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【大单元整体教学】物理学科人教版八年级下册
第十一章 分课时设计
课题 动能和势能
课型 新授课 √ 复习课 试卷讲评课 其他课
1.教学内容分析 功和能有密切联系，功是能量变化的量度，做功的过程是能量转移或转化的过程。本节介绍了常见的动能和势能，既密切联系前面学过的运动、重力、弹力等知识，还注意引导学生观察生产、生活中的能量现象。本节内容也是后面学习其他各种形式的能以及能量转化和守恒定律的基础。本节内容由“动能”和“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和势能的存在。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，增加他们的实践体验。
2.学习者分析 八年级的学生思维还处于发展阶段，分析和处理数据能力还较弱;同时八年级的学生经过近一年的物理学习培养，已经具备一定的实验探究和数据分析能力。学生虽然对力学有了一定的知识储备，但能量的概念比较抽象，学生需要在教师的引导下探究学习，把感性认识上升到理性的认识。本节课虽然学生对于物体做功的知识已有了初步的认识,但对于功和能的概念和关系在理解上有一定的难度，需要在实验探究的基础上加深理解。八年级的学生好奇心又强，喜欢动手动脑，学生厌倦了教师的单独说教，希望通过自己的小组合作完成实验，发表自己的见解和才华，从实验中培养学生的合作探究能力和分析问题解决问题的能力。
3.学习目标确定与教学重难点 （1）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，记住能量的单位；（2）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）通过实验探究，了解动能、势能的大小跟哪些因素有关。通过探究物体的动能受哪些因素影响的实验，学生的分析问题能力和解决问题能力得以提高；（4）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。本节教学的重点是动能和势能的概念、探究影响动能和势能大小的影响因素。教学难点是探究动能和势能的影响因素。
4.评价量表 《动能和势能》的评价量表任务列表任务要求（满分：30分）学生自评同学互评教师评价任务一：动能知道动能的概念，通过实验得出影响动能的大小的因素，能正确判断物体动能的变化（10分）任务二：重力势能知道重力势能的概念，影响重力势能大小的因素，能正确判断物体重力势能的变化（10分）任务三：弹性势能知道弹性势能的概念，影响弹性势能大小的因素，能正确判断物体弹性势能的变化（10分）
5.学习活动设计
教师活动 学生活动 设计意图/学习评价
任务一：引入新课
当一个力作用在物体上，物体在这个力的作用下，沿力的方向上通过了一段距离，这个力的作用有了成效，就说这个力做了功。演示：用手推动木箱，使木箱运动一段距离。在此过程中，手的推力是否做了功？出示斜槽，并演示钢球从斜槽上滚下，在水平桌面上撞击木块，使木块移动了一段距离。让学生分析碰撞过程中，做没做功 利用学生分析的结果“钢球对木块做了功”引入能量的概念：一个物体能够做功，我们就说它具有能量。可见物理学中，能量和功有着密切的联系，能量反映了物体做功的本领。不同的物体做功的本领也不同。一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。物体具有能量的形式是多种多样的，以后我们将逐步认识各种形式的能量 学生思考并回答，木块在推力的方向上通过了距离，推力做了功。 学生思考并回答，滚下的钢球撞击木块，对木块有力，并使木块移动了一段距离，钢球对木块做了功。 功和能有密切联系，从做功直接引入能的概念。并为下面设计探究影响动能大小的因素做好了铺垫。
任务二：动能
刚才的实验中钢球撞击木块能够做功，若将钢球静止停靠在木块一侧，钢球还能够对木块能够做功吗？(边讲边演示)。让学生认识到只有运动的钢球才能推动木块做功。总结出动能概念：物体由于运动而能够做功，它们具有的能量叫做动能。例如：湍急的流水、风吹动船帆、飞行的子弹引导学生广泛地列举事例，说明运动的空气、水和各种物体都能够做功，而具有动能。概括出“一切运动的物体都具有动能”。问题：小鸟和飞机迎面相撞时，能量大到足以击落飞机，那么物体的动能大小跟哪些因素有关呢？猜想：汽车速度越大，出事故时破坏就越严重；一辆汽车以同一速度运动，重载比空载时出事故更严重，因此动能的大小可能与物体的速度、质量等因素有关。现在我们要利用桌上的斜面、小球、木块来探究动能的大小与物体的质量、运动的速度有怎样的关系。实验前，我们先思考几个问题：（1）实验时如何比较动能的大小？（2）动能的大小可能与两个或两个以上的因素有关，在实验中应如何具体操作？（3）研究动能与质量关系时，应该改变哪一个物理量？应该让哪一个物理量不改变？如何控制质量不同的小球撞击物体时的速度相同？（4）研究动能与速度关系时，应该改变哪一个物理量？应该让哪一个物理量不改变？如何控制质量相同的小球撞击物体的速度不同？（5）设计出实验步骤，并进行实验。让学生分组实验后得出结论：质量相同时，速度越大的物体具有的动能越大；速度相同时，质量越大的物体具有的动能越大；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想想议议： 用物理学的术语解释，为什么要对机动车的行驶速度进行限制？为什么在同样的道路上，不同车型的限制车速不同？ 学生观察并分析回答，静止的钢球不能使木块移动，所以不能够对木块做功。学生积极思考，并回答问题。启发同学得出，动能的大小可能与物体的质量、运动的速度有关。学生分析讨论后回答：（1）使小球从斜面滑下，撞击平面上的物块，被撞物块的运动距离越长，运动小球所具有的动能就越大。（2）采用控制变量法。 （3）应该使质量不同，让速度相同。使小球分别从斜面的同一高度由静止滚下，就能使小球撞击物体时的速度相同。（4）应该使质量相同，让速度不同。取同一个小球从斜面的不同高度滚下。就能使小球撞击物体时的速度不同。分析：机动车的行驶速度越大,动能就越大,越不容易刹车,所以要对车辆的速度加以限制,以免发生交通事故。不同车型的车, 速度相同,质量越大,动能越大,越不容易刹车,所以大型客车的限制速度比小型客车更小。 运用事例对比进行思考，学生易于接受新知识。运用转换和控制变量的思想设计并进行实验，培养学生科学探究能力。通过解决实际问题，加深学生对新知识的理解和应用，培养学生解决问题的能力。【评价标准】知道动能的概念，通过实验得出影响动能的大小的因素，能正确判断物体动能的变化（10分）知道动能的概念，通过实验得出影响动能的大小的因素，不能熟练判断物体动能的变化（8分）知道动能的概念，不能正确判断动能大小的变化（6分）
任务三：重力势能
演示：课本静止放在水平桌面上，问：课本受到重力，重力对课本做功吗？怎样才能使重力对课本做功？让学生认识到物体被举高而具有能量，这种能量与重力有关，物理学叫做重力势能。例如：水滴石穿、举高的重锤、从高空落下的陨石思考：课本和铅笔都被举高，它们具有的重力势能相同吗？在此基础上，让学生思考：（1）重力势能可能与什么因素有关？（2）实验时如何比较重力势能的大小？（3）你应该采用什么实验方法来探究？（4）设计出实验步骤，并进行实验。学生实验后得出结论：物体被举的高度相同时，质量越大的物体具有的重力势能越大；质量相同时，举得越高的物体具有的重力势能越大；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 学生分析思考：课本静止放在水平桌面，课本没有在重力方向上移动一度距离，此时重力不做功。要让重力对课本做功，可以让木块举高后释放。 重力势能概念的引入也以能做功的物体具有能量的思想为基础。 有了前面研究动能的实验做基础，再学习研究重力势能的实验变得较为容易，教师适当点拨即可【评价标准】知道重力势能的概念，影响重力势能大小的因素，能正确判断物体重力势能的变化（10分）知道重力势能的概念，影响重力势能大小的因素，不能熟练判断物体重力势能的变化（8分）知道重力势能的概念，不能正确判断物体重力势能大小的变化（6分）
任务四：弹性势能
（教师边演示，边讲授）一个弹簧，用一个木块用力将弹簧压缩，使其发生弹性形变。此时，弹簧静止，没有动能。弹簧也没有被举高，也没有重力势能。可是大家想象，弹簧能不能做功？总结：被压缩的弹簧也具有能。这种能区别于动能和重力势能，它是由于物体发生了弹性形变而具有的能。所以，发生弹性形变的物体具有的能叫弹性势能。例如：拉弯的弓、发生形变的网球拍、压弯的跳板物体在很多情况下都具有弹性势能。射箭用的弓被拉满时产生弹性形变，具有弹性势能。钟表的发条在卷紧时具有弹性势能，通过做功来带动钟表机件正常转动。让学生表演用橡皮筋弹射纸弹的游戏。用不同的力使橡皮筋形变程度不同，观察纸弹弹射的距离有何不同？指出：物体的弹性势能的大小跟形变大小有关，弹性形变越大，它具有的弹性势能越大。重力势能和弹性势能都叫做势能 学生观察到：放开手，木块被弹簧弹出去，说明被压缩的弹簧能够做功，也具有能量。 橡皮筋形变程度不同，纸弹弹射的距离不同，说明橡皮筋对纸弹的做功不同，进一步说明橡皮筋具有的弹性势能不同 弹性势能概念的引入也以能做功的物体具有能量的思想为基础。 让学生亲自参与实验，体会物理就在身边【评价标准】知道弹性势能的概念，影响弹性势能大小的因素，能正确判断物体弹性势能的变化（10分）知道弹性势能的概念，影响弹性势能大小的因素，不能熟练判断物体弹性势能的变化（8分）知道弹性势能的概念，不能正确判断物体弹性势能大小的变化（6分）
6.板书设计一、能量1.一个物体能够做功，我们就说它具有能量。2.单位 : 焦耳 简称 焦，符号是 J二、动能1.定义：物体由于运动而具有的能。一切运动的物体都具有动能。2.物体动能的大小跟速度和质量有关。质量相同的物体，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。三、重力势能1.重力势能：物体由于位置较高而具有的能量叫做重力势能。2.重力势能大小与质量和高度有关。在质量一定时，高度越高，重力势能越大；在高度一定时，质量越大，重力势能越大。四、弹性势能1.定义：物体由于弹性形变而具有的能量。2.一切发生弹性形变的物体都具有弹性势能。弹性势能的大小与物体的弹性以及形变的程度有关；同一物体，弹性形变越大，弹性势能越大。
7.作业与拓展学习设计 1．在5月21日举行的长春市马拉松比赛中，运动员所穿跑鞋的底部有凹凸不平的花纹，这是为了 摩擦；临近终点加速冲刺时，运动员的惯性 ，动能 （均选填“增大”、“减小”或“不变”）。【答案】 增大 不变 增大【详解】[1]运动员所穿跑鞋的底部有凹凸不平的花纹，这是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦。[2]临近终点加速冲刺时，运动员的质量不变，惯性不变。[3]临近终点加速冲刺时，运动的质量不变，速度增大，动能增大。2．小明和小刚一起去商场购物，当他们站在扶梯上，自动扶梯将他们从一楼匀速送上二楼时，小刚认为小明没有动，小刚选取的参照物是 ，在这个过程中小明的动能 。（选填“增大”、“不变”或“减小”）【答案】 自动扶梯 不变【详解】[1]以自动扶梯或以小刚自己为参照物，小刚看到小明的位置没有变化，所以说小明没有动。[2]小明随自动扶梯匀速上升过程中质量不变，速度不变，所以动能不变。3．甲、乙两辆相同的汽车在同一水平路面上做直线运动的图像如图所示。由图可知，甲车的动能 （选填“大于”、“小于”或“等于”）乙车的动能；若汽车的发动机功率保持不变，经过相同的时间，甲、乙两车牵引力做功之比为 。（空气阻力忽略） 【答案】 小于 1∶4【详解】[1]由图中数据计算出甲车、乙车的速度分别为因为甲、乙两辆车质量相同，甲车速度小，故甲车动能较小。[2]由于甲、乙两车相同，忽略空气阻力，则在水平路面上匀速行驶时摩擦力相同，故两车牵引力相同。若汽车发动机功率保持不变，两车运动的速度也不变，则两车牵引力在相同时间内做功之比为4．如题图所示，大人比小孩重，他们用相同时间从一楼爬到三楼， 做功多， 做功快，到三楼时 重力势能大。（均选填“大人”或“小孩”） 【答案】 大人 大人 大人【详解】[1]大人和小孩用相同时间从一楼爬到三楼，爬的高度相同，大人比小孩重，由W=Gh可知，大人做的功多。[2]大人和小孩爬楼用相同时间，大人做的功多，由可知，大人总功的功率大，所以大人做功快。[3]到三楼时，大人和小孩所处的高度相同，大人比小孩重，所以大人的质量大，故大人的重力势能大。5．如图所示为游乐园过山车的轨道示意图；过山车从高处加速滑下的过程中，过山车重力势能 （选填“增加”、“减少”或“不变”）。 【答案】减小【详解】过山车从高处加速滑下的过程中，质量不变，高度变小，重力势能减小。6．如图所示是舰载机在我国自主建造的国产航母“山东舰”甲板上降落时的情景。舰载机着舰后必须适时放下着舰钩，钩住甲板上的拦阻索，达到强行减速的目的，最后舰载机停在航母水平甲板上。从舰载机放下着舰钩钩住拦阻索至舰载机停下的过程中，拦阻索（可视为弹性绳）的弹性形变越来越大，则飞机受到的弹力将越来越 （选填“大”或“小”）；发生弹性形变的拦阻索具有 能。 【答案】 大 弹性势【详解】[1]弹力的大小与物体的形变程度有关，形变量越大，弹力越大，所以拦阻索（可视为弹性绳）的弹性形变越来越大，飞机受到的弹力将越来越大。[2]拦阻索（可视为弹性绳）发生弹性形变，所以发生弹性形变的拦阻索具有弹性势能。7．运动着的锤子能将钉子钉入木板中，运动着的子弹能射穿鸡蛋，这些现象都能说明运动着的物体具有 ；用弹弓弹射“子弹”时橡皮筋的形变越大，“子弹”被弹射得越远，钟表上的发条上得越紧，钟表走的时间越长，这些都能说明弹性形变越大，物体的 就越大。【答案】 动能 弹性势能【详解】[1]物体由于运动而具有的能量，叫动能，故运动着的子弹能射穿鸡蛋，这些现象都能说明运动着的物体具有动能。[2]物体由于发生弹性形变而具有的能量，叫弹性势能，橡皮筋的形变越大，钟表上的发条上的得越紧，说明发条的弹性形变越大，物体的弹性势能越大。8．小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，选用质量不同的两个钢球m和M（M的质量大于m），分别从不同的高度h和H（H>h）由静止开始滚下，观察木块B被撞击后移动的距离，实验过程如图所示：（1）该实验中物体的动能是指 （选填“钢球”或“木块”）的动能；实验中观察到木块B移动的距离越长，则说明钢球对木块 越多，动能就越大；（2）比较 两图进行的实验，可以探究小球的动能与速度的关系，并由此得出结论：当物体质量相同时，速度越大，动能越大；（3）图乙和图丙换用质量不同的钢球从斜面的相同高度由静止开始滚下，目的是控制 相同，探究钢球的动能大小与 的关系；（4）木块在水平面上滑动时，受到水平面的摩擦力 （选填“变大”、“变小”或“不变”），克服摩擦力做功的功率 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。【答案】 钢球 做功 甲、乙 速度 质量 不变 变小【详解】（1）[1][2]该实验中所探究的物体的动能是指钢球的动能；该实验中钢球动能的大小是通过木块被撞距离的远近来反映的，木块被撞得越远，说明钢球对木块做功越多，钢球的动能就越大，这里采用了转换法。（2）[3]探究小球的动能与速度的关系时，需要控制小球的质量相同，速度不同，即让质量相同的小球从斜面的不同高度由静止滑下，故需要对甲、乙两次实验。（3）[4][5]换用质量不同的钢球从斜面的相同高度由静止开始滚下，由于高度相同，则到达水平面的速度是相同的，所以目的是控制速度相同，由于质量是不同的，所以探究钢球的动能大小与物体质量的关系。（4）[6][7]木块在水平面上滑动时，受到水平面的摩擦力是滑动摩擦力，滑动摩擦力与压力大小和接触面粗糙程度有关，二者不变，滑动摩擦力不变；克服摩擦力做功的功率 则滑动摩擦力不变，速度减小，木块在水平面上滑动时，克服摩擦力做功的功率变小。9．小安同学设计了图甲和图乙所示的实验来探究物体的动能大小与哪些因素有关。如图甲所示，让不同质量的两个小球沿同一光滑斜面分别从高处开始由静止向下滚动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止。如图乙所示，让质量相同的两个小球沿同一光滑斜面分别从高h处和处开始由静止向下滚动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止。（1）在图甲和图乙所示的两组实验中，研究的是 （选填“纸盒”“小球”或“斜面”）的动能与哪些因素有关；（2）图甲中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是使两球到达水平面时，具有相同的 ；（3）分析图乙所示实验的现象，可得出结论：在物体的质量相同时，物体的 越大，动能越大；（4）如图丙所示的是交通管理部门对不同车型在某一路段设定的最高速度，相关资料表明，大部分重大交通事故是由于汽车超载、超速造成的。汽车超载会造成重大交通事故的原因是 。【答案】 小球 速度 速度 在相同的速度情况下，超载会使汽车的质量增大，动能增大【详解】（1）[1]根据转换法，通过比较纸盒在同一水平面上被撞击的距离来判断物体动能的大小。实验中探究的动能是指小球撞击纸盒前瞬间的动能。（2）[2]研究动能与质量的关系时，要控制到水平面速度一定，改变质量大小，故让小球从斜面相同高度处由静止下滑。（3）[3]研究动能与速度的关系时，要控制质量一定，改变速度大小，故让小球从斜面不同高度处由静止下滑，比较图乙两实验可以得出物体质量一定时，速度越大，动能越大。（4）[4]汽车超载会造成重大交通事故的原因是：在速度相同时，质量越大，动能越大。不同的车质量不同，若控制速度相同，质量大的车动能更大，不易刹车，造成的危害更大。
8.教学反思与改进本节课主要的教学内容有：动能、势能的概念、探究动能和势能的影响因素。能是物理学中最重要的概念之一，它比较抽象，不易理解，只能通过有关的物理现象来肯定它的存在。而八年级学生的思维比较单一，思维处于感性阶段，他们容易接受相对形象的物理概念，对抽象的“能”的概念感到困惑，所以本节教学的重点是初步理解动能、势能的概念，知道影响动能和势能的因素。
作业设计
11.3.动能和势能课时作业（时间：20min）
【基础训练】
知识点1：动能和势能
1．如图所示，老师将一个用轻质泡沫塑料做成的圆环，轻放在一个斜坡上，圆环不但没有滚下，反而加速向斜坡上滚去，其奥秘就在内部镶嵌的小铁块上。在圆环加速滚上斜坡的过程中，圆环（不含小铁块）的动能 ，重力势能 。（均选填“增大”“减小”或“不变”）
【答案】 增大 增大
【详解】[1][2]在圆环加速滚上斜坡的过程中，圆环（不含小铁块）的质量不变，速度增大，动能增大；质量不变，高度增大，重力势能增大。
2．鸽子的质量大于麻雀的质量。它们在空中飞行时，如果它们具有的动能相等，则鸽子比麻雀飞得 （选填“快”或“慢”）；如果它们具有的重力势能相等，则鸽子比麻雀飞得 （选填“高”或“低”）。
【答案】 慢 低
【解析】略
3．如图所示是撑杆跳高运动员在比赛时翻越横杆的情景。在运动员从地面起跳至越过横杆过程中，撑杆的弹性势能的变化情况是 （选填“一直变大”、“先变大后变小”或“先变小后变大”）；当运动员上升至最高点时，运动员的动能 （选填“是”或“不是”）零。
【答案】 先变大后变小 不是
【详解】[1]根据弹性势能的知识可知，运动员在此过程中，撑杆的弹性形变先变大后变小，所以它的弹性势能先变大后变小。
[2]根据动能的知识可知，运动员上升至最高点时，运动员具有一定的质量和速度，动能不是0。
知识点2：影响动能大小的因素
4．如图所示是探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验示意图。
（1）该实验探究的是 （选填“小球”或“木块”）的动能，其动能的大小是通过 来反映的；这样的探究方法称为 法；
（2）让不同小球从斜面的同一高度由静止滚下，推动木块做功，目的是为了探究动能的大小与 的关系；
（3）若要探究动能与速度的关系，则需将相同质量的小球从斜面 （选填“相同”或“不同”）高度由静止滚下。
【答案】 小球 木块被推动的距离 转换 质量 不同
【详解】（1）[1][2][3]小球从斜面滚下过程中，小球的重力势能转化为动能，所以探究的是小球动能的大小；其动能大小是通过木块移动的距离来反映的，木块移动的距离越远，小球的动能越大，这是转换法的应用。
（2）[4]让不同小球从斜面的同一高度由静止滚下，即小球的质量吧相同，滚下的高度相同，滚到斜面底端的速度相同，目的是为了探究动能的大小与质量的关系。
（3）[5]若要探究物体动能与速度的关系，实验中需要控制小球的质量不变，改变速度的大小，则需将用相同质量的小球从斜面不同高度由静止滚下。
【能力提升】
1．判断下列物体具有能量的名称。
①在水平地面上滚动的铅球： ；
②悬挂在室内的电灯： ；
③玩具汽车中被卷紧的发条： ；
④在空中飞行的波音747客机： 。
【答案】 动能 重力势能 弹性势能 动能和重力势能
【详解】[1]在水平地面上滚动的铅球由于运动具有动能。
[2]悬挂在室内的电灯由于受到重力且处于一定的高度具有重力势能。
[3]玩具汽车中被卷紧的发条由于发生弹性形变具有弹性势能。
[4]在空中飞行的波音747客机由于运动具有动能，由于受到重力且离地面有一定的高度具有重力势能。
2．如图所示的“魔罐”做好后将罐子从不太陡的斜面滚下，罐子和小铁块的动能会转化为橡皮筋的 ，滚动一段时间后罐子停下来，然后再沿斜面向上滚动，此时罐子的重力势能会 （“增大”“不变”或“减小”）。实际实验中金属罐 （“能”或“不能”）回到斜面上的原释放点。
【答案】 弹性势能 增大 不能
【详解】[1]金属罐不太陡的斜面上滚下，是从最高处滚下时，金属罐先由慢到快、后由快到慢滚到最低点，上面一段滚动主要是重力势能减小，金属罐的动能和橡皮筋的弹性势能增加；下面一段滚动主要是重力势能和金属罐的动能减小，橡皮筋的弹性势能增加。
[2]金属罐沿斜面向上滚动时，高度增加，则罐子的重力势能会增大。
[3]此题中，由于罐与地面之间存在着摩擦力，所以罐的机械能会减小，则罐子滚回来后不能回到原释放点的位置。
3．如图所示是玩弹弓的情景。经验表明，橡皮筋拉得越长，同样的“子弹”射得越 ，这说明橡皮筋的弹性势能与其 有关；若橡皮筋被拉的长度相同，而用的“子弹”不同，则质量大的“子弹”射出的距离较 ，原因是质量大的“子弹”射出时 小。
【答案】 远 弹性形变程度 近 速度
【详解】[1][2]橡皮筋弹性势能的影响因素是橡皮筋发生形变的程度，橡皮筋形变的程度越大，橡皮筋的弹性势能就越大；“子弹”射得越远，说明橡皮筋的弹性势能越大，转化成的动能就越多，因此橡皮筋拉得越长，“子弹”射得越远，这说明橡皮筋的弹性势能与橡皮筋伸长的长度，即弹性形变程度有关。
[3][4]当“子弹”射出时，“子弹”具有的动能是橡皮筋的弹性势能转化来的，橡皮筋被拉的长度相同，说明橡皮筋的弹性势能相同，在理想的情况下，转化成的动能也相同，根据动能的影响因素是质量和速度，在动能相同时，“子弹”的质量越大，“子弹”的运动速度就越小。
4．科技实践是提高学生核心素养重要途径，如图是某科技实践小组制作的水火箭的运动轨迹，运动到A点后不再喷水，B点是最高点，则在B点时水火箭的动能 （选填“为零”或“不为零”），从B运动到C，水火箭重力势能 （选填“增大”或“减小”）。
【答案】 不为零 减小
【详解】[1]球在最高点时，速度不为零，故动能不为零。
[2]从B运动到C，小球距离地面的高度逐渐减小，质量不变，故小球的重力势能逐渐减小。
5．图中所示为冬奥会的一些运动项目，关于这些项目中的情景下列说法中不正确的是（ ）
A．跳台滑雪运动员在空中下落的过程中，重力势能不变
B．短道速滑运动员在水平冰道上加速冲刺的过程中，其动能增加
C．冰壶运动员将冰壶沿水平冰面推出后，冰壶的动能逐渐减小
D．冰球运动员用球杆推着冰球使其水平滑动的过程中，冰球所受重力没有做功
【答案】A
【详解】A．跳台滑雪运动员在空中下落的过程中，质量不变，高度变小，重力势能变小，故A错误，符合题意；
B．短道速滑运动员在水平冰道上加速冲刺的过程中，其质量不变，速度变大，动能增加，故B正确，不符合题意；
C．冰壶运动员将冰壶沿水平冰面推出后，冰壶的受到阻力的作用，其速度逐渐变小，质量不变，动能逐渐减小，故C正确，不符合题意；
D．冰球运动员用球杆推着冰球使其水平滑动的过程中，冰球没有在力的方向上通过距离，所以冰球所受重力没有做功，故D正确，不符合题意。
故选A。
6．小明和同学一起荡秋千。下列说法正确的是（ ）
A．通过最低点时的动能不变 B．下降过程中的动能变小
C．到达最高点的重力势能为零 D．上升过程中的重力势能增大
【答案】D
【详解】A．人的质量一定，通过最低点时速度最大，动能最大，故A错误；
B．下降过程中，质量不变，高度变小，重力势能变小，速度增大，动能增大，故B错误；
CD．上升过程中，质量不变，高度增大，重力势能增大；到达最高点时，高度最大，重力势能最大，故C错误，D正确。
故选D。
7．随着高层住宅越来越多，预防高空坠物很有必要。有实验数据表明，一枚鸡蛋从4楼落下，会使人头部起肿包；从16楼落下，足以砸碎成年人的头骨。针对这一现象（ ）
A．鸡蛋重力势能的大小跟高度有什么关系？
B．鸡蛋重力势能的大小跟质量有什么关系？
C．物体重力势能的大小跟高度有什么关系？
D．物体重力势能的大小跟哪些因素有关系
【答案】C
【详解】一枚鸡蛋从4楼落下，会使人头部起肿包；从16楼落下，足以砸碎成年人的头骨，鸡蛋的质量一定，下落的高度不同，落到地面时对外做的功不同，所以可探究物体重力势能的大小跟高度的关系，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
8．弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动。其结构如图甲所示。图乙是小希玩弹跳杆时由最低位置上升到最高位置的过程，针对此过程。下列分析正确的是（ ）
A．a→b的过程中，弹簧的弹力越来越大，在b状态时弹力最大
B．b→c的过程中，弹簧的弹性势能转化为小希的重力势能
C．a→c的过程中，小希先加速后减速，在b状态时速度最大
D．在a状态时弹簧的弹性势能最大，小希的动能为零
【答案】D
【详解】A．a→b的过程中，弹簧的形变程度变小，所以弹簧的弹力越来越小；到达b时，弹簧恢复到原长，所以此时弹力为0，故A错误；
B．b→c的过程中，即离开地面上升的过程中，小希的速度减小，动能减小，高度增大，重力势能增大，所以该过程中是动能转化为小希的重力势能，故B错误；
C．a→b的过程中，开始一段时间内，弹簧的形变量较大，向上的弹力大于向下的重力，小希做加速运动；随着弹簧形变量的减小，弹力减小，当弹力等于重力时，小希的速度达到最大；弹力继续减小，向上的弹力小于向下的重力时，小希做减速运动；而b→c的过程中，小希在重力作用下做减速运动；所以，a→c的过程中，小希先加速后减速，在b状态时速度并不是最大（此时弹簧恢复到原长，无弹力，人只受重力作用，处于减速阶段），故C错误；
D．由图可知，a状态时弹簧的形变程度最大，弹簧的弹性势能最大；小希处于最低位置，速度为0，故小希动能为0，故D正确。
故选D。
9．实心球是我县中考体育测试的一个重要项目，小明斜向上与水平成45°角抛出实心球。从球离开手到最后落在地面的过程中，则动能随时间t的变化关系（不计空气阻力），最接近下图中的哪一个？（ ）
A．B． C． D．
【答案】D
【详解】斜向上抛出一个小球，小球上升的过程中，速度越来越小，动能越来越小，到达最高点，速度不为0，在水平方向上有一定的速度，所以动能不为0，下落的过程中，速度越来越大，动能越来越大，所以动能是先减小，后增大，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
10．某小组进行“探究动能大小与质量是否有关”的活动。
（1）小丽用两辆相同的小车，在其中一辆小车上放一个砝码，然后让它们从同一斜面的同一位置由静止释放，撞击置于水平面上的木块，如图甲所示：
①将小车从同一位置处释放，目的是为了控制小车到达水平面的 相同；
②通过比较 来比较小车动能大小；根据实验得出结论：动能大小与质量大小有关；
③本实验装置的水平面如果绝对光滑，还能得出结论吗？ （选填“能”或“不能”），原因是 ；
（2）木块在水平面上滑动时，受到水平面的摩擦力 （填“变大”、“变小”或“不变”）；克服摩擦力做功的功率 （填“变大”、“变小”或“不变”）；
（3）小亮改变实验方案：让同一小车，从同一斜面的不同高度由静止释放，撞击水平面上的木块，如图乙。发现：木块滑行的距离不一样远。根据这一现象，能做出以下哪个判断？ 。
A．动能大小与质量无关，一定还与其他因素有关
B．动能大小除了与质量有关外，一定还与其他因素有关
C．不能判断物体动能大小是否与质量有关，动能大小一定与质量外的其他因素有关
【答案】 速度 木块被推出的远近 不能 木块做匀速直线运动 不变 变小 C
【详解】（1）①[1]要探究动能大小与质量的关系，需控制速度相同，为了使小车在水平面运动时的起始速度相等，需将质量不同的小车从斜面上的同一高度处由静止滑下。
②[2]实验中通过木块被推出距离的多少可看出小车动能的大小，木块移动的距离越大，说明小车对木块做的功越多，小车的动能越大。
③[3][4]如果水平面绝对光滑，小球推木块运动时，木块不受摩擦力，由牛顿第一定律可知，木块将做匀速直线运动，木块通过的距离无法确定，做功的多少也无法确定，所以小球动能的大小就无法比较，不能得到结论。
（3）[5][6]木块在水平面上滑动时，受到水平面的摩擦力是滑动摩擦力，与压力大小和接触面粗糙程度有关，二者不变，滑动摩擦力不变；克服摩擦力做功的功率，滑动摩擦力f不变，速度v减小，因此木块在水平面上滑动时，克服摩擦力做功的功率变小。
（3）[7]同一小车，从同一斜面的不同高度由静止释放，那么小车到达水平面时的速度就不同，小车推动木块做功，运动距离越远，做功越多，说明小车的动能越大；小车质量一定，不能判断物体动能大小是否与质量有关；说明动能大小一定与质量外的其他因素有关，故选C。
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八年级物理大单元整体设计
第十一章《功和机械能》
一、单元内容分析
能量是《课标》中科学内容的三大主题之一，这充分说明了能量在初中物理课程中的重要地位。本单元首次向学生提出能量的概念，是后续九年级相关知识内容学习的基础。在后续的学习中，九年级还将学习“电能”、“内能”、“能量守恒”、“能源与可持续发展”等涉及能量的内容。因此本单元的内容是能量知识在初中阶段的重点部分。
本章共分四节：功、功率、动能和势能、机械能及其转化。第一节通过观察现象和日常生产生活实际了解功的概念及做功的两个必要因素，进而理解公的计算公式。第二节通过不同事物之间做功快慢的对比，建立功率的概念和功率的计算公式，通过解决实际问题了解功率的推导公式。第三节由于只要求初中学生初步认识能量概念，所以教科书没有在能量的概念上进行拓展，而是在功的知识的基础上，直接从功和能的关系引人能量的概念一物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量。教科书通过列举生产、生活中一些物体具有能量的实例，引出了动能和势能的概念。在此基础上，实验探究物体的动能跟速度、质量的关系，根据生产和生活中的现象说明势能大小的决定因素。第四节通过呈现日常生活中熟悉的场景，让学生思考交流，了解动能和势能相互转化，通过想象提出问：减少的机械能去哪了？激发学生对知识的渴望，进而理解机械能守恒的内容。通过介绍我国一些科学技术让学生了解水能和风能的利用。
二、本章课标要求
本章内容属于课程标准中课程内容的第三个一级主题“能量”，是该主题下的二级主题“能量、能量的转化和转移”和“机械能”中的部分内容。内容标准要求如下：
3.1.3结合实例，认识功的概念。知道做功的过程就是能量转化或转移的过程。
3.2.1 知道动能、势能和机械能。通过实验，了解动能和势能的相互转化。举例说明机械能和其他形式能量的相互转化。
例1 定性说明荡秋千过程中动能和势能的相互转化。
例2 分析《天工开物》中没水装置工作时能量的相互转化。
3.2.2知道机械功和功率。用生活中的实例说明机械功和功率的含义。
三、本章核心素养
物理观念：功、做功的两个必要因素、功的计算公式、功率、功率的计算公式、动能、影响动能大小的因素、重力势能、影响重力势能大小的因素、弹性势能、影响弹性势能大小的因素、机械能转化、机械能守恒。
物理思维：通过观察思考、交流讨论了解功和功率的概念和计算。通过联系生活实际了解动能、重力势能、弹性势能、动能和势能的相互转化、机械能守恒。通过经历发现问题、设计和进行实验、得出结论、交流反思的科学探究过程，知道影响物体动能大小的因素。
科学探究：探究影响物体动能大小的因素。
科学态度与责任：能初步体会利用实验能够探究物理规律，解决科学问题。能够通过团队间的交流协作，培养学生团队沟通、协作的能力。
四、本章教学目标
（一）内容目标：
1.知道功的概念
2.知道做功的两个必要因素；
3.知道用功的计算公式进行简单计算；
4.知道功率的概念；
5.知道用功率的计算公式进行简单的计算；
6.知道动能、重力势能、弹性势能的概念及影响因素；
7.知道动能和势能可以相互转化；
8.知道机械能守恒
（二）学业目标：
1.通过对本章内容的学习，能出初步建立能量的概念，能通过能量的内容解决实际问题。
2.通过学习机械能，培养学生理论联系实际的能力，提高学生的学习热情。
五、教学重点
1.功的概念的建立；
2.理解功的两个必要因素；
3.功率的概念；
4.动能和势能的概念；
5.探究影响动能和势能大小的影响因素；
6.动能和势能的相互转化。
六、教学难点
1.会用W=F.s进行简单的计算；
2.对功率意义的理解及功率的计算；
3.对能量的认识；
4.理解机械能守恒，并能解释机械能转化的物理现象。
七、学情分析和建议
功和机械能现象是学生在生活中比较熟悉的，也是他们容易发生兴趣的现象。教学中要注意培养学生对物理的兴趣，充分发挥演示实验的作用，迎合他们好奇、好动、好强的心理特点，调动他们学习的积极性和主动性。另外应注意引导学生利用已有知识，通过理论分析和推断来获得新知识的能力，发展抽象思维能力。以便学生理解和掌握。
初中生的思维方式要求逐步由形象思维向抽象思维过渡，因此在教学中应注意积极引导学生应用已掌握的基础知识，通过理论分析和推理判断来获得新知识，发展抽象思维能力。当然在此过程仍需以一些感性认识作为依托，可以借助实验加强直观性和形象性，以便学生理解和掌握。
八、本章活动主题
满载游客的过山车，在机械的带动下向着轨道的最高端攀行……忽然，它像一匹脱缰的野马，从轨道的最高端飞驶而下!它又如一条蛟龙，时而上下翻腾，时而左摇右摆，时而驶上高高耸立着的大回环的顶端。
你知道过山车的速度为什么有那么多的变化吗？你知道过山车为什么能够到达大回环的最高处吗？
九、整体教学课时安排
单元主题 任务 问题 活动
压强 任务一：功（1课时） 问题1：功的概念 活动一：说一说，含有“功”的成语或词语，指出其中“功”的含义。
问题2：做功的两个必要因素 活动一：标出物体受到力的方向和物体移动的方向，判断力是否做功？活动二：三种不做功的情况。
问题3：功的计算 活动一：利用功的计算公式进行简单计算。
任务二：功率（1课时） 问题1：功率和功的区别 活动一：想想议议：一个大人和一个小孩一起爬相同的楼梯，做功相同吗？做功的快慢相同吗？
问题2：功率的计算 活动一：利用功率计算公式进行简答计算。活动二：测量爬楼的功率。
任务三：动能和势能（1课时） 问题1：物体动能大小的影响因素？ 活动一：探究物体的动能跟哪些因素有关。
问题2：物体重力势能大小的影响因素？ 活动一：探究物体的重力势能跟哪些因素有关
任务四：机械能及其转化（1课时） 问题1：动能和势能的相互转化 活动一：将滚摆卷起后释放，分析滚摆能量的变化。活动二：单摆来回摆动，分析能量变化。活动三：让木球从斜槽上端滚下，观察木球碰击弹簧片的过程。
问题2：机械能守恒 活动一：铁锁能碰到鼻子吗？
十、学习评价量化表
评价指标 评价等级即分值 得分
一级指标 二级指标 优秀 良好 合格 自评 他评 师评
活动态度（20％） 学习兴趣 对本课有浓厚的学习兴趣 对本课有较高的学习兴趣 对本课的学习兴趣一般
学习态度 学习态度认真负责，努力完成预定任务 认真参与，在同学的协助下努力实现预定任务 认真参与，在同学的协助下努力未能全部实现预定任务
合作交流（20％） 与人合作 主动和同学配合，分工合作，乐于帮助同学 能和同学配合，做好自己分内的事 有需要时才和同学合作，喜欢个人学习
与人沟通 态度谦虚，认真倾听同学意见，能合作解决问题 会倾听同学意见，基本能和同学合作解决问题 不太喜欢发言和倾听同学意见，不喜欢和同学合作解决问题
探究实验（30％） 动手操作 能熟练操作实验器材，并在规定时间内完成实验任务 操作器材叫熟练，能够完成实验任务，但有缺陷 不能熟练操作实验器材，不能完成实验任务，或效率太低
分析归纳 根据实验现象和数据能够快速地分析归纳得出结论，并能和同学交流反思 能根据实验现象和数据得出实验结论，不能和同学交流反思 能记录现象和数据，不能得出对应的结论，或不能得出完整的结论
学习成果（30％） 获取知识 能够完成本节课的学习目标，能完全理解本节课重难点 基本能完成本节课的学习目标，能在老师或同学的协助下理解本节课重难点 基本能完成本节课的学习目标，不能完全理解本节课重难点
熟练运用 能够独立、快速完成课堂或课后练习，能运用所学内容解释一些实际问题 能够在老师或同学的帮助下完成课堂或课后练习，能解决一些实际问题 不能完成全部的课堂或课后练习，在解决实际问题时存在较大困难
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