2024年秋初中物理八年級下冊教學(xué)設(shè)計（教案）第3節(jié) 動能和勢能（教案）

第3節(jié)動能和勢能【教學(xué)目標】1.理解動能和勢能的基本概念，并能識別具有動能和勢能物體的事例.2.理解動能、勢能的大小跟什么因素有關(guān).3.熟練掌握分類法、控制變量法等具體的研究方法.4.通過參與科學(xué)探究活動，培養(yǎng)初步的科學(xué)探究能力.5.使學(xué)生通過知識的探索過程形成研究探索的意識和敢于創(chuàng)新的精神.6.在與小組成員一起探索的過程中，養(yǎng)成與人共處、協(xié)作學(xué)習(xí)的好習(xí)慣.【教學(xué)重點】動能和勢能的概念；動能和勢能的大小與哪些因素有關(guān).【教學(xué)難點】探究動能和勢能的影響因素.【教具準備】斜面（光滑的長木板）、鋼球（大、小鋼球各一個）、木塊、刻度尺、多媒體課件等.【教學(xué)課時】1課時【鞏固復(fù)習(xí)】教師引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)上一節(jié)有關(guān)功率的知識，并講解學(xué)生所做的課后作業(yè)（教師可針對性地挑選部分難題講解），加強學(xué)生對知識的鞏固.【新課引入】教師演示實驗，請同學(xué)們認真觀察，并思考：小球?qū)δ緣K做功了嗎？實驗操作：讓一個小球沿桌面滾動，撞擊木塊，使木塊移動了一段距離.生：做了功.師小球能夠?qū)ν庾龉?，它有能量嗎？生：（齊聲回答）當(dāng)然有能量.師運動的物體有什么能量?有什么特點？這正是我們今天要研究的問題.【進行新課】能量師一個物體能夠?qū)ν庾龉Ρ硎具@個物體具有能量，簡稱能，能量的單位與功的單位相同，也是焦耳（J）.下面請大家說說生活中都有哪些種類的能量？生1：生活中常見的能量有電能、太陽能、風(fēng)能、水能、熱能等.生2：我所知道的還有化學(xué)能、核能.師很好，生活中能量無處不在，人們就是利用能量來做功的，下面我們一起來分析生活中一些常見事例中的能量.（教師用多媒體展示動能、勢能的事例）事例：①洶涌的洪水沖擊泥石流前行；②樹枝上的蘋果；③擰緊發(fā)條的玩具車；④提起在高處的打樁機重錘；⑤被射箭運動員用力拉彎的弓；⑥行駛的汽車.師上面的這些物體都具有能量，請大家分析、討論并提出分類的方案，說出你的依據(jù).（提示學(xué)生從運動和靜止的角度分）生：（討論中）方法一：從運動和靜止的角度分：方法二：從自然和人為的角度分：師很好，同學(xué)們從方法一分類中，發(fā)現(xiàn)一些物體運動時具有能量，另外一些物體盡管靜止，但也儲存了能量，下面我們就一起來認識動能和勢能.（引出動能和勢能）教師引導(dǎo)學(xué)生說說生活中哪些物體具有動能.生：正在行駛的汽車具有動能，空中飛行的鳥具有動能.師請同學(xué)們思考在②③④⑤中的物體中，它們有些物體盡管靜止，但也儲存了能量，它們是如何獲得能量的？學(xué)生很快發(fā)現(xiàn)②與④有一定的高度；③與⑤發(fā)生了形變.教師點評：在地球表面附近與高度相關(guān)的能稱為重力勢能，發(fā)生彈性形變而具有的能稱為彈性勢能.探究動能的大小與哪些因素有關(guān)師同學(xué)們平時觀察注意到，在發(fā)生交通事故時，汽車高速行駛和低速行駛撞上障礙物時的破壞程度是不同的.下面我們就通過實驗來探究動能的大小與哪些因素有關(guān).（提示：可仿照教材P67《實驗》進行探究）師這是個帶槽的木板，我們把鋼球放到斜面上令其滾下，到達平面上打擊一個小木塊，推動木塊做功，根據(jù)木塊被推動的距離遠近來判斷鋼球具有的動能大小.（注意控制變量法的應(yīng)用）教師演示實驗一，學(xué)生仔細觀察實驗.步驟一：教師使小鋼球從某一高度由靜止開始滾下.（注意木塊被推的距離）步驟二：教師換一個質(zhì)量大的鋼球，從同一位置由靜止開始滾下，到達水平面上時和剛才的小鋼球具有同樣的速度，再觀察木塊被推動的距離.（很顯然，第二次木塊被推的距離比第一次遠得多.說明大鋼球做的功多，也就是大鋼球具有的動能大.）教師提問：這個實驗說明了什么？生：這個實驗說明了物體的動能大小跟它的質(zhì)量有關(guān).速度相同時，質(zhì)量越大，動能越大.教師用同一個鋼球演示實驗二，學(xué)生仔細觀察實驗.步驟一：教師讓鋼球從比較低的位置由靜止開始滾下.(注意木塊被推的距離)步驟二：教師讓鋼球從比較高的位置滾下來，到達水平面上時具有更大的速度，木塊被推得更遠.教師提問：這個實驗說明了什么？生：這個實驗說明了物體的動能大小跟它的速度有關(guān).同一個物體速度越大，動能越大.教師鼓勵學(xué)生的回答，并進行總結(jié)和板書.板書：動能的大小與物體的速度、質(zhì)量有關(guān).質(zhì)量相同的物體，運動的速度越大，它的動能越大；運動速度相同的物體，質(zhì)量越大，它的動能也越大.師好，下面請大家閱讀教材P68頁的《想想議議》,想想為什么？生：因為大型客車、載貨汽車的質(zhì)量要比小型轎車質(zhì)量大，因此，若速度相同時，大型客車、載貨汽車具有的動能大，一旦出現(xiàn)交通事故，做功多，破壞程度大些.所以，為了安全起見，必須將大型客車、載貨汽車的速度限制得低些.探究勢能的大小與哪些因素有關(guān)師重力勢能的大小與什么因素有關(guān)呢？請大家設(shè)計實驗探究.學(xué)生分組進行實驗探究，教師巡視指導(dǎo).提示：可以借用鋼球?qū)ξ矬w做功，做功越多，表明鋼球的重力勢能越大.有的同學(xué)想到用鋼球下落砸擊沙面陷入的深度來體現(xiàn).學(xué)生還可以利用身邊文具進行實驗.（例如，有學(xué)生想到利用舉高的橡皮下落時破壞物體的程度大小來體現(xiàn)）.教師要求各小組派一位代表，敘述自己探究的結(jié)果，進行全班交流.板書：重力勢能的大小與物體所處的高度、重力有關(guān)，物體高度越大，重力越大，它具有的重力勢能越大.例題1請同學(xué)們思考，生活中遇到這種情景時，你心里有何感覺？為什么？（1）處在陡峭的懸崖上搖搖欲墜的大石頭，當(dāng)你從它的下方經(jīng)過時；（2）靜止在地面上的大石頭，當(dāng)你從旁邊經(jīng)過時.生作答，師點評.答案:(1)處在陡峭的懸崖上的大石頭有高度,有重力勢能(能量),當(dāng)人從它的下方經(jīng)過時,會感到害怕.(2)靜止在地面上的石頭,沒有動能和重力勢能,當(dāng)人從它的旁邊經(jīng)過時不會害怕.師舉例請大家分析，一個沿豎直方向勻速上升的氣球，它的動能、勢能將如何變化？生作答.師引導(dǎo)學(xué)生分析氣球的質(zhì)量、速度和高度的變化，從而得出動能和重力勢能的變化.例題2一架飛機在災(zāi)區(qū)上方水平勻速飛行，并不斷向災(zāi)區(qū)空投救災(zāi)物資，則飛機在這個過程中，動能、勢能又如何變化呢？答案:飛機空投救災(zāi)物資后,質(zhì)量減小,動能和勢能也減小.師下面我們再來探究彈性勢能的大小與什么因素有關(guān)呢？請大家設(shè)計實驗探究.學(xué)生分析：當(dāng)我們拉伸橡皮筋發(fā)生形變彈出石子時，發(fā)現(xiàn)形變越大，石子射出距離越大，由此可見，彈性勢能的大小與彈性形變大小有關(guān)，彈性形變越大，彈性勢能越大.板書：彈性勢能的大小與物體發(fā)生彈性形變大小有關(guān)，彈性形變越大，彈性勢能越大.【課堂交流、小結(jié)與延展】師同學(xué)們，我們通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)了解了動能和勢能，知道了影響它們大小的因素.你們還有哪些收獲呢？請相互交流、討論.（請大家談自己知道本節(jié)哪些知識，還想知道哪些內(nèi)容及對本課的感受，教師進行情感激勵.）生1：通過學(xué)習(xí)，我明白了：能與功之間有著密切的聯(lián)系，物體能夠?qū)ν庾龉Γ敲催@個物體就具有能.具有的能量越大，做功的本領(lǐng)就越大，因此，能量表明物體具有做功的本領(lǐng).但物體有能量時，不一定就對外做功，這個能量可以儲存在物體中.生2：動能的大小與速度有關(guān)，而速度具有相對性，那動能的大小有相對性嗎？生3：重力勢能的大小取決于物體所處的高度和重力大小.放在三樓的桌子，高度大于相對于二樓的高度，那么重力勢能的大小應(yīng)該不同，也就是說，重力勢能具有相對性.生4：彈性勢能中為什么要強調(diào)彈性形變，彈性形變與形變不同嗎？生5：橡皮筋使用久了，發(fā)現(xiàn)拉很長，也不會把石子彈出很遠，說明彈性勢能還與物體本身的彈性有關(guān)，對嗎？師同學(xué)們說得很好，課后你們可以根據(jù)剛才自己提出的問題去探究下，找到正確的答案.【教師結(jié)束語】通過這節(jié)課的探究學(xué)習(xí)，大家的收獲確實不少，我們知道了動能、重力勢能和彈性勢能的概念，知道生活中經(jīng)常應(yīng)用動能、勢能做功的事例.大家通過動手探究，知道動能的大小與物體的速度、質(zhì)量有關(guān)；重力勢能的大小與物體所處的高度、重力有關(guān)；還了解了彈性勢能的大小與物體發(fā)生彈性形變的大小有關(guān).其實，只要大家善于觀察生活，勤于思考，物理知識就在身邊，我們經(jīng)常在不知不覺中應(yīng)用了物理知識.好，謝謝大家！課后作業(yè)完成本課時對應(yīng)練習(xí).1.在幫助學(xué)生理解動能、勢能的概念時，可以讓學(xué)生根據(jù)平時的觀察，結(jié)合自己身邊的事例進行分析，這樣起到更好的效果.在“探究動能大小與哪些因素有關(guān)”的實驗的“交流、評估”環(huán)節(jié)中，控制變量法的利用，讓各個小組的同學(xué)發(fā)表各自的見解，這樣便于提高學(xué)生今后動手實驗的能力.2.在探究動能大小與哪些因素有關(guān)的實驗后，知道了動能的大小與速度、質(zhì)量有關(guān)，教師可以追問學(xué)生，速度和質(zhì)量對動能的影響是同等大小嗎？教師可以引導(dǎo)、啟發(fā)學(xué)生進一步思考和分析，可以通過設(shè)計一個實驗來探究，可以通過實例，還可以通過讓學(xué)生閱讀教材P69頁的《小資料》，分析比較“行走的牛”與“飛行的步槍子彈”，牛的質(zhì)量比步槍子彈質(zhì)量大得多，然而牛的動能比步槍子彈的動能小得多，這是為什么？學(xué)生帶著問題去思考，這樣更加激發(fā)學(xué)生的求知欲，調(diào)動學(xué)生的積極性、主動性.生活中的機械能動能和勢能統(tǒng)稱為機械能，一個物體可以同時具有動能和勢能.物體在運動過程中,動能和勢能可以互相轉(zhuǎn)化.滑梯:滑梯上的人在下滑過程中,重力勢能逐漸減小,動能逐漸增大,勢能逐漸轉(zhuǎn)化為動能.舉重:運動員用力將杠鈴舉高,表明運動員對杠鈴做了功,使杠鈴的重力勢能增大.當(dāng)完成舉重以后,運動員將杠鈴釋放,杠鈴在重力作用下落下,重力勢能轉(zhuǎn)化為動能.背躍式跳高:運動員利用助跑和蹬地,使自己獲得動能,在上升過程中動能轉(zhuǎn)化為重力勢能.起跳時獲得的動能越大,上升過程中轉(zhuǎn)化成的重力勢能也越大,運動員能達到的高度也越大.過桿后,運動員下落,重力勢能又轉(zhuǎn)化為動能.跳水:在跳板上跳水時,運動員起跳前利用跳躍的方式使跳板彎曲.彎曲的跳板將彈性勢能轉(zhuǎn)化為運動員的動能,運動員上升過程中動能轉(zhuǎn)化為重力勢能,下降過程中重力勢能轉(zhuǎn)化為動能.撐竿跳高:運動員助跑是為了獲得較大的動能,然后利用撐竿將其轉(zhuǎn)化為彈性勢能,從而有利于運動員躍過更大的高度.上升過程