動能和勢能的教學(xué)設(shè)計

1、動能和勢能的教學(xué)設(shè)計動能和勢能(一)教學(xué)目的1.了解能量的初步概念。2.知道什么是動能及影響動能大小的因素。3.知道什么是勢能及影響勢能大小的因素。4.知道什么是機械能及機械能的單位。(二)教具斜槽 ,鋼球 ,木塊 ,橡皮筋 ,壓縮彈簧等。(三)教學(xué)過程1.復(fù)習(xí)鑒于能量和功的概念有密切的聯(lián)系 ,所以通過"怎樣才算做了功"的提問 ,引導(dǎo)學(xué)生進一步理解力的作用成效、功的兩要素。當一個力作用在物體上 ,物體在這個力的作用下 ,沿力的方向上通過了一段距離 ,這個力的作用有了成效 ,就說這個力做了功。出示一木塊 ,并將其置于水平桌面上。說明木塊受重力的作用 ,但木塊沒有在重力方向上運

2、動 ,所以重力對木塊沒有做功。繼而用手推動木塊 ,使木塊運動一段距離。在此過程中 ,重力仍然沒有做功 ,手的推力做了功。進而強調(diào)力和在力的方向上通過的距離是功的兩要素 ,且功的大小就等于兩者的乘積。2.引入新課出示斜槽 ,并演示鋼球從斜槽上滾下 ,在水平桌面上撞擊木塊 ,使木塊移動了一段距離。讓學(xué)生分析碰撞過程中 ,做沒做功?利用學(xué)生分析的結(jié)果"鋼球?qū)δ緣K做了功"引入能量的概念：一個物體能夠做功 ,我們就說它具有能量?？梢娢锢韺W(xué)中 ,能量和功有著密切的聯(lián)系 ,能量反映了物體做功的本領(lǐng)。不同的物體做功的本領(lǐng)也不同。一個物體能夠做的功越多 ,表示這個物體的能量越大。3.進行新課

3、物體具有能量的形式是多種多樣的 ,以后我們將逐步認識各種形式的能量。剛剛的實驗中鋼球撞擊木塊能夠做功 ,但假設(shè)將鋼球?？吭谀緣K一側(cè)(邊講邊演示) ,這時的鋼球并不能推動木塊做功。只有運動的鋼球才能推動木塊做功。(1)動能：物體由于運動而能夠做功 ,它們具有的能量叫做動能。引導(dǎo)學(xué)生廣泛地列舉事例 ,說明運動的空氣、水和各種物體都能夠做功 ,而具有動能。概括出"一切運動的物體都具有動能。"列舉事例說明：運動的物體具有的動能多少不盡相同。如狂風(fēng)能吹倒大樹 ,而微風(fēng)只能使樹枝搖動。進而通過演示實驗 ,概括出決定物體動能大小的因素。演示課本圖1-1實驗 ,實驗可分三步：將同一個鋼球

4、,從斜面不同高度滾下 ,讓學(xué)生觀察鋼球?qū)⒛緣K推動的距離。木塊被推動的距離不同 ,說明鋼球?qū)δ緣K做的功不同。木塊被推動得越遠 ,說明鋼球的動能越大。實驗說明：從不同高度滾下的網(wǎng)球 ,具有不同的動能。上面的實驗說明鋼球從較高處滾下時具有的動能大。那么鋼球從不同的高度滾下時有什么不同呢?我們可通過觀察實驗來得到結(jié)論。將質(zhì)量相同的兩個鋼球 ,同時從斜槽的最高點和接近斜槽底部的位置釋放。從最高點滾下的鋼球能在水平槽上追上從接近底部滾下的鋼球。實驗說明從高處滾下的鋼球速度大。從而得到結(jié)論：物體的動能與速度有關(guān) ,速度越大 ,物體的動能越大。換用不同質(zhì)量的鋼球 ,從同一高度讓其滾下 ,讓學(xué)生觀察鋼球推動木塊

5、的距離。從而得出結(jié)論：運動物體的質(zhì)量越大 ,動能就越大。演示實驗之后 ,總結(jié)實驗結(jié)果：運動物體的速度越大 ,質(zhì)量越大 ,動能就越大。(2)勢能：物體由于運動的原因而具有動能 ,物體還可能由于其他的原因而具有能量。例如 ,同學(xué)們都玩過用橡皮筋彈射紙彈的游戲 ,拉長的橡皮筋能給紙彈一個力 ,并推動紙彈移一段距離 ,從而對紙彈做了功。同樣拉彎的弓、壓縮的彈簧也能夠做功 ,它們都具有能量 ,這種能量叫做彈性勢能 ,它是由于物體發(fā)生彈性變形變而具有的能量。解釋彈性形變：物體受到外力作用而發(fā)生的形狀變化 ,叫做形變。如果外力撤消 ,物體能恢復(fù)原狀 ,這種形變叫做彈性形變。列舉事例說明物體的彈性形變。如：拉

6、長的彈簧 ,壓扁的皮球 ,彎曲的鋼鋸條 ,上緊的鐘表發(fā)條等。利用課本圖1-4的實驗說明物體的彈性形變越大 ,它具有的彈性勢能就越大。為節(jié)省課堂時間 ,課前將兩個性質(zhì)相同彈簧 ,按照課本圖1-4壓縮到不同的長度。先后將拉緊彈簧的繩燒斷 ,兩次砝碼被彈起的高度不同。彈簧壓得越緊 ,放松時它做的功越多 ,表示它的彈性勢能越大。被舉高的重物 ,也能夠做功。例如：舉高的鉛球 ,落地時能將地面砸個坑;舉高的夯落下時能把木樁打入地里。舉高的物體具有的能量叫重力勢能。列舉事例說明：物體的質(zhì)量越大 ,舉得越高 ,它具有的重力勢能越大。如：舉起同樣高度的鉛球和乒乓球 ,鉛球落下時做的功多 ,具有的重力勢能大。鉛球

7、舉得越高 ,具有的重力勢能就越大。引導(dǎo)學(xué)生討論樹上結(jié)的蘋果是否有重力勢能?通過討論使學(xué)生理解"一個物體能夠做功"的含義。能夠做功只是說物體具有了做功的"本領(lǐng)" ,但不一定做了功。樹上結(jié)的蘋果雖然沒有做功 ,但只要它從樹上掉下來就能做功 ,所以我們說它具有重力勢能。(3)機械能：讓學(xué)生分析靜止在桌面上的鋼球是否具有能量?(具有重力勢能)繼而讓學(xué)生分析在桌面上滾動的鋼球具有什么能?通過分析得知滾動的鋼球既有動能 ,又有勢能。動能和勢能統(tǒng)稱為機械能。一個物體既有動能 ,又有勢能 ,那么動能和勢能的和就是它的總機械能。(4)能量的單位：從前面的討論 ,我們可以認

8、識到能量是跟做功有密切聯(lián)系的概念 ,能量反映了物體具有做功的本領(lǐng) ,能量的大小可以用能夠做功的多少來衡量。因此 ,動能、勢能和機械能的單位跟功的單位相同 ,也是焦耳。4.小結(jié)通過以下問題的討論 ,進一步幫助學(xué)生理解能量、動能、勢能、機械能等概念及機械能的單位。(1)高山上有一塊大石頭 ,穩(wěn)穩(wěn)地待在那里 ,它有沒有能量?有什么能量?(2)列舉幾個物體具有動能、重力勢能、彈性勢能的事例。(3)在空中飛行的球 ,它具有的重力勢能是5焦 ,具有的動能是4焦 ,這只球具有的總機械能是多少?(4)在同一高度鉛球和棒球具有的重力勢能不相等 ,假設(shè)使它們的重力勢能相等 ,可采取哪些方法?(5)從斜槽上端滾下的

9、小球 ,它有沒有重力勢能?在它下滾的過程中重力勢能的大小有沒有變化?為什么?在滾下的過程中有沒有動能?它的動能有沒有變化?為什么?(四)說明1.能是物理學(xué)的重要概念之一 ,但它比擬抽象。對于初中學(xué)生來說 ,認識它比擬困難。應(yīng)緊扣教材 ,從理解"一個物體能夠做功"的含義來認識能量。這實際上是說"能是物體做功的本領(lǐng)"。盡管這種說法不甚嚴謹 ,但比擬通俗、易懂。2.關(guān)于動能 ,應(yīng)講明運動的物體能夠?qū)ζ渌矬w施力 ,并推動物體做功 ,所以它具有能量。因為容易講清彈性形變的物體對別的物體施力并做功 ,便于學(xué)生理解 ,所以將彈性勢能提到重力勢能之前講。3.勢能應(yīng)是物體系統(tǒng)(有保守力作用的)所共有。舉高的重錘能夠做功 ,應(yīng)當是重錘和地球組成的系統(tǒng)具有勢能。而重力勢能表現(xiàn)它做功本領(lǐng)時 ,通常有一個