苏科版九年级全册 物理 教案 12.1动能 势能 机械能

动能 势能 机械能
【教学目标】
1．知识与技能：
（1）了解能量的初步概念。
（2）知道什么是动能及影响动能大小的因素。
（3）知道什么是势能及影响势能大小的因素。
（4）知道机械能和机械能是可以相互转换的。
2．方法与过程：
（1）通过观察和分析，知道机械能和势能的相互转换。
（3）体验用类比方法，加深对物理概念理解的过程，学会迁移学习。
3．情感、态度、价值观：
（1）有应用科学原理解决实际问题的意识和积极性。
（2）通过探究，体验探究的过程，激发主动学习的兴趣。
（3）学会自己查找资料，培养自学的能力。
【教学重点】
（1）能量概念的建立；
（2）动能和势能概念的建立。
【教学难点】
（1）探究动能与那些因素有关的实验。
（2）探究重力势能与那些因素有关的实验。
【教学过程】
一、导入谈话：
自然界的物体和能量是分不开的，那我们今天就来好好研究一下。
二、自学自测：
自主学习文本，完成自测作业
（1）江河里流动的水具有 能。如果在江河上修筑拦河坝，抬高坝内水位就能增大坝内水的 能。当这些水流下带动发电机发电时，机械能转化为 能。
（2）“跳高”是一项常见的体育运动，跳高运动员在比赛中都是先助跑一段距离后才起跳，助跑是为了（ ）
A．增大运动员的惯性 B．增强运动员表演的观赏性
C．增大运动员的动能 D．避免运动员受伤
（3）一游客在乘缆车匀速上山的过程中，他的动能______，机械能______。(填“增大”、“减小”或“不变”)。
三、互学互助：
小组合作探究，课堂展示成果
出示斜槽，并演示小车从斜槽上滚下，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“小车对木块做了功”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。刚才的实验中小车撞击木块能够做功，但若将小车停靠在木块一侧（边讲边演示），这时的小车并不能推动木块做功。只有运动的小车才能推动木块做功。
（1）动能：物体由于运动而能够做功，它们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。
演示课本图实验，实验可分三步：
①将同一个小车，从斜面不同高度滚下，让学生观察小车将木块推动的距离。木块被推动的距离不同，说明小车对木块做的功不同。木块被推动得越远，表明小车的动能越大。实验说明：从不同高度滚下的小车，具有不同的动能。
②上面的实验表明小车从较高处滚下时具有的动能大。那么小车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。将质量相同的两个小车，同时从斜槽的最高点和接近斜槽底部的位置释放。从最高点滚下的小车能在水平槽上追上从接近底部滚下的小车。实验表明从高处滚下的小车速度大。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换用不同质量的小车，从同一高度让其滚下，让学生观察小车推动木块的距离。从而得出结论：运动物体的质量越大，动能就越大。
演示实验之后，总结实验结果：运动物体的速度越大，质量越大，动能就越大。
（2）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，并推动纸弹移动一段距离，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，它是由于物体发生弹性形变而具有的能量。
解释弹性形变：物体受到外力作用而发生的形状变化，叫做形变。如果外力撤消，物体能够恢复原状，这种形变叫做弹性形变。列举事例说明物体的弹性形变。如：拉长的弹簧，压扁的皮球，弯曲的钢锯条，上紧的钟表发条等。
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。举高的物体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具有重力势能？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。
（3）机械能：让学生分析静止在桌面上的小车是否具有能量？（具有重力势能）继而让学生分析在桌面上滚动的小车具有什么能？通过分析得知滚动的小车既有动能，又有势能。
动能和势能统称为机械能。一个物体既有动能，又有势能，那么动能和势能的和就是它的总机械能。
（4）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、势能和机械能的单位跟功的单位相同，也是焦耳。
四、课堂练习：
①下面的四幅图中属于动能转化为重力势能的是（ ）
②现在许多商店和宾馆都安装了弹簧门，弹簧门在被推开后能自动关闭。以下有关于弹簧门被推开后自行关闭的过程中能量转化的说法，正确的是 （ ）
A．弹簧的弹性势能转化为门的动能 B．门的动能转化为弹簧的弹性势能
C．门的势能转化为弹簧的动能 D．弹簧的动能转化为门的势能
③如图所示，是小朋友坐滑梯的情景，下列说法正确的是（ ）
A．滑道表面很光滑。是为了增大摩擦
B．小朋友下滑过程中速度增大，机械能增大：
C．小朋友从滑梯上滑下后，由于惯性在水平面上还能滑行一段距离
D．下滑过程中重力对小朋友不做功
④如图，人骑自行车从坡上下来时，速度会越来越大，在这运动过程中（ ）
A．人和车的动能增大
B．人和车的动能减小
C．人和车的重力势能增大
D．人和车的动能保持不变
⑤汶川地震后的5月14日，我空降兵15勇士不畏牺牲，勇敢地从4999m的高空跳伞执行侦查营救任务，为上级决策提供了第一手资料，为组织大规模救援赢得了宝贵时间，受到了中央军委的通令嘉奖。跳伞勇士在空中匀速下落的过程中，他的（ ）
A．重力势能增大，机械能增大 B．重力势能减小，机械能增大
C．重力势能减小，机械能不变 D．重力势能减小，机械能减小
⑥跳水运动是奥运会的正式比赛项目，我国运动员在该项目上一直处于国际领先地位。比赛中，跳水运动员从腾空跳起向上运动后再向下落入水中，若不计空气阻力，在整个空中运动过程中，运动员的（ ）
A．动能先减小后增大，重力势能先增大后减小，机械能不变
B．动能先增大后减小，重力势能减小先后增大，机械能不变
C．动能先减小后增大，重力势能先增大后减小，机械能增大
D．动能先增大后减小，重力势能先减小后增大，机械能减小
⑦“神州六号”载人飞船的返回舱下落到地面附近时，由于受到空气阻力而做减速运动。在减速下降的过程中，返回舱的 ( )
A．动能增大，势能减小 B．动能减小，势能减小
C．动能不变，势能减小 D．动能减小，势能增大
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