动能和势能
一、教学目标
1．知识与技能
（1）知道哪些物体具有能量；
（2）理解动能和势能的基本概念，并能举出一些具有动能和势能物体的例子；
（3）理解动能、势能的大小跟什么因素有关。

2．过程与方法
（1）经历观察物理现象的过程，能简单描述所观察物理现象的主要特征；
（2）通过参与科学探究活动，培养学生勇于探索的精神。

3．情感、态度与价值观
（1）有将自己的见解公开并与他人交流的愿望，认识交流与合作的重要性，有主动与他人合作的精神，敢于提出与别人不同的见解，敢于放弃或修正自己的错误观点；
（2）使学生养成良好的日常行为习惯。

二、教学重、难点
重点：知道动能、势能的概念，通过实例认识物体的动能及势能。

难点：在探究实验中理解影响动能势能的因素。

三、教学用具
多媒体、木块、长木板、小车、钩码、两个不同质量的钢球、斜面、木块。

四、新课引入
教师播放视频《什么是能》。

发生形变的跳板将运动员弹起；被拉开的弓将箭射出；升高的重锤将桩打入土中；流动的水推动水轮机转动发电。

跳板、弓、重锤、水对其它物体做功了吗？学生讨论并回答，发生形变的跳板对运动员做了功；被拉开的弓对箭做了功；升高的重锤对桩做了功；流动的水对水轮机做了功。

教师指出，一个物体能够对别的物体做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。

能量的单位和功的单位一样，都是焦耳（J）。

五、新课讲解
（一）动能
教师播放视频《运动的物体具有能量》。

运动的汽车能拖走小木块，说明运动的车具有能量；移动的龙卷风能刮飞树木，说明移动的风具有能量；流水推动水磨，说明流水具有能量；风（流动的空气）推动帆船，说明流动的空气具有能量；飞速运动的子弹击穿木块，说明运动的子弹具有能量。

这些具有能量的物体，它们有什么共同的特点？学生观看视频讨论，这些物体都在运动。

物体由于运动而具有的能叫做动能。

教师出示图片并提问：你知道下列哪些物体具有动能吗？学生讨论并回答，风能推动帆船，风具有动能；流水能推动皮划艇，流水具有动能；子弹能打穿鸡蛋，子弹具有动能。

沈阳开往上海的195次列车经过上海分局管辖的沪宁线103区段时，突然从列车左翼车
窗飞出一只馒头，不偏不倚正好打在当班的上海铁路分局苏州工务段职工的鼻梁上，当场将其击昏。

教师提问：为什么小小的馒头能把人砸伤？学生讨论并回答，馒头能砸伤人，说明馒头的动能很大，动能的大小跟什么因素有关？
学生根据生活经验进行合理猜想：动能的大小跟物体运动的速度和物体的质量有关。

教师提示实验方案中要注意以下四点：1．该探究活动中，需要用到什么研究方法？2．怎样比较物体具有动能的大小？可以通过比较物体做功的多少来判断物体具有动能的大小。

3．让同一个物体从同一斜面不同高度由静止滚下，到达水平面时钢球速度哪次大？同一个物体从同一斜面不同高度由静止滚下，高度越高到达水平面时钢球速度越大。

4．让质量不同的钢球从同一高度由静止滚下，到达水平面时钢球速度相同吗？质量不同的钢球从同一高度由静止滚下，到达水平面时钢球速度相同。

根据实验方案选择出实验器材：质量不同的钢球、斜面、刻度尺、木块。

学生设计出实验方案：1．让钢球A分别从不同的高度由静止开始滚下，使其到达水平面时的运动速度不同，钢球运动到水平面时撞击物体B，观察物体B被撞击的距离。

2．改变钢球的质量，让质量不同的钢球从同一高度由静止开始滚下，以保持钢球到达水平面时的运动速度相同，钢球运动到水平面时撞击物体B，观察物体B被撞击的距离。

学生分组实验,教师巡视指导。

学生对实验现象进行分析论证，1．钢球从高处滚下，高度h越高，钢球运动到水平面时速度越快，物体B被撞得越远。

说明质量相同时，钢球的速度越大，具有的动能越大。

2．速度相同时，质量越大的钢球能将物体B撞得越远。

说明钢球的速度相同时，质量越大，具有的动能越大。

得出结论：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。

教师出示图片并提问，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？学生讨论并回答，1．机动车的行驶速度越大，动能也就越大，刹车阻力相同时，滑行的距离越长，容易与前车发生碰撞，相撞时的冲击力也更大，所以要限制机动车的速度，以免发生交通事故。

2．不同车型的车，即使速度相同，它们的质量也不同，质量越大，动能也越大，刹车阻力相同时，滑行的距离越长，容易与前车发生碰撞，相撞时的冲击力也更大，所以大型客车的限制速度比小型客车更小。

（二）势能
1．重力势能
教师播放视频《什么是重力势能》，被举高的重锤将木桩打入地下。

学生观看视频并讨论，被举高的重锤能对木桩做功，说明被举高的重锤具有能量。

教师指出，像重锤这样由于高度所决定的能叫做重力势能。

教师出示图片并提问：下列物体具有能量吗？它们有什么共同之处？学生讨论并回答，
高举的重锤、高挂在枝头的苹果、高举的杠铃都能够对外做功，所以它们都具有能量，它们的共同点是：都被举高。

教师指出，物体由于高度所具有的能量叫做重力势能。

高举的重锤、高挂在枝头的苹果、高举的杠铃都具有重力势能。

重力势能的大小可能跟哪些因素有关？学生进行合理猜想：1．重力势能的大小跟物体被举高度有关；2．重力势能的大小跟物体的质量有关。

教师提示实验过程中需要注意的事项：1．你要采用怎样的实验方法？2．你比较重力势能大小的标准是什么？利用你身边的物品，例如笔、纸、橡皮等进行实验，验证你的猜想，可以从物体下落时的破坏力来判断它的重力势能大小。

学生讨论并制定实验方案。

教师播放视频《重力势能大小跟哪些因素有关》。

器材：刻度尺、桌腿比较尖的小桌、不同质量的铁块、沙子。

在透明的容器中装入适量的细沙，将桌腿朝下放在细沙上。

1．将同一质量的铁块从不同高度落下。

记录小桌被打入沙子中的深度。

2．不同质量的铁块从相同高度落下，记录小桌被打入沙子中的深度。

通过比较桌腿陷入细沙的深度探究重力势能的大小与哪些因素有关。

学生观看视频后并讨论，1．将同一质量的铁块从不同高度落下，高度越高，小桌被打入沙子中的深度越深，说明被举得高的铁块对小桌做功越多，铁块的重力势能越大。

2．不同质量的铁块从相同高度落下，质量越大的铁块将小桌打入沙子中的深度越深，说明质量大的铁块对小桌做功越多，铁块的重力势能越大。

教师总结：物体的重力势能与物体的高度和质量有关，位置越高，质量越大，物体具有的重力势能就越大。

教师出示图片并提问：试解释为什么在施工工地有这样的警示标语？学生讨论并回答，施工工地经常会有高空坠物，这些高空坠物具有很大的重力势能，如果正好砸在人身上会造成很大的伤害，所以要求进入施工现场的人必须戴安全帽。

2．弹性势能
教师出示图片并提问：下列物体具有能量吗？它们有什么共同之处？学生讨论并回答，拉开的弓、被压弯的跳板、弯曲的撑杆、拉开的橡皮筋、变形的网球拍都能对外做功，所以它们都具有能量。

它们的共同之处是都发生了弹性形变。

教师播放视频《发生弹性形变的物体具有能量》，烧断拉紧的绳，被压缩的弹簧立即弹开，能把上面的砝码举起，发生形变的弹簧对砝码做了功。

学生观看视频后讨论，被压缩的弹簧在恢复形变的过程中，能够对外做功，具有能量。

教师指出，物体由于弹性形变而具有的能量就是弹性势能。

物体的弹性势能大小跟什么因素有关？
教师播放视频《弹性势能的大小与物体弹性形变的关系》，拉开弹弓的橡皮筋将“弹”射出。

橡皮筋被拉的长短不同，“弹”射的远近也不同。

用笔帽类的小物体将废圆珠笔中的小弹簧压缩，松开手时，弹簧会推动小物体发生移动。

在弹性限度内，弹簧被压缩的程度不同，物体被推动的距离不同。

学生观看视频后讨论得出：弹性势能大小与形变大小有关，物
体的弹性形变越大，具有的弹性势能越大。

重力势能和弹性势能是最常见的两种势能。

教师出示图片并提问：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，动能如何变化？势能如何变化？学生讨论并回答，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，在这个过程中，质量减小，所以动能和重力势能都减小。

六、课堂小结
七、板书设计
（一）动能
动能——由于物体运动而具有的能。

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。

（二）势能
1．重力势能——物体由于高度所具有决定的能。

物体的重力势能与物体的高度和质量有关，位置越高，质量越大，物体具有的重力势能就越大。

2．弹性势能——物体由于发生弹性形变而具有的能。

弹性势能大小与形变大小有关，物体的弹性形变越大，具有的弹性势能越大。