第十一章功和機(jī)械能第三節(jié)動(dòng)能和勢(shì)能教學(xué)設(shè)計(jì)

1、第十一章功和機(jī)械能第三節(jié)動(dòng)能和勢(shì)能教學(xué)目標(biāo) 1、知識(shí)與技能（1）通過(guò)實(shí)例從做功的角度描述能量，能說(shuō)出能量與做功的關(guān)系。（2）利用實(shí)例或?qū)嶒?yàn)初步認(rèn)識(shí)動(dòng)能、勢(shì)能的概念。（3）能通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，了解動(dòng)能、勢(shì)能的大小跟那些因素有關(guān)。（1）通過(guò)觀察認(rèn)識(shí)動(dòng)能、勢(shì)能的存在，通過(guò)歸納概括得到動(dòng)能、勢(shì)能的概念。（2）培養(yǎng)學(xué)生在處理較為復(fù)雜問(wèn)題時(shí)具有控制變量的初步意識(shí)。（3）通過(guò)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生了解影響動(dòng)能和勢(shì)能大小的因素，并能運(yùn)用其解釋簡(jiǎn)單的 物理現(xiàn)象。2、情感態(tài)度與價(jià)值觀以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，使學(xué)生具有從能量的角度分析物理問(wèn) 題的意識(shí)，加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐體驗(yàn)，形成尊重事實(shí)、探索真理的科學(xué)態(tài)度。教學(xué)重點(diǎn)（1

2、）動(dòng)能和勢(shì)能的概念，并運(yùn)用其解釋相關(guān)的現(xiàn)象。（2）影響動(dòng)能和勢(shì)能大小的因素。教學(xué)難點(diǎn)影響動(dòng)能和勢(shì)能大小的因素教學(xué)設(shè)計(jì)一、情境導(dǎo)入播放臺(tái)風(fēng)視頻。視頻中可以看到臺(tái)風(fēng)的破壞力很強(qiáng)， 它攜帶巨大的能量，那什么是能量，為什么 會(huì)產(chǎn)生這么大的威力呢？帶著這樣的疑問(wèn)，我們進(jìn)行今天的學(xué)習(xí)第 3節(jié) 動(dòng)能和 勢(shì)能、合作探究 4 厶匕日1、能量 我手里有一吹風(fēng)機(jī)，想用它來(lái)模擬臺(tái)風(fēng)，請(qǐng)大家觀察風(fēng)吹來(lái)時(shí)，靜止在桌面上的 小車(chē)有什么現(xiàn)象？小車(chē)在推力的作用下移動(dòng)了一段距離， 這說(shuō)明什么呢？提問(wèn)說(shuō) 明風(fēng)即流動(dòng)的空氣對(duì)小車(chē)做了功。 小車(chē)在風(fēng)的作用下通過(guò)了一段距離，它對(duì)小車(chē) 做了功，物理上就認(rèn)為風(fēng)具有能量。物體能夠?qū)ν庾龉?，我?/p>

3、就說(shuō)這個(gè)物體具有能量。簡(jiǎn)稱能。能量的定義是比較抽 象的，具體如何理解，我們來(lái)分析一下。如果兩個(gè)人都有能力將重物提到三樓， 但是其中一個(gè)人做， 另外一個(gè)人沒(méi)有做，請(qǐng)問(wèn)誰(shuí)具有能量，（都有）一個(gè)只說(shuō)不 做，另一個(gè)做了，判斷物體是否具有能，我們就看它是否具有對(duì)外做功的本領(lǐng)， 不一定必須做了功。抓住它的關(guān)鍵詞，能夠?，F(xiàn)在大家思考吹風(fēng)機(jī)的風(fēng)和臺(tái)風(fēng)誰(shuí)具有的能量大？為什么？ 一個(gè)物體能夠做的功越多，它具有的能就越大。通過(guò)剛才的講解知道，一個(gè)物體是否具有能，要看它能不能對(duì)外做功，能做的功 越多，具有的能量越大，因此，功和能密切相關(guān)，具有相同的單位，在國(guó)際單位 制中，功的單位是焦J,那么能的單位也是焦J?，F(xiàn)實(shí)生活

4、中的能是非常多的，誰(shuí)能說(shuō)說(shuō)你聽(tīng)到的能有哪些？電能、 太陽(yáng)能、潮汐 能、地?zé)崮?、風(fēng)能、水能、原子能、也就是說(shuō)生活中的能是多種多樣的，現(xiàn)在 我給出大家一些物體，你來(lái)判斷這些物體是否具有能？你是如何判斷的？風(fēng)吹動(dòng)帆船航行急流的河水推動(dòng)竹排行走運(yùn)動(dòng)的鋼球推動(dòng)木塊前進(jìn)現(xiàn)在我要問(wèn)的問(wèn)題是：這三個(gè)物體都具有能量，它們存在什么共同點(diǎn)？提示風(fēng)就是流動(dòng)的空氣 提問(wèn)都在運(yùn)動(dòng)，看一下是不是，風(fēng)是不是空氣在運(yùn)動(dòng)，急流的河水有沒(méi)有動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的 鋼球不用說(shuō)了。因此我們說(shuō)這些物體好像動(dòng)起來(lái)之后就具有了一些能量，所以我們把滿足這類(lèi)特點(diǎn)的能稱為動(dòng)能。2、動(dòng)能物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能就叫動(dòng)能。請(qǐng)列舉生活中具有動(dòng)能的實(shí)例：運(yùn)動(dòng)的足球；疾

5、馳的汽車(chē)；火箭被點(diǎn)燃升空之前 沒(méi)有動(dòng)能，因?yàn)闆](méi)有運(yùn)動(dòng)，點(diǎn)燃升空之后有動(dòng)能，很多很多，一切運(yùn)動(dòng)的物體 都具有動(dòng)能，都能夠?qū)ν庾龉Γ哂心芰?。（演示）運(yùn)動(dòng)的紙有動(dòng)能嗎，運(yùn)動(dòng)的木塊呢，（請(qǐng)一個(gè)同學(xué)配合），用運(yùn)動(dòng)的紙打 你你怕嗎？（不怕）運(yùn)動(dòng)木塊呢？（躲）為什么要躲呢？（打一下 疼）它們都 具有動(dòng)能，為什么木塊砸的疼呢，（能量大），那動(dòng)能的大小到底和什么因素有關(guān) 呢？接下來(lái)我們針對(duì)動(dòng)能大小與哪些因素有關(guān)進(jìn)行探究。請(qǐng)學(xué)生猜想可能的因素 跟速度、跟質(zhì)量有關(guān)，有這種猜想的理由是什么， （運(yùn)動(dòng) 的木塊比紙動(dòng)能大，手投出去的子彈并不傷人，槍發(fā)出的子彈能射殺人，速度大 動(dòng)能大）。猜想和質(zhì)量、速度有關(guān)，還有其他的猜

6、想嗎？為了驗(yàn)證猜想正確與否，咱們需要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)第一步，先思考一下，什 么方法來(lái)進(jìn)行探究？（控制變量法）1）探究動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系探究與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，怎么控制？控制速度相同，改變質(zhì)量。2）探究動(dòng)能與速度的關(guān)系控制質(zhì)量相同，改變速度。大家對(duì)控制變量法都很熟悉，接下來(lái)，具體分析一下怎樣控制速度相同， 質(zhì)量不 同，這一點(diǎn)咱們?cè)谇懊嫣骄窟\(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中就用到過(guò)， 將兩個(gè)質(zhì)量不同的 小球放在斜面的同一高度處由靜止釋放，它們到達(dá)平面時(shí)的初速度相同。現(xiàn)在問(wèn)題是兩小球滑下來(lái)，動(dòng)能大小無(wú)法直接看出來(lái)，怎么分辨？提問(wèn)在平面上 放一木塊，木塊被撞擊 運(yùn)動(dòng)得越遠(yuǎn)，說(shuō)明球的動(dòng)能越大。木塊運(yùn)動(dòng)的越遠(yuǎn)，說(shuō) 明球推動(dòng)

7、木塊做的功越大，球?qū)ν庾龅墓υ酱?，球具有的?dòng)能就越大。這樣球動(dòng) 能的大小就可以用木塊被撞擊的遠(yuǎn)近來(lái)間接說(shuō)明，物理中這種研究方法稱為轉(zhuǎn)換法。在做這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)該重點(diǎn)觀察什么？小球、木塊？重點(diǎn)觀察木塊被撞的遠(yuǎn) 近，所以兩次實(shí)驗(yàn)中木塊在平面上的初始位置需要做好標(biāo)記， 觀察木塊由平面的 同一位置處被撞擊。第一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案有了，第二個(gè)實(shí)驗(yàn) 控制質(zhì)量相同，改變速度怎么設(shè)計(jì)呢？ 提問(wèn) 用同一鋼球以保持質(zhì)量不變。讓鋼球分別從不同高度由靜止開(kāi)始滾下， 使其到達(dá) 水平面時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度不同。鋼球運(yùn)動(dòng)到水平面時(shí)撞擊木塊，觀察木塊被撞擊的距 離。兩個(gè)實(shí)驗(yàn)方案都有了，現(xiàn)在請(qǐng)大家進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分別探究動(dòng)能與質(zhì)量、速度的關(guān)系。 分析

8、論證：實(shí)驗(yàn)1的結(jié)果表明，速度一定，質(zhì)量越大的鋼球，使物體被撞擊的距 離越遠(yuǎn)。這反映出鋼球動(dòng)能的大小與質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大，動(dòng)能越大。實(shí)驗(yàn)2的結(jié)果表明，質(zhì)量一定，鋼球滾下的高度越高，運(yùn)動(dòng)到水平面時(shí)越快，物 體被撞擊的距離越遠(yuǎn)。這反映出鋼球動(dòng)能的大小與速度有關(guān)， 速度越大，動(dòng)能越 大。結(jié)論：質(zhì)量相同的物體，運(yùn)動(dòng)的速度越大，它的動(dòng)能越大；運(yùn)動(dòng)速度相同的物體， 質(zhì)量越大，它的動(dòng)能也越大。想想議議：為什么要對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)的最高行駛速度進(jìn)行限制？要控制同一輛汽車(chē)質(zhì)量 不變，速度越大，具有的動(dòng)能越大。為什么在同樣的道路上，對(duì)不同車(chē)型設(shè)定不一樣的最高行駛速度？當(dāng)控制載貨汽 車(chē)和小汽車(chē)速度相同時(shí)，由于載貨汽車(chē)的質(zhì)量大，

9、它具有的動(dòng)能就大，剎車(chē)阻力 相同時(shí)，它滑行的距離長(zhǎng)，容易與前面的車(chē)相撞，相撞時(shí)沖擊力也更大，所以限 制汽車(chē)的速度，對(duì)載貨汽車(chē)設(shè)定更小的最高行駛速度。3、重力勢(shì)能運(yùn)動(dòng)的物體具有能量，被舉高的物體是否具有能量呢？比如天花板上細(xì)繩懸掛的 電燈具有能量嗎？要想判斷物體是否具有能量， 就要看它是否對(duì)外做功。細(xì)繩如 果斷開(kāi)，重物就會(huì)下落，這是重力對(duì)重物做了功。所以位于高處的物體具有能量， 稱重力勢(shì)能。物體由于受到重力并處在一定高度時(shí)所具有的能，叫重力勢(shì)能。其中物體位于高處是一種相對(duì)的說(shuō)法。 比如引起牛頓思考的蘋(píng)果，結(jié)在樹(shù)上時(shí)相 對(duì)于地面有重力勢(shì)能，落在地面上相對(duì)于地面就沒(méi)有重力勢(shì)能。 有同學(xué)說(shuō)，樹(shù)上 的蘋(píng)

10、果并沒(méi)有做功，為什么就具有重力勢(shì)能呢？蘋(píng)果雖然沒(méi)做功， 但是只要它落 下就能做功，具有做功的本領(lǐng)，所以說(shuō)它具有重力勢(shì)能。重力勢(shì)能大小與哪些因素有關(guān)？猜想：質(zhì)量和高度。舉例說(shuō)明：鉛球和乒乓球被舉起同樣的高度，鉛球落下時(shí)做 的功多，具有的重力勢(shì)能大。鉛球舉得越高，具有的重力勢(shì)能越大。實(shí)驗(yàn)：采用提供的器材進(jìn)行探究。刻度尺、桌腿尖的小桌、不同質(zhì)量的重物（鐵塊、石塊等）、沙子演示：桌腿朝下放在沙子上，讓同一重物從不同高度自由落下， 記錄小桌被打入 沙子中的深度。再讓質(zhì)量不等的重物從同一高度自由落下， 記錄小桌被打入沙子 中的深度。分析：質(zhì)量一定時(shí)，物體的位置越高，具有的重力勢(shì)能就越大；高度一定時(shí)，質(zhì) 量越大的物體具有的重力勢(shì)能越大。鞏固：解釋為什么花盆放在高樓陽(yáng)臺(tái)的邊緣很危險(xiǎn)？ 提問(wèn)高度高，質(zhì)量大，導(dǎo)致 重力勢(shì)能大，落下時(shí)破壞性強(qiáng)。為了避免這種事故的發(fā)生，住高層建筑的同學(xué)一 定要提醒自己還有身邊的人千萬(wàn)不要在外露的陽(yáng)臺(tái)上擺放東西， 更不要往窗戶上 扔?xùn)|西，保護(hù)自己，保護(hù)他人。4、彈性勢(shì)能用一根橡皮筋水平彈射紙團(tuán)，紙團(tuán)飛出，對(duì)紙團(tuán)做了功。同樣，拉弓射箭，箭離 弦之前，彎曲的弓對(duì)箭做功。拉長(zhǎng)的橡皮筋、彎曲的弓都具有能量，共同點(diǎn)是發(fā) 生了彈性形變，在恢復(fù)形變時(shí)對(duì)外做功。物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能叫做彈性勢(shì)能。實(shí)驗(yàn)：將兩個(gè)相同的彈簧，壓縮到不同的長(zhǎng)度，先后將同一砝碼放在