《11.4 认识动能和势能2.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《11.4 认识动能和势能2.doc（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、13.4认识动能和势能【教材分析】本节主要内容有：功和能的关系，动能、重力势能、弹性势能的概念，动能、重力势能、弹性势能分别与什么哪些因素有关，动能和势能之间的相互转化。“能量”的概念跟功的概念有密切的联系（功是能量变化多少的度量，做功的过程是能量改变或转化的过程），是物理学中重要的基本概念。新课程标准将“能量”作为三个内容标准之一，可见它的重要性。本节教材，介绍能量中最常见的一种形式机械能。学习本节课，既要密切联系前面所学过的运动、重力、弹力等知识，还要注意观察生产、生活中的能量现象。本节内容又是后面学习其它各种形式的能、能的转化和守恒定律的基础。本节教材的编写思路：首先通过教材图13-19
2、，在前面学习的功的知识基础上，直接从功和能的关系引入能量的初步概念，再通过教材图13-20和图13-21列举了风、流水能够做功的例子，使学生对运动物体具有能量形成比较清楚的具体印象，由此引出了动能的概念，然后再通过“活动1”的实验探究动能的大小跟速度、质量的关系。势能的学习也是先通过图13-25，从做功的角度引入重力势能和弹性势能的概念，再通过“活动2”的实验探究重力势能和弹性势能的大小分别跟哪些因素有关。在建立这些概念的基础上，教材又给出了机械能的概念，并通过“活动3”研究动能和势能的相互转化。最后，教材指出机械能和其他形式的能之间也可以相互转化。.教学目标【知识与技能】知道什么是动能、重力
3、势能、弹性势能、机械能，知道动能、重力势能、弹性势能分别与哪些因素有关。知道动能、重力势能、弹性势能可以相互转化 ，并能解释自然界中机械能相互转化的现象。【过程与方法】通过描述所观察各种能量现象的主要特征，培养学生的观察能力和分析概括能力。通过探究动能和势能分别跟哪些因素有关，学习运用控制变量研究问题的方法，进一步加强科学方法教育。【情感、态度与价值观】通过探究实验和合作学习，培养学生严谨的科学态度、敢于探索创新的科学精神及交流合作的团队意识。【教学重点】建立动能和势能的概念，理解影响动能和势能大小的因素【教学难点】形成能的初步概念。【教学过程】 第一课时一、新课引入2006年11月14日，兰
4、州军区某部飞行员李剑英驾驶某型歼击机，在训练结束下降途中飞机撞鸟。在生死攸关的16秒里，李剑英看到飞机下方密集的村庄和人群，决定改跳伞为迫降，先后三次放弃跳伞机会而不幸殉职。据了解，小鸟一直是飞行员的“心头大患”，历史上曾有多次因飞鸟撞击而造成飞机损坏，甚至机毁人亡的恶性事件。在高空中，一只飞鸟与正在快速飞行的飞机相撞会粉身碎骨，而由高级合金制造的飞机机体也会严重受损。为什么会造成这样的事故呢？二、新课教学1、什么是能学生仔细观察教材上的图13-19，讨论分析：（1）做功的两个必要因素是什么？（2）这些物体是否能够做功？你判断的依据是什么？（3）从功的角度来看，这些图片有什么共同特点？在学生回
5、答的基础上，给出“能量”的定义。PPT:播放一些生活和自然界中物体做功事例的视频资料，学生列举具有能的实例，并从能否做功的角度分析，加深对“能量”的理解。思考：四、五级风能够推动帆船“逆水行舟”，八、九级大风可以使大树“前仰后合”，而飓风能把大树连根拔起。让学生回答：哪种风具有的能量最大？（飓风。）你怎样判断能的大小？（比较它们能够做的功的多少。）通过学生的回答总结：在物理学中，能量和做功有密切的联系，能量反映了物体做功的本领。一个物体能做的功越多，这个物体的能量就越大。能的单位和功的单位相同，都是焦耳。2、动能的大小跟哪些因素有关学生观察教材图13-20和13-21，启发学生通过分析，找出它
6、们的共同点，总结得出动能的初步概念。生活中动能的实例，例如：流水推动水磨，风推动帆船，子弹击穿木块，汽车撞击木块等。演示实验：运动的钢球打在木块上，把木块推走，玩具手枪射出的子弹推动泡沫塑料等。这些实验说明运动的钢球、水流、运动的子弹等都能够做功。然后引导学生针对上述实例，分析思考下列问题，得出动能的初步概念。（1）以上这些物体是否具有能量？为什么？（2）它们为什么能够做功？（3）这种形式的能应该怎样命名？学生联系实际，列举具有动能的实例。活动1 探究动能的大小跟哪些因素有关学生猜想：动能的大小可能跟哪些因素有关？并说明猜想的依据。（1）动能的大小可能跟物体的速度有关，理由：用玩具手枪射出去的
7、塑料子弹威力大，而用手扔出去威力小；（2）动能的大小还可能跟物体的质量有关，理由：在车祸中，电动自行车撞倒行人的后果不太严重，而以相同速度行驶的大卡车撞人的后果严重。引导学生自己设计实验方案：（1）怎样让小球自己运动起来，获得动能？（让它从斜面自由滚下。）（2）动能的大小可能跟两个因素有关，用什么方法进行实验？（用控制变量法，即：研究动能大小跟速度的关系时，要控制小球的质量相同，而改变小球运动的速度；研究动能大小跟质量的关系时，要控制小球运动的速度相同，而改变小球的质量。）（3）怎样改变小球运动的速度？又怎样控制小球运动的速度相同？（让小球从斜面的不同高度滚下，到平面上时，就具有了不同的运动速
8、度；小球在斜面上所处的位置越高，获得的速度越大；让小球从斜面的相同高度滚下，到平面上时，就具有了相同的运动速度。）（4）怎样比较小球动能的大小？（可以通过小球做功的多少来比较动能的大小，比如，让它推动纸盒，纸盒被推得越远，说明它能做的功越多，具有的动能就越大。）渗透两种科学研究方法：控制变量法和转换法（小球动能的大小转换为纸盒被推动的距离），使学生认识到科学研究方法的重要性。 演示实验：课本P58图13-22。结论：质量相同时，速度越大的物体能做的功越多，表明它具有的动能越大；速度相同时，质量越大的物体能做的功越多，表明它具有的动能大。 “想一想” 课本P59图13-24：用决定动能大小的因素
9、来分析和解释生产和生活中的现象：列车和小汽车速度相同，在交通事故中，谁的破坏性更大？三、课堂反馈1.一辆汽车突然加速行使，它的动能_。为什么？2.洒水车在马路上匀速前进并不停地洒水，它的动能_。为什么？3.交通部门为什么要对车辆进行限速？为什么同一路段不同车辆限速不同？四、课堂小结1、一个物体能对其他物体做功，这个物体就具有能量。一个物体能做的功越多，这个物体的能量就越大。2、动能的大小与质量和物体速度有关，质量相同时，速度越大的物体能做的功越多，它具有的动能越大；速度相同时，质量越大的物体能做的功越多，它具有的动能大。第二课时3、势能的大小跟哪些因素有关当我们从建筑工地附近走过时，会看到工地
10、上会有一些安全警示牌，同时你也会特别地小心。你知道安全警示牌的内容吗？（“当心落物” 、“禁止在起重机动臂下停留”等。）落物和起重机的动臂具有能量吗？为什么？接下来我们学习有关这种能的知识。学生观察课本P60图13-25并回答：（1）被举高的重锤具有能量吗？为什么？（2）变形的撑杆具有能量吗？为什么？引导学生建立重力势能和弹性势能的初步概念，学生列举生活中重力势能和弹性势能的实例。活动2 探究重力势能的大小跟哪些因素有关。回顾动能的探究方法，设计实验：（1）同一个重物从不同的高度落下，重物被举得越高，木桩被打入沙中越深，表明重物做的功越多，重物的重力势能越大。（2）质量大小不同的重物从同一高度
11、落下，重物质量越大，木桩被打入沙中越深，表明重物做的功越多，重物的重力势能越大。实验结论：物体被举得越高，质量越大，它具有的重力势能就越大。弹性势能以射箭为例，让学生自己得出：弹性势能的大小跟物体的弹性强弱、形变的大小有关。物体的弹性越强，形变越大，它具有的弹性势能就越大。4、动能与势能的转化动能和势能都属于机械能，或者说，动能和势能是机械能的两种表现形式。一个物体可以既有动能，又有势能，也可以只具有动能或者只具有势能。思考：下列物体具有什么形式的机械能：在海上行驶的轮船。 吊在天花板上的吊灯。被拉长的橡皮条。 在空中飞行的子弹。活动3 动能与势能的转化活动A：学生观察单摆的运动，通过讨论总结
12、：小球在最高点时的速度为零，即重力势能最大，而动能最小（为零）；在最低点时的速度最大，即重力势能最小，而动能最大。启发学生思考：从最高点到最低点，小球重力势能减小，这部分能量到何处去了？动能增大，这部分能量又是从何而来？通过启发，学生自然就会想到：从最高点到最低点，小球的重力势能转化为动能。从最低点到最高点，小球的动能转化为重力势能。物体具有的动能和势能是可以相互转化的。活动B：观察教材图13-28三个动能和势能相互转化的实例，引导学生分析：图a中：男演员下落过程中，他的重力势能转化为动能；男演员挤压跳板，使它发生弹性形变时，男演员的动能转化为跳板的弹性势能；跳板逐渐恢复原状，把女演员上弹，跳
13、板的弹性势能转化为女演员的动能；女演员上升时，她的动能转化为重力势能。图b中：小孩下落时，重力势能转化为动能；小孩挤压蹦蹦床，使它发生弹性形变，小孩的动能转化为蹦蹦床的弹性势能；蹦蹦床逐渐恢复原状，把小孩上弹时，蹦蹦床的弹性势能转化为小孩的动能；小孩反弹起来后上升时，动能转化为重力势能。图c中：过山车从高处到低处时，重力势能转化为动能；从低处到高处时，动能转化为重力势能。物体的动能和势能是可以相互转化的，在有摩擦等阻力时，在动能和势能相互转化中，机械能会不断减少。举例：动能和势能可以相互转化，水力、风力发电，公交站台比路面高。课堂反馈1、说明下列物体具有什么形式的机械能：在海上行驶的轮船； 高
14、空中云彩里的小冰粒；空中飞行的子弹； 拉长的弹弓橡皮条。2、把废钟表或废玩具里的发条拆下来看看它是怎样工作的。为什么发条拧得紧些钟表或玩具走的时间就长些？3、2010年1月10日，在台金高速公路上发生一起两车相撞事故，其中一辆小车上一名未系安全带的乘客向前“飞”出，撞穿前挡风玻璃。汽车碰撞时，乘客由于具有_，直接从座位上向前“飞”出；汽车行驶的速度越大，汽车具有的 _ 能越大，危险性就增大，因此汽车行驶要限速。持杆助跑撑杆起跳上升越杆下落4、撑杆跳高是一项技术性很强的体育运动，完整的过程可以简化成如图6所示的三个阶段：持杆助跑、撑杆起跳上升、越杆下落。到达最高点的过程中是动能和_转化为_；下落过程中_能逐渐增加。 课堂小结1、物体被举得越高，质量越大，它具有的重力势能就越大。弹性势能的大小跟物体的弹性强弱、形变的大小有关。2、动能和势能都属于机械能，或者说，动能和势能是机械能的两种表现形式。在动能和势能的相互转化过程中，必定有动能和势能各自的变化，而且是此增彼减。动能的变化，要以速度增减来判断。重力势能的增减变化，要以物体离地面高度的增减变化来判断，判断弹性势能的增减，要根据弹性形变大小的变化。
