2024年秋初中物理八年級(jí)下冊(cè)教學(xué)設(shè)計(jì)（教案）第3節(jié) 動(dòng)能和勢(shì)能（教案）

第3節(jié)動(dòng)能和勢(shì)能【教學(xué)目標(biāo)】1.理解動(dòng)能和勢(shì)能的基本概念，并能識(shí)別具有動(dòng)能和勢(shì)能物體的事例.2.理解動(dòng)能、勢(shì)能的大小跟什么因素有關(guān).3.熟練掌握分類法、控制變量法等具體的研究方法.4.通過參與科學(xué)探究活動(dòng)，培養(yǎng)初步的科學(xué)探究能力.5.使學(xué)生通過知識(shí)的探索過程形成研究探索的意識(shí)和敢于創(chuàng)新的精神.6.在與小組成員一起探索的過程中，養(yǎng)成與人共處、協(xié)作學(xué)習(xí)的好習(xí)慣.【教學(xué)重點(diǎn)】動(dòng)能和勢(shì)能的概念；動(dòng)能和勢(shì)能的大小與哪些因素有關(guān).【教學(xué)難點(diǎn)】探究動(dòng)能和勢(shì)能的影響因素.【教具準(zhǔn)備】斜面（光滑的長木板）、鋼球（大、小鋼球各一個(gè)）、木塊、刻度尺、多媒體課件等.【教學(xué)課時(shí)】1課時(shí)【鞏固復(fù)習(xí)】教師引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)上一節(jié)有關(guān)功率的知識(shí)，并講解學(xué)生所做的課后作業(yè)（教師可針對(duì)性地挑選部分難題講解），加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的鞏固.【新課引入】教師演示實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)同學(xué)們認(rèn)真觀察，并思考：小球?qū)δ緣K做功了嗎？實(shí)驗(yàn)操作：讓一個(gè)小球沿桌面滾動(dòng)，撞擊木塊，使木塊移動(dòng)了一段距離.生：做了功.師小球能夠?qū)ν庾龉Γ心芰繂?？生：（齊聲回答）當(dāng)然有能量.師運(yùn)動(dòng)的物體有什么能量?有什么特點(diǎn)？這正是我們今天要研究的問題.【進(jìn)行新課】能量師一個(gè)物體能夠?qū)ν庾龉Ρ硎具@個(gè)物體具有能量，簡稱能，能量的單位與功的單位相同，也是焦耳（J）.下面請(qǐng)大家說說生活中都有哪些種類的能量？生1：生活中常見的能量有電能、太陽能、風(fēng)能、水能、熱能等.生2：我所知道的還有化學(xué)能、核能.師很好，生活中能量無處不在，人們就是利用能量來做功的，下面我們一起來分析生活中一些常見事例中的能量.（教師用多媒體展示動(dòng)能、勢(shì)能的事例）事例：①?zèng)坝康暮樗疀_擊泥石流前行；②樹枝上的蘋果；③擰緊發(fā)條的玩具車；④提起在高處的打樁機(jī)重錘；⑤被射箭運(yùn)動(dòng)員用力拉彎的弓；⑥行駛的汽車.師上面的這些物體都具有能量，請(qǐng)大家分析、討論并提出分類的方案，說出你的依據(jù).（提示學(xué)生從運(yùn)動(dòng)和靜止的角度分）生：（討論中）方法一：從運(yùn)動(dòng)和靜止的角度分：方法二：從自然和人為的角度分：師很好，同學(xué)們從方法一分類中，發(fā)現(xiàn)一些物體運(yùn)動(dòng)時(shí)具有能量，另外一些物體盡管靜止，但也儲(chǔ)存了能量，下面我們就一起來認(rèn)識(shí)動(dòng)能和勢(shì)能.（引出動(dòng)能和勢(shì)能）教師引導(dǎo)學(xué)生說說生活中哪些物體具有動(dòng)能.生：正在行駛的汽車具有動(dòng)能，空中飛行的鳥具有動(dòng)能.師請(qǐng)同學(xué)們思考在②③④⑤中的物體中，它們有些物體盡管靜止，但也儲(chǔ)存了能量，它們是如何獲得能量的？學(xué)生很快發(fā)現(xiàn)②與④有一定的高度；③與⑤發(fā)生了形變.教師點(diǎn)評(píng)：在地球表面附近與高度相關(guān)的能稱為重力勢(shì)能，發(fā)生彈性形變而具有的能稱為彈性勢(shì)能.探究動(dòng)能的大小與哪些因素有關(guān)師同學(xué)們平時(shí)觀察注意到，在發(fā)生交通事故時(shí)，汽車高速行駛和低速行駛撞上障礙物時(shí)的破壞程度是不同的.下面我們就通過實(shí)驗(yàn)來探究動(dòng)能的大小與哪些因素有關(guān).（提示：可仿照教材P67《實(shí)驗(yàn)》進(jìn)行探究）師這是個(gè)帶槽的木板，我們把鋼球放到斜面上令其滾下，到達(dá)平面上打擊一個(gè)小木塊，推動(dòng)木塊做功，根據(jù)木塊被推動(dòng)的距離遠(yuǎn)近來判斷鋼球具有的動(dòng)能大小.（注意控制變量法的應(yīng)用）教師演示實(shí)驗(yàn)一，學(xué)生仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn).步驟一：教師使小鋼球從某一高度由靜止開始滾下.（注意木塊被推的距離）步驟二：教師換一個(gè)質(zhì)量大的鋼球，從同一位置由靜止開始滾下，到達(dá)水平面上時(shí)和剛才的小鋼球具有同樣的速度，再觀察木塊被推動(dòng)的距離.（很顯然，第二次木塊被推的距離比第一次遠(yuǎn)得多.說明大鋼球做的功多，也就是大鋼球具有的動(dòng)能大.）教師提問：這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明了什么？生：這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明了物體的動(dòng)能大小跟它的質(zhì)量有關(guān).速度相同時(shí)，質(zhì)量越大，動(dòng)能越大.教師用同一個(gè)鋼球演示實(shí)驗(yàn)二，學(xué)生仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn).步驟一：教師讓鋼球從比較低的位置由靜止開始滾下.(注意木塊被推的距離)步驟二：教師讓鋼球從比較高的位置滾下來，到達(dá)水平面上時(shí)具有更大的速度，木塊被推得更遠(yuǎn).教師提問：這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明了什么？生：這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明了物體的動(dòng)能大小跟它的速度有關(guān).同一個(gè)物體速度越大，動(dòng)能越大.教師鼓勵(lì)學(xué)生的回答，并進(jìn)行總結(jié)和板書.板書：動(dòng)能的大小與物體的速度、質(zhì)量有關(guān).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.師好，下面請(qǐng)大家閱讀教材P68頁的《想想議議》,想想為什么？生：因?yàn)榇笮涂蛙?、載貨汽車的質(zhì)量要比小型轎車質(zhì)量大，因此，若速度相同時(shí)，大型客車、載貨汽車具有的動(dòng)能大，一旦出現(xiàn)交通事故，做功多，破壞程度大些.所以，為了安全起見，必須將大型客車、載貨汽車的速度限制得低些.探究勢(shì)能的大小與哪些因素有關(guān)師重力勢(shì)能的大小與什么因素有關(guān)呢？請(qǐng)大家設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究.學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，教師巡視指導(dǎo).提示：可以借用鋼球?qū)ξ矬w做功，做功越多，表明鋼球的重力勢(shì)能越大.有的同學(xué)想到用鋼球下落砸擊沙面陷入的深度來體現(xiàn).學(xué)生還可以利用身邊文具進(jìn)行實(shí)驗(yàn).（例如，有學(xué)生想到利用舉高的橡皮下落時(shí)破壞物體的程度大小來體現(xiàn)）.教師要求各小組派一位代表，敘述自己探究的結(jié)果，進(jìn)行全班交流.板書：重力勢(shì)能的大小與物體所處的高度、重力有關(guān)，物體高度越大，重力越大，它具有的重力勢(shì)能越大.例題1請(qǐng)同學(xué)們思考，生活中遇到這種情景時(shí)，你心里有何感覺？為什么？（1）處在陡峭的懸崖上搖搖欲墜的大石頭，當(dāng)你從它的下方經(jīng)過時(shí)；（2）靜止在地面上的大石頭，當(dāng)你從旁邊經(jīng)過時(shí).生作答，師點(diǎn)評(píng).答案:(1)處在陡峭的懸崖上的大石頭有高度,有重力勢(shì)能(能量),當(dāng)人從它的下方經(jīng)過時(shí),會(huì)感到害怕.(2)靜止在地面上的石頭,沒有動(dòng)能和重力勢(shì)能,當(dāng)人從它的旁邊經(jīng)過時(shí)不會(huì)害怕.師舉例請(qǐng)大家分析，一個(gè)沿豎直方向勻速上升的氣球，它的動(dòng)能、勢(shì)能將如何變化？生作答.師引導(dǎo)學(xué)生分析氣球的質(zhì)量、速度和高度的變化，從而得出動(dòng)能和重力勢(shì)能的變化.例題2一架飛機(jī)在災(zāi)區(qū)上方水平勻速飛行，并不斷向?yàn)?zāi)區(qū)空投救災(zāi)物資，則飛機(jī)在這個(gè)過程中，動(dòng)能、勢(shì)能又如何變化呢？答案:飛機(jī)空投救災(zāi)物資后,質(zhì)量減小,動(dòng)能和勢(shì)能也減小.師下面我們?cè)賮硖骄繌椥詣?shì)能的大小與什么因素有關(guān)呢？請(qǐng)大家設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究.學(xué)生分析：當(dāng)我們拉伸橡皮筋發(fā)生形變彈出石子時(shí)，發(fā)現(xiàn)形變?cè)酱螅由涑鼍嚯x越大，由此可見，彈性勢(shì)能的大小與彈性形變大小有關(guān)，彈性形變?cè)酱螅瑥椥詣?shì)能越大.板書：彈性勢(shì)能的大小與物體發(fā)生彈性形變大小有關(guān)，彈性形變?cè)酱螅瑥椥詣?shì)能越大.【課堂交流、小結(jié)與延展】師同學(xué)們，我們通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)了解了動(dòng)能和勢(shì)能，知道了影響它們大小的因素.你們還有哪些收獲呢？請(qǐng)相互交流、討論.（請(qǐng)大家談自己知道本節(jié)哪些知識(shí)，還想知道哪些內(nèi)容及對(duì)本課的感受，教師進(jìn)行情感激勵(lì).）生1：通過學(xué)習(xí)，我明白了：能與功之間有著密切的聯(lián)系，物體能夠?qū)ν庾龉Γ敲催@個(gè)物體就具有能.具有的能量越大，做功的本領(lǐng)就越大，因此，能量表明物體具有做功的本領(lǐng).但物體有能量時(shí)，不一定就對(duì)外做功，這個(gè)能量可以儲(chǔ)存在物體中.生2：動(dòng)能的大小與速度有關(guān)，而速度具有相對(duì)性，那動(dòng)能的大小有相對(duì)性嗎？生3：重力勢(shì)能的大小取決于物體所處的高度和重力大小.放在三樓的桌子，高度大于相對(duì)于二樓的高度，那么重力勢(shì)能的大小應(yīng)該不同，也就是說，重力勢(shì)能具有相對(duì)性.生4：彈性勢(shì)能中為什么要強(qiáng)調(diào)彈性形變，彈性形變與形變不同嗎？生5：橡皮筋使用久了，發(fā)現(xiàn)拉很長，也不會(huì)把石子彈出很遠(yuǎn)，說明彈性勢(shì)能還與物體本身的彈性有關(guān)，對(duì)嗎？師同學(xué)們說得很好，課后你們可以根據(jù)剛才自己提出的問題去探究下，找到正確的答案.【教師結(jié)束語】通過這節(jié)課的探究學(xué)習(xí)，大家的收獲確實(shí)不少，我們知道了動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能的概念，知道生活中經(jīng)常應(yīng)用動(dòng)能、勢(shì)能做功的事例.大家通過動(dòng)手探究，知道動(dòng)能的大小與物體的速度、質(zhì)量有關(guān)；重力勢(shì)能的大小與物體所處的高度、重力有關(guān)；還了解了彈性勢(shì)能的大小與物體發(fā)生彈性形變的大小有關(guān).其實(shí)，只要大家善于觀察生活，勤于思考，物理知識(shí)就在身邊，我們經(jīng)常在不知不覺中應(yīng)用了物理知識(shí).好，謝謝大家！課后作業(yè)完成本課時(shí)對(duì)應(yīng)練習(xí).1.在幫助學(xué)生理解動(dòng)能、勢(shì)能的概念時(shí)，可以讓學(xué)生根據(jù)平時(shí)的觀察，結(jié)合自己身邊的事例進(jìn)行分析，這樣起到更好的效果.在“探究動(dòng)能大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)的“交流、評(píng)估”環(huán)節(jié)中，控制變量法的利用，讓各個(gè)小組的同學(xué)發(fā)表各自的見解，這樣便于提高學(xué)生今后動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的能力.2.在探究動(dòng)能大小與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)后，知道了動(dòng)能的大小與速度、質(zhì)量有關(guān)，教師可以追問學(xué)生，速度和質(zhì)量對(duì)動(dòng)能的影響是同等大小嗎？教師可以引導(dǎo)、啟發(fā)學(xué)生進(jìn)一步思考和分析，可以通過設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來探究，可以通過實(shí)例，還可以通過讓學(xué)生閱讀教材P69頁的《小資料》，分析比較“行走的?！迸c“飛行的步槍子彈”，牛的質(zhì)量比步槍子彈質(zhì)量大得多，然而牛的動(dòng)能比步槍子彈的動(dòng)能小得多，這是為什么？學(xué)生帶著問題去思考，這樣更加激發(fā)學(xué)生的求知欲，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性、主動(dòng)性.生活中的機(jī)械能動(dòng)能和勢(shì)能統(tǒng)稱為機(jī)械能，一個(gè)物體可以同時(shí)具有動(dòng)能和勢(shì)能.物體在運(yùn)動(dòng)過程中,動(dòng)能和勢(shì)能可以互相轉(zhuǎn)化.滑梯:滑梯上的人在下滑過程中,重力勢(shì)能逐漸減小,動(dòng)能逐漸增大,勢(shì)能逐漸轉(zhuǎn)化為動(dòng)能.舉重:運(yùn)動(dòng)員用力將杠鈴舉高,表明運(yùn)動(dòng)員對(duì)杠鈴做了功,使杠鈴的重力勢(shì)能增大.當(dāng)完成舉重以后,運(yùn)動(dòng)員將杠鈴釋放,杠鈴在重力作用下落下,重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能.背躍式跳高:運(yùn)動(dòng)員利用助跑和蹬地,使自己獲得動(dòng)能,在上升過程中動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能.起跳時(shí)獲得的動(dòng)能越大,上升過程中轉(zhuǎn)化成的重力勢(shì)能也越大,運(yùn)動(dòng)員能達(dá)到的高度也越大.過桿后,運(yùn)動(dòng)員下落,重力勢(shì)能又轉(zhuǎn)化為動(dòng)能.跳水:在跳板上跳水時(shí),運(yùn)動(dòng)員起跳前利用跳躍的方式使跳板彎曲.彎曲的跳板將彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能,運(yùn)動(dòng)員上升過程中動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能,下降過程中重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能.撐竿跳高:運(yùn)動(dòng)員助跑是為了獲得較大的動(dòng)能,然后利用撐竿將其轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能,從而有利于運(yùn)動(dòng)員躍過更大的高度.上升過程