11.3《动能和势能》教学设计
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11.3《动能和势能》教学设计
【教材分析】
本节教材首先在学生学过的功的知识的基础上，直接从功和能的关系引入了能量的初步概念，不追求严密性。这是因为初中只要求学生对能量的概念有初步的认识。教材列举了风、流水等能够做功，以便使学生对运动物体具有能量形成比较清楚的具体印象，同时也为讲水能和风能的利用埋下伏笔。由此引出了动能的概念，用实验说明动能的大小跟速度、质量的关系，能够培养学生的观察分析能力，势能的教学也是从做功的角度先引入势能概念，再由实验或观察生活中的现象学习势能的大小的决定因素。在本节内容中教材未给出了机械能的概念。重点介绍了动能、势能的概念及影响因素，能量、机械能、动能、势能、重力势能、弹性势能这些概念的包含与被包含关系模糊。
【学情分析】
动能、势能所涉及的现象是学生在生活中比较熟悉，也是他们容易发生兴趣的现象，教学中要注意培养学生学习物理的兴趣，充分发挥实验及多媒体教学手段，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，同时初中生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。
【教学目标】
1.知识与技能
（1）让学生初步了解能量的概念；
（2）理解动能的初步概念及影响动能大小的因素，能列举常见的事例；
（3）知道势能的初步概念及影响势能大小的因素，能列举常见的事例。
2.过程与方法
（1）通过观察实例认识动能、势能的存在，分析得出动能、势能的概念。培养学生观察、分析问题的能力；
（2）通过科学探究了解动能大小的影响因素，培养学生观察、分析和推理能力。
3.情感、态度、价值观
通过实验探究，培养学生合作学习的意识，严谨的科学态度和交流合作的团队精神，并从探究中体验成功的乐趣。
【教学重点】
（1）建立动能、势能的概念；
（2）探究影响动能大小的因素。
【教学难点】
势能的概念。
【教学方法】
讲授法、直观法（演示实验）、讨论法、归纳法
【教学过程】
一、复习
鉴于能量和功的概念有密切的联系，所以通过"怎样才算做了功"的提问，引导学生进一步理解力的作用成效、功的两要素。
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。
出示一木块，并将其置于水平桌面上。说明木块受重力的作用，但木块没有在重力方向上运动，所以重力对木块没有做功。继而用手推动木块，使木块运动一段距离。在此过程中，重力仍然没有做功，手的推力做了功。进而强调力和在力的方向上通过的距离是功的两要素，且功的大小就等于两者的乘积。
二、引入新课
如课本67页图11.3-1所示：湍急的流水能推动小车，拉开的弹弓能将弹丸射出，流水、弹丸都做了功。
1962年11月在美国马里兰州上空,一架正在飞行的子爵号飞机与一只天鹅相撞,使飞机坠毁,机上17人全部死亡。问:小小的飞鸟为什么能对飞机产生这么大的破坏力? （飞鸟能将飞机撞毁，是因为飞鸟能够做功，具有能量的缘故）
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。
二、新课教学
物体具有能量的形式是多种多样的（如热能、电能、能源开发等等），以后我们将逐步认识各种形式的能量。刚才的实验中钢球撞击木块能够做功，但若将钢球停靠在木块一侧(边讲边演示)，这时的钢球并不能推动木块做功。只有运动的钢球才能推动木块做功，进而得出动能的概念。
（一）动能
1、概念：物体由于运动而具有的能量叫做动能。
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。”
列举事例说明：运动的物体具有的动能多少不尽相同。如狂风能吹倒大树，而微风只能使树枝摇动。进而通过演示实验，概括出决定物体动能大小的因素。
2、探究物体的动能跟那些因素有关
提问：动能的大小与什么因素有关？
猜想1:与物体运动的速度有关；
猜想2：与物体的质量有关；
…………………………………
准备实验:
实验器材：斜面、三个质量不同的钢球、木块
图11.3-2
实验步骤:
①将同一个钢球，从斜面不同高度滚下，让学生观察钢球将木块推动的距离。木块被推动的距离不同，说明钢球对木块做的功不同。木块被推动得越远，表明钢球的动能越大。实验说明：从不同高度滚下的网球，具有不同的动能。
②上面的实验表明钢球从较高处滚下时具有的动能大。那么钢球从不同的高度滚下时有什么不同呢?我们可通过观察实验来得到结论。将质量相同的两个钢球，同时从斜槽的最高点和接近斜槽底部的位置释放。从最高点滚下的钢球能在水平槽上追上从接近底部滚下的钢球。实验表明从高处滚下的钢球速度大。从而得到结论：物体的动能与速度有关，速度越大，物体的动能越大。
③换用不同质量的钢球，从同一高度让其滚下，让学生观察钢球推动木块的距离。从而得出结论：运动物体的质量越大，动能就越大。
结论：质量相同的物体，运动的速度越大，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。
3、想想议议（教材第68页）
决定动能大小的因素是物体的质量和运动的速度。质量越大，速度越大，物体的动能就越大。对速度进行限制，实质是为了控制动能的大小，避免交通事故的发生。同样的路面，不同的车型，其质量不同，在速度相同时，质量越大的车辆动能越大，遇到紧急情况时，越不易控制，越容易发生交通事故。所以在同样的道路上，对不同车型设定不一样的最高行驶速度。
（二）势能
物体由于运动的原因而具有动能，物体还可能由于其他的原因而具有能量。例如，同学们都玩过用橡皮筋弹射纸弹的游戏，拉长的橡皮筋能给纸弹一个力，并推动纸弹移一段距离，从而对纸弹做了功。同样拉弯的弓、压缩的弹簧也能够做功，它们都具有能量，这种能量叫做弹性势能，物体由于弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。
如：拉长的弹簧，压扁的皮球，弯曲的钢锯条，上紧的钟表发条，撇开的弓等。
将两个性质相同弹簧，压缩到不同的长度。先后将拉紧弹簧的绳烧断，两次砝码被弹起的高度不同。弹簧压得越紧，放松时它做的功越多，表示它的弹性势能越大。
被举高的重物，也能够做功。例如：举高的铅球，落地时能将地面砸个坑；举高的夯落下时能把木桩打入地里。物体由于被举高而具有的能量叫重力势能。
列举事例说明：物体的质量越大，举得越高，它具有的重力势能越大。如：举起同样高度的铅球和乒乓球，铅球落下时做的功多，具有的重力势能大。铅球举得越高，具有的重力势能就越大。
引导学生讨论树上结的苹果是否有重力势能?通过讨论使学生理解“一个物体能够做功”的含义。能够做功只是说物体具有了做功的"本领"，但不一定做了功。树上结的苹果虽然没有做功，但只要它从树上掉下来就能做功，所以我们说它具有重力势能。
重力势能和弹性势能是常见的两种势能。
（三）能量的单位
从前面的讨论，我们可以认识到能量是跟做功有密切联系的概念，能量反映了物体具有做功的本领，能量的大小可以用能够做功的多少来衡量。因此，动能、势能以及其他能量的单位跟功的单位相同，也是焦耳。
练习：
通过以下问题的讨论，进一步帮助学生理解能量、动能、势能等概念及其单位。
(1)高山上有一块大石头，稳稳地待在那里，它有没有能量?有什么能量?
(2)列举几个物体具有动能、重力势能、弹性势能的事例。
(3) 在同一高度铅球和棒球具有的重力势能不相等，若使它们的重力势能相等，可采取哪些方法?
(4)从斜槽上端滚下的小球，它有没有重力势能?在它下滚的过程中重力势能的大小有没有变化?为什么?在滚下的过程中有没有动能?它的动能有没有变化?为什么?
（5）为什么要对城市街道上不同车辆车速进行限制？
（6）影响动能大小的因素有质量和速度，谁的影响更大？
【板书设计】
第三节 动能和势能
【小结】
1.知识方面
2.学习过程的体会
【布置作业】
1.复习本节内容．
2.动手动脑学物理1、2、3、4、5。
3.预习“机械能及其转化”一节
【教学反思】
【教材分析】
本节教材首先在学生学过的功的知识的基础上，直接从功和能的关系引入了能量的初步概念，不追求严密性。这是因为初中只要求学生对能量的概念有初步的认识。教材列举了风、流水等能够做功，以便使学生对运动物体具有能量形成比较清楚的具体印象，同时也为讲水能和风能的利用埋下伏笔。由此引出了动能的概念，用实验说明动能的大小跟速度、质量的关系，能够培养学生的观察分析能力，势能的教学也是从做功的角度先引入势能概念，再由实验或观察生活中的现象学习势能的大小的决定因素。在本节内容中教材未给出了机械能的概念。重点介绍了动能、势能的概念及影响因素，能量、机械能、动能、势能、重力势能、弹性势能这些概念的包含与被包含关系模糊。
【学情分析】
动能、势能所涉及的现象是学生在生活中比较熟悉，也是他们容易发生兴趣的现象，教学中要注意培养学生学习物理的兴趣，充分发挥实验及多媒体教学手段，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，同时初中生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。
【教学目标】
1.知识与技能
（1）让学生初步了解能量的概念；
（2）理解动能的初步概念及影响动能大小的因素，能列举常见的事例；
（3）知道势能的初步概念及影响势能大小的因素，能列举常见的事例。
2.过程与方法
（1）通过观察实例认识动能、势能的存在，分析得出动能、势能的概念。培养学生观察、分析问题的能力；
（2）通过科学探究了解动能大小的影响因素，培养学生观察、分析和推理能力。
3.情感、态度、价值观
通过实验探究，培养学生合作学习的意识，严谨的科学态度和交流合作的团队精神，并从探究中体验成功的乐趣。
【教学重点】
（1）建立动能、势能的概念；
（2）探究影响动能大小的因素。
【教学难点】
势能的概念。
【教学方法】
讲授法、直观法（演示实验）、讨论法、归纳法
【教学过程】
一、复习
鉴于能量和功的概念有密切的联系，所以通过"怎样才算做了功"的提问，引导学生进一步理解力的作用成效、功的两要素。
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。
出示一木块，并将其置于水平桌面上。说明木块受重力的作用，但木块没有在重力方向上运动，所以重力对木块没有做功。继而用手推动木块，使木块运动一段距离。在此过程中，重力仍然没有做功，手的推力做了功。进而强调力和在力的方向上通过的距离是功的两要素，且功的大小就等于两者的乘积。
二、引入新课
如课本67页图11.3-1所示：湍急的流水能推动小车，拉开的弹弓能将弹丸射出，流水、弹丸都做了功。
1962年11月在美国马里兰州上空,一架正在飞行的子爵号飞机与一只天鹅相撞,使飞机坠毁,机上17人全部死亡。问:小小的飞鸟为什么能对飞机产生这么大的破坏力? （飞鸟能将飞机撞毁，是因为飞鸟能够做功，具有能量的缘故）
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。
二、新课教学
物体具有能量的形式是多种多样的（如热能、电能、能源开发等等），以后我们将逐步认识各种形式的能量。刚才的实验中钢球撞击木块能够做功，但若将钢球停靠在木块一侧(边讲边演示)，这时的钢球并不能推动木块做功。只有运动的钢球才能推动木块做功，进而得出动能的概念。
（一）动能
1、概念：物体由于运动而具有的能量叫做动能。
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。”
列举事例说明：运动的物体具有的动能多少不尽相同。如狂风能吹倒大树，而微风只能使树枝摇动。进而通过演示实验，概括出决定物体动能大小的因素。
2、探究物体的动能跟那些因素有关
提问：动能的大小与什么因素有关？
猜想1:与物体运动的速度有关；
猜想2：与物体的质量有关；
…………………………………
准备实验:
实验器材：斜面、三个质量不同的钢球、木块
图11.3-2
实验步骤:
①将同一个钢球，从斜面不同高度滚下，让学生观察钢球将木块推动的距离。木块被推动的距离不同，说明钢球对木块做的功不同。木块被推动得越远，表明钢球的动能越大。实验说明：从不同高度滚下的网球，具有不同的动能。
②上面的实验表明钢球从较高处滚下时具有的动能大。那么钢球从不同的高度滚下时有什么不同呢?我们可通过观察实验来得到结论。将质量相同的两个钢球，同时从斜槽的最高点和接近斜槽底部的位置释放。从最高点滚下的钢球能在水平槽上追上从接近底部滚下的钢球。实验表明从高处滚下的钢球速度大。从而得到结论：物体的动能与速度有关，速度越大，物体的动能越大。
③换用不同质量的钢球，从同一高度让其滚下，让学生观察钢球推动木块的距离。从而得出结论：运动物体的质量越大，动能就越大。
结论：质量相同的物体，运动的速度越大，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。
3、想想议议（教材第68页）
决定动能大小的因素是物体的质量和运动的速度。质量越大，速度越大，物体的动能就越大。对速度进行限制，实质是为了控制动能的大小，避免交通事故的发生。同样的路面，不同的车型，其质量不同，在速度相同时，质量越大的车辆动能越大，遇到紧急情况时，越不易控制，越容易发生交通事故。所以在同样的道路上，对不同车型设定不一样的最高行驶速度。
（二）势能
物体由于运动的原因而具有动能，物体还可能由于其他的原因而具有能量。例如，同学们都玩过用橡皮筋弹射纸弹的游戏，拉长的橡皮筋能给纸弹一个力，并推动纸弹移一段距离，从而对纸弹做了功。同样拉弯的弓、压缩的弹簧也能够做功，它们都具有能量，这种能量叫做弹性势能，物体由于弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。
如：拉长的弹簧，压扁的皮球，弯曲的钢锯条，上紧的钟表发条，撇开的弓等。
将两个性质相同弹簧，压缩到不同的长度。先后将拉紧弹簧的绳烧断，两次砝码被弹起的高度不同。弹簧压得越紧，放松时它做的功越多，表示它的弹性势能越大。
被举高的重物，也能够做功。例如：举高的铅球，落地时能将地面砸个坑；举高的夯落下时能把木桩打入地里。物体由于被举高而具有的能量叫重力势能。
列举事例说明：物体的质量越大，举得越高，它具有的重力势能越大。如：举起同样高度的铅球和乒乓球，铅球落下时做的功多，具有的重力势能大。铅球举得越高，具有的重力势能就越大。
引导学生讨论树上结的苹果是否有重力势能?通过讨论使学生理解“一个物体能够做功”的含义。能够做功只是说物体具有了做功的"本领"，但不一定做了功。树上结的苹果虽然没有做功，但只要它从树上掉下来就能做功，所以我们说它具有重力势能。
重力势能和弹性势能是常见的两种势能。
（三）能量的单位
从前面的讨论，我们可以认识到能量是跟做功有密切联系的概念，能量反映了物体具有做功的本领，能量的大小可以用能够做功的多少来衡量。因此，动能、势能以及其他能量的单位跟功的单位相同，也是焦耳。
练习：
通过以下问题的讨论，进一步帮助学生理解能量、动能、势能等概念及其单位。
(1)高山上有一块大石头，稳稳地待在那里，它有没有能量?有什么能量?
(2)列举几个物体具有动能、重力势能、弹性势能的事例。
(3) 在同一高度铅球和棒球具有的重力势能不相等，若使它们的重力势能相等，可采取哪些方法?
(4)从斜槽上端滚下的小球，它有没有重力势能?在它下滚的过程中重力势能的大小有没有变化?为什么?在滚下的过程中有没有动能?它的动能有没有变化?为什么?
（5）为什么要对城市街道上不同车辆车速进行限制？
（6）影响动能大小的因素有质量和速度，谁的影响更大？
【板书设计】
第三节 动能和势能
【小结】
1.知识方面
2.学习过程的体会
【布置作业】
1.复习本节内容．
2.动手动脑学物理1、2、3、4、5。
3.预习“机械能及其转化”一节
【教学反思】