2024年秋初中物理八年级下册教学设计第3节 动能和势能（教案）

第3节动能和势能【教学目标】1.理解动能和势能的基本概念，并能识别具有动能和势能物体的事例.2.理解动能、势能的大小跟什么因素有关.3.熟练掌握分类法、控制变量法等具体的研究方法.4.通过参与科学探究活动，培养初步的科学探究能力.5.使学生通过知识的探索过程形成研究探索的意识和敢于创新的精神.6.在与小组成员一起探索的过程中，养成与人共处、协作学习的好习惯.【教学重点】动能和势能的概念；动能和势能的大小与哪些因素有关.【教学难点】探究动能和势能的影响因素.【教具准备】斜面（光滑的长木板）、钢球（大、小钢球各一个）、木块、刻度尺、多媒体课件等.【教学课时】1课时【巩固复习】教师引导学生复习上一节有关功率的知识，并讲解学生所做的课后作业（教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.【新课引入】教师演示实验，请同学们认真观察，并思考：小球对木块做功了吗？实验操作：让一个小球沿桌面滚动，撞击木块，使木块移动了一段距离.生：做了功.师小球能够对外做功，它有能量吗？生：（齐声回答）当然有能量.师运动的物体有什么能量?有什么特点？这正是我们今天要研究的问题.【进行新课】能量师一个物体能够对外做功表示这个物体具有能量，简称能，能量的单位与功的单位相同，也是焦耳（J）.下面请大家说说生活中都有哪些种类的能量？生1：生活中常见的能量有电能、太阳能、风能、水能、热能等.生2：我所知道的还有化学能、核能.师很好，生活中能量无处不在，人们就是利用能量来做功的，下面我们一起来分析生活中一些常见事例中的能量.（教师用多媒体展示动能、势能的事例）事例：①汹涌的洪水冲击泥石流前行；②树枝上的苹果；③拧紧发条的玩具车；④提起在高处的打桩机重锤；⑤被射箭运动员用力拉弯的弓；⑥行驶的汽车.师上面的这些物体都具有能量，请大家分析、讨论并提出分类的方案，说出你的依据.（提示学生从运动和静止的角度分）生：（讨论中）方法一：从运动和静止的角度分：方法二：从自然和人为的角度分：师很好，同学们从方法一分类中，发现一些物体运动时具有能量，另外一些物体尽管静止，但也储存了能量，下面我们就一起来认识动能和势能.（引出动能和势能）教师引导学生说说生活中哪些物体具有动能.生：正在行驶的汽车具有动能，空中飞行的鸟具有动能.师请同学们思考在②③④⑤中的物体中，它们有些物体尽管静止，但也储存了能量，它们是如何获得能量的？学生很快发现②与④有一定的高度；③与⑤发生了形变.教师点评：在地球表面附近与高度相关的能称为重力势能，发生弹性形变而具有的能称为弹性势能.探究动能的大小与哪些因素有关师同学们平时观察注意到，在发生交通事故时，汽车高速行驶和低速行驶撞上障碍物时的破坏程度是不同的.下面我们就通过实验来探究动能的大小与哪些因素有关.（提示：可仿照教材P67《实验》进行探究）师这是个带槽的木板，我们把钢球放到斜面上令其滚下，到达平面上打击一个小木块，推动木块做功，根据木块被推动的距离远近来判断钢球具有的动能大小.（注意控制变量法的应用）教师演示实验一，学生仔细观察实验.步骤一：教师使小钢球从某一高度由静止开始滚下.（注意木块被推的距离）步骤二：教师换一个质量大的钢球，从同一位置由静止开始滚下，到达水平面上时和刚才的小钢球具有同样的速度，再观察木块被推动的距离.（很显然，第二次木块被推的距离比第一次远得多.说明大钢球做的功多，也就是大钢球具有的动能大.）教师提问：这个实验说明了什么？生：这个实验说明了物体的动能大小跟它的质量有关.速度相同时，质量越大，动能越大.教师用同一个钢球演示实验二，学生仔细观察实验.步骤一：教师让钢球从比较低的位置由静止开始滚下.(注意木块被推的距离)步骤二：教师让钢球从比较高的位置滚下来，到达水平面上时具有更大的速度，木块被推得更远.教师提问：这个实验说明了什么？生：这个实验说明了物体的动能大小跟它的速度有关.同一个物体速度越大，动能越大.教师鼓励学生的回答，并进行总结和板书.板书：动能的大小与物体的速度、质量有关.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.师好，下面请大家阅读教材P68页的《想想议议》,想想为什么？生：因为大型客车、载货汽车的质量要比小型轿车质量大，因此，若速度相同时，大型客车、载货汽车具有的动能大，一旦出现交通事故，做功多，破坏程度大些.所以，为了安全起见，必须将大型客车、载货汽车的速度限制得低些.探究势能的大小与哪些因素有关师重力势能的大小与什么因素有关呢？请大家设计实验探究.学生分组进行实验探究，教师巡视指导.提示：可以借用钢球对物体做功，做功越多，表明钢球的重力势能越大.有的同学想到用钢球下落砸击沙面陷入的深度来体现.学生还可以利用身边文具进行实验.（例如，有学生想到利用举高的橡皮下落时破坏物体的程度大小来体现）.教师要求各小组派一位代表，叙述自己探究的结果，进行全班交流.板书：重力势能的大小与物体所处的高度、重力有关，物体高度越大，重力越大，它具有的重力势能越大.例题1请同学们思考，生活中遇到这种情景时，你心里有何感觉？为什么？（1）处在陡峭的悬崖上摇摇欲坠的大石头，当你从它的下方经过时；（2）静止在地面上的大石头，当你从旁边经过时.生作答，师点评.答案:(1)处在陡峭的悬崖上的大石头有高度,有重力势能(能量),当人从它的下方经过时,会感到害怕.(2)静止在地面上的石头,没有动能和重力势能,当人从它的旁边经过时不会害怕.师举例请大家分析，一个沿竖直方向匀速上升的气球，它的动能、势能将如何变化？生作答.师引导学生分析气球的质量、速度和高度的变化，从而得出动能和重力势能的变化.例题2一架飞机在灾区上方水平匀速飞行，并不断向灾区空投救灾物资，则飞机在这个过程中，动能、势能又如何变化呢？答案:飞机空投救灾物资后,质量减小,动能和势能也减小.师下面我们再来探究弹性势能的大小与什么因素有关呢？请大家设计实验探究.学生分析：当我们拉伸橡皮筋发生形变弹出石子时，发现形变越大，石子射出距离越大，由此可见，弹性势能的大小与弹性形变大小有关，弹性形变越大，弹性势能越大.板书：弹性势能的大小与物体发生弹性形变大小有关，弹性形变越大，弹性势能越大.【课堂交流、小结与延展】师同学们，我们通过本节课的学习了解了动能和势能，知道了影响它们大小的因素.你们还有哪些收获呢？请相互交流、讨论.（请大家谈自己知道本节哪些知识，还想知道哪些内容及对本课的感受，教师进行情感激励.）生1：通过学习，我明白了：能与功之间有着密切的联系，物体能够对外做功，那么这个物体就具有能.具有的能量越大，做功的本领就越大，因此，能量表明物体具有做功的本领.但物体有能量时，不一定就对外做功，这个能量可以储存在物体中.生2：动能的大小与速度有关，而速度具有相对性，那动能的大小有相对性吗？生3：重力势能的大小取决于物体所处的高度和重力大小.放在三楼的桌子，高度大于相对于二楼的高度，那么重力势能的大小应该不同，也就是说，重力势能具有相对性.生4：弹性势能中为什么要强调弹性形变，弹性形变与形变不同吗？生5：橡皮筋使用久了，发现拉很长，也不会把石子弹出很远，说明弹性势能还与物体本身的弹性有关，对吗？师同学们说得很好，课后你们可以根据刚才自己提出的问题去探究下，找到正确的答案.【教师结束语】通过这节课的探究学习，大家的收获确实不少，我们知道了动能、重力势能和弹性势能的概念，知道生活中经常应用动能、势能做功的事例.大家通过动手探究，知道动能的大小与物体的速度、质量有关；重力势能的大小与物体所处的高度、重力有关；还了解了弹性势能的大小与物体发生弹性形变的大小有关.其实，只要大家善于观察生活，勤于思考，物理知识就在身边，我们经常在不知不觉中应用了物理知识.好，谢谢大家！课后作业完成本课时对应练习.1.在帮助学生理解动能、势能的概念时，可以让学生根据平时的观察，结合自己身边的事例进行分析，这样起到更好的效果.在“探究动能大小与哪些因素有关”的实验的“交流、评估”环节中，控制变量法的利用，让各个小组的同学发表各自的见解，这样便于提高学生今后动手实验的能力.2.在探究动能大小与哪些因素有关的实验后，知道了动能的大小与速度、质量有关，教师可以追问学生，速度和质量对动能的影响是同等大小吗？教师可以引导、启发学生进一步思考和分析，可以通过设计一个实验来探究，可以通过实例，还可以通过让学生阅读教材P69页的《小资料》，分析比较“行走的牛”与“飞行的步枪子弹”，牛的质量比步枪子弹质量大得多，然而牛的动能比步枪子弹的动能小得多，这是为什么？学生带着问题去思考，这样更加激发学生的求知欲，调动学生的积极性、主动性.生活中的机械能动能和势能统称为机械能，一个物体可以同时具有动能和势能.物体在运动过程中,动能和势能可以互相转化.滑梯:滑梯上的人在下滑过程中,重力势能逐渐减小,动能逐渐增大,势能逐渐转化为动能.举重:运动员用力将杠铃举高,表明运动员对杠铃做了功,使杠铃的重力势能增大.当完成举重以后,运动员将杠铃释放,杠铃在重力作用下落下,重力势能转化为动能.背跃式跳高:运动员利用助跑和蹬地,使自己获得动能,在上升过程中动能转化为重力势能.起跳时获得的动能越大,上升过程中转化成的重力势能也越大,运动员能达到的高度也越大.过杆后,运动员下落,重力势能又转化为动能.跳水:在跳板上跳水时,运动员起跳前利用跳跃的方式使跳板弯曲.弯曲的跳板将弹性势能转化为运动员的动能,运动员上升过程中动能转化为重力势能,下降过程中重力势能转化为动能.撑竿跳高:运动员助跑是为了获得较大的动能,然后利用撑竿将其转化为弹性势能,从而有利于运动员跃过更大的高度.上升过程