关，关系是：                                                          。

       日常生活生产中，你知道有哪些事情在应用重力势能吗？列举出几个：

       任务三：什么样的物体具有弹性势能？

      大家看一个实验。（教师演示，学生回答）

      把一个砝码放在弹簧上的小木板上，用力将弹簧压缩，使其发生（弹性形变）。此时，弹簧静止，没有    能。弹簧也没有被举高，也没有            。可是大家猜想，弹簧能不能做功？

         ，放开手，我们观察到：                            

       可见，被压缩的弹簧也具有能。这种能区别于动能和重力势能，它是由于             而具有的能。所以，发生弹性形变的物体具有的能叫          。

       物体在很多情况下都具有弹性势能。请你举出几个应用弹性势能的例子

       我们住地上拍打篮球的时候，球发生弹性形变的程度越大，球就弹起得越     ，这说明：物体的弹性          势能的大小跟物体                   有关，弹性形变越大，它具有的弹性势能越大。

       精讲点拨

      全班交流，解疑答惑

     我们小组的问题是:

      一.填空题

      1.动能是指物体由于      而具有的能，其大小与物体的        和       有关.

      2.势能包含     势能和       势能两种.物体由于被举高而具有的能叫做     势能，它与物体的       和          有关；物体由于发生      而具有的能叫做     势能，它的大小与                 有关.

      3.我们常用的能量单位是      ，用字母    来表示.

      4.判定下列物体是否具有动能或势能，假如有，说出能量的名称，假如没有，说明原因．

     ①在水平地面上滚动的铅球：___________；　②悬挂在室内的电灯：____________；

     ③玩具汽车中被卷紧的发条：_____________；　④弹簧：_____________；

     ⑤在空中飞行的波音747客机：  _____⑥静止在水平轨道上的列车： ________．

     ⑦高速升空的火箭             .　　⑧被拉弯的钢板尺               .

     ⑨被水电站拦河坝拦住的上游水         .　⑩空中下落的皮球            

      5.质量较大的喜鹊与质量较小的燕子在空中飞行，假如它们的动能相等，那么   飞得快．

      6.假如卡车空载和满载时都以同样的速度行驶，那么空载时具有的动能      满载时具有的动能．停放在山顶上的卡车具有的重力势能 该卡车下山时具有的重力势能．（选填“大于”、“小 于”或“等于”）

     7.如图所示，一个同学在蹦床上玩，从跳起到上升至最高点的过程 中，       能逐渐增大，        能逐渐减小。

      8.如图所示，在“研究物体动能与哪些因素有关”的实验中，将A、B、C三小球先后从同一装置的hA、hB、hC高处滚下（mA＝mB＜mC，hA＝hC＞hB）推动纸盒运动一段距离后静止。

    （1）要研究动能与质量的关系，我们要选择　　　　两图来进行比较。

    （2）从图中可以看出，A、B、C三个小球刚到达水平面时，　　　球的动能最大。

      有效训练

      1.关于能的概念，下列说法正确的是（   ）

      A．用线悬挂着的物体，它没有做功，它不具有机械能

      B．在空中飞行的子弹，因为它能做功，所以它具有机械能

      C．甲物体的运动速度比乙物体的大，则甲物体的动能一定比乙物体的大

      D．甲物体的高度比乙物体的高度大，则甲物体的势能一定比乙物体的大

      2.跳伞运动员在空中匀速下落的过程中，他的（     ）

      A．动能增大，势能不变              B．动能不变，势能减小

      C．动能、势能都不变                 D．动能减小，势能增大

      3.司机开车上坡前，往往加大油门，以提高汽车的速度，这是为了（      ）

      A．增大动能         B．增大势能     C．增大惯性           D．减小阻力

      4.2005年10月13日，西昌卫星发射中心用“长征四号乙”运载火箭，成功地将‘“神州六号”飞船送人太空。在飞船随火箭一起离开发射塔飞向天空的过程中（      ）

      A．飞船的势能不断减小，动能不断增大     B．飞船的势能不断增大，动能不断减小

      C．飞船的势能和动能都在不断减小            D．飞船的势能和动能都在不断增大

       5.三峡水库修建大坝，为了提高水位，增加水的（     ）

       A．内能        B．重力势能         C．弹性势能          D．动能

       6.关于能量的大小，下列说法中错误的是（        ）

       A.运动速度越大的物体，动能也越大      

       B.质量大的物体，动能不一定大

       C.质量大的物体，其重力势能不一定大

       D.质量越大的物体，被举得越高，其重力势能就越大

       7. 某块砖在一对平衡力作用下运动，则该砖（      ）

       A．势能一定不变，动能一定不变　　       B．势能可能改变，动能一定不变

       C．势能可能改变，动能可能改变　　       D．势能一定不变，动能可能改变

课后训练

       (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)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?

       (3)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?

       (4)在航空史上，有不少飞机失事，是由于飞鸟碰在飞机上，飞鸟为什么能使飞机失事？

       (5)在一空战中，飞行员觉得旁边有个东西跟着他，他用手抓住一看，原来是颗子弹，这种情况可能吗？子弹为什么不伤飞行员？

      (6)楼顶平台上放一块砖，砖对平台有没有重力势能？对地面有没有重力势能？

      (7)说明下列物体具有什么形式的能：

      ①在海上行驶的轮船；            

      ②高空中云彩里的小冰粒；

      ③空中飞行的子弹；              

      ④拉长的弹弓橡皮条。

      (8)把废钟表或废玩具里的发条拆下来看看它是怎样工作的。为什么发条拧得紧些钟表或玩具走的时间就长些？

    （9）如图14-3所示，是用来探究“动能大小跟哪些因素有关”的实验装置图。（小球在光滑斜面上由静止开始下滑，到达底端的速度只与起点高度有关，起点越高，到达底端的速度就越大，运动小球撞击停在平面上的木块后，木块运动距离越长，说明小球具有动能越大）

    （1）分析比较实验甲与实验乙，可得出结论：____________________________。

实验中被控制的物理量是________________。

    （2）分析比较实验乙与实验丙，可得出结论：____________________________。

实验中被控制的物理量是_______________________。

    （3）实验结果表明，物体动能与物体的       和       有关，____________越大，____________越大，动能就越大。