11.3《动能和势能》教学设计一、教学目标（一）知识与技能1．能通过实例从做功的角度描述能量。

能说出能量与做功的关系。

记住能的单位。

2．能利用实例或实验初步认识动能、势能的概念，并能运用其解释相关的现象。

3．能通过实验探究，了解动能、势能的大小跟哪些因素有关。

（二）过程与方法1．通过观察认识动能势能的存在，通过归纳概括得到动能势能的概念。

2．在了解动能、势能的大小跟哪些因素有关的活动中，学会用科学探究的方法研究物理问题。

（三）情感态度与价值观1．具有从能量的角度分析物理问题的意识。

2．通过科学探究，使学生经历基本的科学探究过程，学习科学探究方法，发展初步的科学探究能力，形成尊重事实、探索真理的科学态度。

二、教学重难点本节内容由“动能”“势能”两部分构成。

其中，动能、重力势能和弹性势能概念的引入均以能做功的物体具有能量的思想为基础。

教科书先简单介绍功和能的关系，然后通过大量实例让学生感受到动能、势能的存在。

影响动能和势能大小的因素是本节教学的重点，也是难点。

其中涉及测量量的转换问题。

教科书安排了相应的实验，让学生通过观察实验认识动能的大小与什么因素有关。

这个实验是进一步认识势能的基础，可以引导学生利用身边的器材设计实验，加强他们的实践体验。

教学重点：影响动能和势能大小的因素。

教学难点：影响动能和势能大小的因素。

教学过程一、引入：什么是能量？物体在人的推力作用下沿着力的方向移动了距离，人对物体做了功。

钢球撞击物体，对物体有力的作用，并在力的方向移动了距离。

钢球对物体做了功。

物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。

二、不同形式的能力：1、动能：物体由于运动而具有的能。

流水推竹排前进、风吹帆船前进2、重力势能：物体由于被举高而具有的能量（举高的重锤落下来能推动物体、高处的水下落能推动叶轮）3、弹性势能（弓形变后能使箭受力前行、撑杆形变后能产生力牵动人）三、试着给下列物体具有能量的分类四、探究动能与哪些因素有关。

1、猜想：生活中的案例启示，子弹飞行速度快，射进墙壁的深度更深，猜想动能与有关。

小石子与大石子以相同速度打在手掌上，大石子更疼，伤害更大。

猜想动能与有关。

2、实验设计：动能可能与速度和质量与关，采用控制变量法1）质量相同，速度不同。

能量值不便于测量，用转换法表示能量，同一物体被推动得越远，表示钢球具有的能量越大。

用推动得距离来比较能量大小。

物体越高滚动到水平面的速度越大。

实验表明：质量相同时，钢球的速度越大，动能越____。

2）速度相同、质量不同。

保持相同高度滚落，目的是为了使不同质量的钢球速度相同。

实验表明：钢球的速度相同时，质量越大，动能越大。

结论：物体的动能与物体的速度和质量有关，速度越大，质量越大，物体具有的动能就越大。

3、动能理论运用：如图为高速公路一景，请从动能的角度解释：1．为什么要对机动车的行驶速度进行限制？2．为什么在同样的道路上，不同车型的限制车速不一样？古代骑兵利用骑兵的机动性攻击步兵的防守薄弱处，利用重装骑兵的强大的动能冲击步兵。

五、探究重力势能与哪些因素有关1、小石子重力小，大石子重力大，从相同高度落下，大石子对人的伤害要大一些。

猜想重力势能可能与有关。

相同重力的石子，高处落下的石子对人的伤害更大。

猜想重力势能可能与有关。

2、实验设计：重力势能可能与重力和高度有关，重力势能可能与多个因素有关，要采用控制变量法。

1）控制重力不变，不同高度落下，作用在锥子上，锥子被打入沙子的深度不同来代表势能的大小（转换法）。

2）控制高度不变、不同重力的物体从高处落下、锥子被打入沙子的深度不同。

结论：物体的重力势能与物体的被举的高度和质量有关，被举的高度越大，质量越大，物体具有的动能就越大。

小资料：港珠澳大桥及岛礁建设打桩3).理论运用：一架匀速上升的直升飞机，它的（）A．动能增加，重力势能不变B．动能不变，重力势能增加八21物体动增大速度，更容易增大度对对动能的影响更大mm2122为弹簧的形变量）是弹簧的弹性系数，。

（弹性势能公式：为高度）为重力、。

（重力势能公式：动能。

速为物体的速度）为物体质量、。

（动能公式：xKxKEhGGhEvvE∆∆===C．动能和重力势能都增加D．动能和重力势能都不变六、弹性势能与弹性形变射箭时弓的形变越大，箭射得越远。

物体的弹性形变越大，具有的弹性势能越大七、补充动能、重力势能、弹性势能公式例：子弹质量为5.4克，以每秒300米的速度动能是多少焦耳E=1/2mv²=0.5×0.0054kg×300m/s×300m/s=0.5×0.0054×90000=243焦耳例：估计一块砖位于四楼高度所具有的重力势能。

E=Gh=25N×9m=225J。

两个事例说明大约200J的能量就足以致人死亡。

八、动能的利用与动能的危害生活实例1、动能武器。

（人们很早就知道利用动能来做事，鞭子、石头、木棒、梭镖、弓箭、雷锤、抛石机抛石，让它们的速度变得很快，以便获得更大的动能。

随着科技的发展，让物体获得的动能越来越大，动能越来越大，伤害力越来越大。

一颗小小的子弹的动能足以射杀一个人、一颗炮弹的动能足以摧毁一座碉堡。

当今最厉害的动能武器是天基动能武器。

生产生活对势能的利用实例上帝之杖又名为上帝之杵天基动能武器系统，外文名（RODS FROM GOD)。

有传言说美军从2012年开始研制，计划在2025年之前完成“上帝之杖”的部署。

该系统由位于低轨道的两颗卫星平台组成，其中一颗卫星搭载有名为“上帝之杖”的金属棒，该金属棒由钨、钛或铀金属制成，直径30厘米、长6.1米、重量达几吨。

上帝之杖天基动能武器系统将在太空发射，这些高密度的金属大棒可在卫星制导下，利用小型火箭助推和自由落体产生的巨大动能，其发射的钨杆弹能以流星的速度（39000km/h）击中目标，其攻击能力强大、打击范围广，可在任何时间对地球上任何地区的高价值战略目标实施精确打击。

人们还利用水的动能制成水刀切割钢板、瓷砖，利用水的动能冲刷物体。

利用气流吹机器保持机器干净。

2、动能与车祸。

速度越快动能越大，破坏力越强。

速度对动能的影响更大，超速行驶，发生车祸的破坏力更大。

质量越大，动能越大，发生车祸破坏力越强。

摩托车的速度为60Km/h，发生车祸一般都是重伤，速度为80km/h，如果发生车祸一般都会死亡。

所以，为了生命财产安全、谨记不超速、不超载。

3、动能与车窗抛物。

几年前看到的一个新闻，说是一个铁路工人在铁路边走的时候被火车上丢下的馒头砸晕了，然后呼吁乘客不要往窗外丢垃圾。

原因馒头速度大，动能大。

伤害力大。

建议大家不要车窗抛物。

八、重力势能的利用与危害例子1、重力势能与水电三峡水库长600余公里，库容大，坝高185m，重力势能大。

发电量多。

思考练习：古代战争中常用滚木和雷石作为武器来阻止敌人的进攻，是因为这个过程是______能转化为______能，利用动能做功来杀伤敌人；这种战术适用于居高防守，只有提高滚木和雷石的______，增大它们的______，才能使杀伤力更大．2、重力势能与高空抛物和高空坠落的危害。

2019年2月24日20时20分许，重庆沙坪坝区三峡广场煌华新纪元购物广场一男子从高处坠落，坠楼时砸到两名过路的女性行人。

根据测算，一枚重30克的鸡蛋从4楼抛下，会把人头顶砸出个肿包；从18楼抛下，能砸破人的头骨；而从30楼抛下，冲击力足以致人死亡。

例：估算一颗鸡蛋从31楼高处具有的势能JmNGENNGm45905.0hm90m330h31m35.0kg/10kg05.0mgkg05.0g50=⨯===⨯==⨯====鸡蛋势能：楼高度，每层楼高鸡蛋重力解：鸡蛋质量高空物体重力势能大，伤害力大，高空抛物高空坠落都十分危险。

切忌高空抛物和注意不要高空坠落。

故意从高空抛弃物品，虽然尚未造成严重后果，但足以危害公共安全的，依照我国《刑法》第114条相关规定，将以“以危险方法危害公共安全罪”定罪处罚；若高空抛物行为致人重伤、死亡或者使公私财产遭受重大损失的，可依照《刑法》第115条相关规定，处十年以上有期徒刑、无期徒刑或者死刑。

过失犯罪的，处三年以上七年以下有期徒刑；情节较轻的，处三年以下有期徒刑或者拘役。

若高空抛物行为就是为伤害、杀害特定人员而实施的，属于故意伤害罪或故意杀人罪，以故意伤害和故意杀人罪论处。