2021学年11.3 动能和势能教案

这是一份2021学年11.3 动能和势能教案，共12页。教案主要包含了导入新课，进行新课，学以致用，课堂小结等内容，欢迎下载使用。
通过学生在日常生活中听到的关于“能”的俗语，引入“能”的概念，即物体具有做功的性能或本领，并介绍能量的单位，最后，重点落在动能和势能的探究上．通过实验探究运动的物体、被举高的物体、发生弹性形变的物体都具有做功的本领，即它们都具有能量，进一步探究能量的多少与哪些因素有关．
新课标要求通过实例理解动能、势能的概念，本节内容先介绍功和能的关系，然后通过大量的实例让学生真实感受到动能、势能的存在，理解动能、势能的概念．让学生通过观察实验了解动能、势能的大小与哪些因素有关，加深对动能、势能概念的理解．
初中只要求学生对能量的概念有初步的了解，同时掌握物体做功的基本知识，在讲述能的初步概念以后，结合实验探究，学生能理解动能和势能的概念．
知识与技能
1．理解动能、重力势能的初步概念，知道什么是弹性势能；
2．知道动能和势能的大小跟什么因素有关．
过程与方法
1．通过观察、归纳概括得到动能、势能的概念；
2．经历探究影响动能和势能大小的因素的实验过程．
情感、态度与价值观
1．通过教学活动，激发学生的学习兴趣和求知欲望．
2.通过探究实验和合作学习，培养学生严谨的科学态度，敢于探索创新的科学精神及交流合作的团队意识．
重点：动能和势能的概念及动能和势能的大小与什么因素有关．
难点：动能和势能的大小影响因素的探究．
1课时
边探究、边分析、边归纳，层层深入地教学．所以本节课用到的教学方法是实验法、讨论法、归纳法.
滑槽、钢球、斜面、木块、小方桌、沙箱、小重物、弹弓、多媒体课件．
课前3分钟，学生自主阅读课本P67－P70内容，并用双色笔标出本节课的基本概念、定律和重点知识，物理课代表收集学生在预习过程中遇到的问题并准备在课堂上展示．
一、导入新课
【课件展示】
说明：提到能，我们能想到很多，诸如热能、电能、能源开发等等．能是物理学中的一个重要概念，能与功有着密切的联系．我们说一个物体能够做功，这个物体就具有能．电流能做功，具有电能；燃料燃烧放热可以做功，具有热能．自然界中，能的形式很多，今天我们学习最常见的能的形式——动能和势能．
(设计意图：抓住学生好奇的心理特点，由情景导入新课，让学生对即将学习的知识产生浓厚的学习兴趣．)
二、进行新课
(一)动能
1．能量
教师列举以下几种情境：
(1)运动的小球将竖立在桌子上的粉笔撞翻，推动物体做功；
(2)被高举的小球下落在平整的橡皮泥上，打出了很深的坑痕，对物体做功；
(3)被压缩的弹簧将小球弹起，对小球做了功．
师生共同分析总结：运动的小球、被高举的小球、被压扁的弹簧的共同特征就是这些物体能够做功，是因为具有能量．一个物体能够对外做功，我们就说它具有能量．
教师引导学生思考交流：
(1)一个物体具有能，并不是说它一定做了功或正在做功，而是它能够做功，可以做功；
(2)一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大；
(3)能的单位与功的单位一样，都是焦耳，符号为J.
2．动能
教师利用课件展示：
高速行驶的列车 奔腾的黄河水
教师并列举出如下情境：①急流的河水把石头冲走；②飞行的子弹；③风吹动帆船航行……
学生小组内思考交流找出这些事例所具有的共同特征：①这些物体都在运动；②这些物体都能做功，它们都具有能．
教师点拨，师生共同归纳总结：物理学中把物体由于运动而具有的能叫动能．一切运动的物体都具有动能．
学生举例哪些物体具有动能．教师提出问题：判断下列物体中哪些具有动能：静坐的人，足球场上奔跑的运动员，炮膛中准备发射的炮弹，从飞机上投下的炸弹，被电风扇吹动的空气．
学生讨论并回答：运动员、炸弹和空气是运动的，具有动能；人和炮弹是静止的，所以不具有动能．
3．动能的大小跟哪些因素有关
实验器材：钢球、斜面、滑槽、木块．
教师引导学生思考：
(1)你能让钢球具有动能吗？ (2)你能让钢球做功吗？
交流讨论：每次实验中钢球的动能一样大吗？你是怎样比较钢球的动能大小的？用到了什么方法来研究问题？
方法点拨：把钢球动能的大小转换成木块被推动距离的长短，此处运用了转换法．
【设计实验】
小组合作，交流讨论设计方案．
(1)你计划采取什么科学方法来研究自己的实验课题？
(2)如何改变速度？如何改变质量？如何设计实验方案？
引导学生以小组为单位进行讨论，并利用手中的器材设计实验证明自己的观点．教师巡视，并给予必要的点拨．
动能大小与速度的关系．钢球从滑槽上滚下，在水平面上运动．运动的钢球碰上木块后，能将木块撞出一段距离．
【进行实验】
教师组织学生实验，并巡视解决学生在实验中出现的问题．
1．让同一个钢球从不同的高度滚下，看哪次木块被撞得远．
2．用质量不同的钢球，让它们从同一高度滚下，看哪个钢球把木块撞得远．
教师点拨：让同一个钢球从不同的高度滚下，这是控制质量相同，来研究速度与动能的关系；换用质量不同的钢球，让它们从同一高度滚下，这是控制速度相同，研究质量与动能的关系．这种研究方法被称为“控制变量法”．
【分析论证】组织学生展示实验结果．
1．同一个钢球从越高处滚下，速度越大，木块被撞得越远．
2.质量大的钢球与质量小的钢球，从同一高度滚下，质量大的钢球把木块撞得远．
【实验结论】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．
【想想议议】
比一比行驶的小型客车和大型客车，谁的动能大？
教师引导：汽车的动能较大有没有安全隐患？怎么办呢？在高速路上怎样限制大型和小型客车的车速呢？
解决措施：限制超载、限制超速；大型客车质量大限速小些，小型客车质量小限速大些．
了解一些物体的动能：
(设计意图：培养学生的语言表达能力、协作能力和动手操作能力．)
【对点训练】
在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让同一铁球从斜面的不同高度由静止释放，撞击同一木块(如图所示)，下列说法正确的是( )
A．这样做的目的是研究物体的动能大小与质量的关系
B．该实验说明物体的动能大小与高度有关
C．若水平面绝对光滑，木块将做匀速直线运动
D．铁球从斜面上滚下来的过程中动能一直减小
【答案】C
(二)重力势能
1．重力势能
【课件展示】
提出问题：洪水的动能会产生危害，同时还会引发一些灾害，如山石滚落，山上的石头具有能吗？
学生思考：洪水从高处流下，山上的石头从山上滚落，都可以做功，说明高处的物体具有能量．
师生共同总结：在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能叫做重力势能．
2．重力势能的大小跟哪些因素有关
【进行实验探究】
小方桌的桌腿放置在沙箱的沙面上，让重物从某一高处自由下落撞击小方桌，小方桌下陷得越深，重物的重力势能就越大．
(1)让同一重物从不同的高度自由下落撞击小方桌，比较小方桌下陷的深度．
(2)让不同质量的重物从同一高度自由下落撞击小方桌，比较小方桌下陷的深度．
【实验现象】
(1)同一个重物从越高处下落撞击小方桌，小方桌下陷得越深．
(2)从同一高度下落，质量大的重物比质量小的重物把小方桌撞击得更深些．
【分析归纳、实验结论】
物体重力势能的大小与物体质量和被举高度有关，在质量一定时，高度越大，重力势能越大；高度一定时，质量越大，重力势能越大．
教师提问：你知道生活中重力势能的应用吗？
学生交流应用：打桩机，其重锤质量大，工作时举得高，增大重锤的重力势能；水力发电站修筑拦河坝储存更多的水、将水位提高，尽量使水的重力势能更大．
(设计意图：培养学生的实验操作能力和分工协作能力．)
【对点训练】
在水平地面上铺一张纸，将皮球表面涂黑，使皮球分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，如图所示．球从较高处下落形成的圆斑是图中________(选填“A”或“B”)，由此可知重力势能大小与________有关．
【答案】B 高度
(三)弹性势能
【课件展示】
撑竿跳高 拉弯的弓
演示实验：用弹弓射纸团．
提出问题：不拉弹弓，弹弓能把纸团射出去吗？拉长的弹弓具有能吗？
学生讨论得出弹性势能的概念：物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能．
学生思考讨论：如何用弹弓将纸团射得更远．
学生认真观察每次弹射的距离的不同，同时观察橡皮筋被拉长的距离的不同．
师生归纳明确：物体弹性势能的大小与物体的形变程度和物体本身的因素有关．对于同一材料，发生弹性形变的程度越大，弹性势能就越大．
学生举例：生活中弹性势能的应用有哪些？
(设计意图：培养学生分析交流能力，明确影响弹性势能大小的因素．)
【对点训练】
小明在玩蹦蹦杆，在他将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中，小明的重力势能、弹簧的弹性势能的变化是( )
A．重力势能减小，弹性势能增大
B．重力势能增大，弹性势能增大
C．重力势能减小，弹性势能减小
D．重力势能增大，弹性势能减小
【答案】A
三、学以致用
1．下面关于能的说法正确的是( )
A．只有正在做功的物体才具有能量
B．具有能的物体都在做功
C．不做功的物体就不具有能
D．能够做功的物体，它一定具有能
2．下列物体具有动能的是( )
A．静止在高山上的石头
B．被拉开的弓
C．举重运动员举起后静止在空中的杠铃
D．百米跑道上正在比赛的运动员
3．下列说法正确的是( )
A．静止的物体一定不具有能
B．运动的物体由于没有对别的物体做功，所以不具有能
C．只有物体被举高了才具有能
D．势能包括弹性势能和重力势能
【答案】1.D 2.D 3.D
四、课堂小结
通过本节课的学习，你学到了什么？有什么成功的体会和经验？
1．学习了能量、动能、重力势能、弹性势能．
2．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．
3．实验过程中，还学到了物理实验探究中经常用到的方法——控制变量法．
第3节 动能和势能
一、动能
1．能量：物体能够对外做功
2．动能：物体由于运动而具有的能
3．物体的质量越大，速度越大，它具有的动能越大
二、势能
1．重力势能：物体由于高度所具有的能
2．物体的质量越大，位置越高，它具有的重力势能就越大
3．弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能
4．物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大
完成《红对勾·45分钟作业与单元评估》或《红对勾·练吧》的相关练习．
这节课首先利用具体情境来调动学生学习的积极性，增强学生学习的动力．然后引导学生进行分析思考并发现问题，通过学生间的交流与讨论、动手操作，使学生更真切地感受到物理就在我们身边，最后应用所学习的知识解决实际问题，使学生的能力得到进一步的提高．本节课动能、重力势能、弹性势能的概念是由学生自主总结的．通过这种方式，让学生学习利用分类法找出事物的本质区别，培养学生进一步处理信息的能力．学生在实验探究上主要侧重于培养控制变量的初步意识．
物体
动能/J
抛出去的篮球
30
行走的牛
60
从10 m高处落下的砖块
2.5×102
跑百米的运动员
3×103
飞行的步枪子弹
5×103
行驶的小汽车
2×105