苏科版九年级物理 12.1动能 势能 机械能 教案

动能 势能 机械能
教学目标：
1． 通过实例分析，认识到运动的物体能做功，具有动能。
2． 通过探究，知道动能的大小与物体的质量和运动速度有关，并能解释简单的现象。
3． 通过探究，知道弹性势能和重力势能的概念和决定因素，并能解释简单的现象。
4． 通过观察和实验，认识并理解动能和势能的转化过程，能解释一些有关动能、重力势能、弹性势能之间相互转化的简单物理现象。
5． 能够运用“控制变量法”进行实验设计，逐步养成在实验中认真观察、勤于思考的习惯。
重点难点： 动能、弹性势能、重力势能的概念和决定其大小的因素，分析解释有关能量及能量转化的实例。
教材分析： 教材从“公路限速”和“滑板下滑”两个实例出发提出问题，激发了学生的学习兴趣，同时引出本节研究的内容动能、势能及其相互转化。
教材通过三个活动探究决定动能、弹性势能、重力势能大小的因素，并通过“观察摆球摆动”的活动，分析动能和势能的转化过程，探讨日常生活中动能和势能相互转化的实例。
教学方法： 通过对生活中实例的分析，引出本节的课题。通过三个活动进一步分析探究决定动能、势能大小的因素。运用动能、弹性势能、重力势能的概念及能量转化的观念分析讨论日常生活中的相关事例。
教具： 斜面、小车、木块、砝码、卡片、橡皮筋、木桩、细纱、大小不同的木块、单摆（摆球、细线）、滚摆。
教学过程：
引入
①为什么在高速公路上要限制汽车的最大行驶速度？
②人脚踩滑板从高处滑下，为什么会越来越快？
③什么是能量？
一、能量：一个物体如果能够对另一个物体做功，这个物体就具有能量。
①物理学中做功的含义？
1．做功的两个必要条件：
(1)作用在物体上的力
(2)物体在力的方向上移动一定的距离
②如何理解能够做功的意义？
物体有做功的本领，但不一定就做功。
2．物体能够做的功越多，具有的能量就越大。
③那些物体具有能量？
二、动能：物体由于运动而具有的能量
观察课本P30图12-1
①由图可得到哪些信息？
公路上对车辆行驶的速度有限制，且对不同的车辆行驶速度的限制不同。
②根据图提供的信息提出问题
提出问题：动能的大小可能与哪些因素有关？
进行猜想：动能的大小可能与物体的质量和速度有关
设计实验：
③实验应采用的方法？
控制变量法
④选用那些实验器材？
⑤通过观察什么现象而知道物体的动能大小？
观察木块被推动距离的远近
木块被推动得越远，说明小车对木块做功越多，即小车具有的动能越大。
（活动1）探究动能大小与哪些因素有关
1． 动能大小与速度大小的关系
条件：同一小车从同一斜面的不同高度滑下
①小车运动到水平面上时的速度大小是否相同？
②木块被撞后移动的距离是否相同？
现象：速度大的小车使木块移动距离远，对木块做功多，
小车具有的动能大。
结论：运动物体的动能大小与物体的速度有关，质量相同时，速度越大，物体的动能越大。
2． 动能大小与质量的关系
条件：改变小车的质量，让它们从同一高度、同一斜面由静止下滑。
现象：质量大的小车使木块移动距离远，对木块做功多，小车具有的能量大。
结论：运动物体的动能大小与物体的质量有关，速度相同时，质量越大，物体的动能越大。
动能大小与物体的速度和质量有关，物体的速度越大，质量越大，它具的动能就越大。
三、弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能量
提出问题：弹性势能的大小可能与哪些因素有关？
进行猜想：弹性势能的大小可能与弹性形变的大小有关
设计实验：
①选用实验器材
②通过观察什么现象知道物体具有的弹性势能大小
观察橡皮筋拉伸后弹出去的距离（卡片弹起情况）
（活动2）探究弹性势能与弹性形变大小的关系
现象：橡皮筋拉伸得越长，弹出去的距离越远。
说明：被拉伸的橡皮筋具有的弹性势能越大。
在一定的范围内，形变越大，发生形变的物体具有的弹性势能就越大。
四、重力势能：物体由于被举高而具有的能量
提出问题：重力势能的大小可能与哪些因素有关？
进行猜想：重力势能的大小可能与物体的质量和被举高的高度有关
设计实验：
①实验方法：控制变量法
②选用器材
③通过观察什么现象知道物体具有的重力势能大小
观察木桩在沙中下陷的深度
木桩下陷的越深，说明重锤对木桩做功越多，重锤举
高时具有的重力势能就越大。
（活动3）探究重力势能的大小与那些因素有关
1． 重力势能大小与质量的关系
条件：质量不同的重锤从同一高度自由下落
现象：质量大的重锤下落后将桩打得越深
结论：物体具有的重力势能大小与物体的质量有关，在举高的高度相同时，质量越大，物体具有的重力势能越大。
2． 重力势能大小与被举高的高度的关系
条件：同一重锤从不同高度自由下落
现象：重锤举得越高，下落后将桩打得越深。
结论：物体具有的重力势能大小与物体被举高的高度有关，质量相同时，举得越高，物体具有的重力势能越大。
重力势能的大小与物体的质量和被举高的高度有关，
质量越大，被举高度越大，物体具有的重力势能就越大。
五、势能：弹性势能和重力势能的总称
观察课本P30图12-2
①小明从高处滑下越来越快说明了什么？
②生活中有哪些类似的例子？
③小明的动能为什么会越来越大？增大的动能从何而来？
（活动4）观察摆球的动能和势能的转化
④摆球在摆动过程中具有何种形式的机械能？
⑤摆球从A到O摆动的过程中，速度_____，动能______;
高度______，重力势能_______。
⑥物体增大的动能从何而来？重力势能减小到哪里去了？
结论：物体的重力势能转化为动能
⑦摆球从O到B摆动的过程中，速度_____，动能______;
高度______，重力势能_______。
结论：物体的动能转化为重力势能
观察课本P35图12-12(a)、(b)、(c)三幅图中物体的动能和势能的变化及相互转化情况。
（练习）
（1）滚摆（过山车）：
上升过程：动能减小，重力势能增大
动能转化为重力势能
下降过程：动能增大，重力势能减小
重力势能转化为动能
（2）皮球下落：
下降过程：动能增大，重力势能减小
接触地面到形变最大：动能减小，弹性势能增大
形变最大到复原：弹性势能减小，动能增大
上升过程：动能减小，重力势能增大
六、物体的动能和势能可以相互转化
①生活中还有那些事例表明动能和势能可以相互转化?
②上述事例中，如果没有摩擦和空气阻力，结果又会如何？
③实际事例中损失的能量到哪里去了？