第十一章 11.4 认识动能和势能-（教案）【木牍教育·课时A计划】2023-2024学年九年级上册物理沪粤版（安徽）

11.4 认识动能和势能 ◇教学目标◇ 【知识目标】 1.知道什么是动能、重力势能、弹性势能和机械能。 2.知道动能、重力势能、弹性势能分别与哪些因素有关。 【能力目标】 1.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。 2.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，进一步加强科学探究方法的教育。 【素养目标】 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。 ◇教学重难点◇ 【教学重点】 初步认识动能和势能以及它们受哪些因素影响。 【教学难点】 理解质量、速度与动能的关系。 ◇教学过程◇ 一、新课导入 “10.1”黄金周假期，小明同学全家去旅游，在高速路上看到如图所示标志牌，小明发现小轿车、大型客车、载货汽车最高行驶速度不同。爱思考的小明想：为什么要对机动车的最高行驶速度进行限制?为什么在同样的道路上，对不同车型设定不一样的最高行驶速度? 二、教学步骤 探究点1 什么是能 [阅读课本]P14“什么是能” [思考]什么是能? [提示]物体能够对别的物体做功，我们就说这个物体具有能量或能。 [小组讨论]如何理解能量与做功的关系? [归纳提升]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。 探究点2 动能的大小跟哪些因素有关 [阅读课本]P15~16“动能的大小跟哪些因素有关” [思考]仔细观察教材图11-20和11-21，分析思考下列问题：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?能否试着给这种能下一个概念? [提示]1.具有能量，因为它们都能做功。 2.因为它们都是运动的。 3.动能，物体由于运动具有的能叫做动能。 [小组讨论]影响动能的因素有哪些? [归纳提升]影响动能大小的因素有质量和速度。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。 [思考]在探究物体动能的大小与哪些因素有关的实验中，让小车从斜面上由静止释放，小车下滑后撞击斜面底端的木块。请回答下列问题： (1)实验的研究对象是 (选填“小车”或“木块”)，其动能的大小是通过 来反映的。 (2)让同一小车从斜面不同高度由静止释放，如图甲、乙所示，是探究动能大小与 的关系，得出的结论是 。 (3)实验中若使用的木块质量较大，为确保实验仍有较明显的现象，有很多种方法。请写出一种方法： 。 [分析]此类实验题目是考查对控制变量法和转换法的掌握情况，及如何正确地对实验现象进行分析，归纳出正确的结论和设计实验方案的能力。 (1)实验中让小车从斜面上由静止释放，小车下滑后撞击斜面底端的木块，木块被推动的距离越远，小车对木块做功越多，说明小车动能越大，故实验是探究小车动能大小的，其动能的大小是通过木块被推动的距离来反映的。 (2)为了探究动能大小与速度的关系应控制小车的质量不变，改变小车的速度，小车下滑到水平面的速度由小车在斜面上从静止开始下滑的高度决定，结合题干中甲、乙两图分析小车速度和高度的关系，便可得出结论。 (3)可以从增大速度，从而增大动能的方法，或在水平面上受的摩擦力小一些两方面考虑。 [答案](1)小车 木块被推动的距离 (2)速度 质量相同时，物体速度越大，动能越大 (3)增大小车下滑的高度(或通过减小接触面粗糙程度的方法来减小摩擦力) 探究点3 势能的大小跟哪些因素有关 [阅读课本]P17~18“势能的大小跟哪些因素有关” [思考]1.被举高的重锤具有能量吗?为什么?这种能叫什么能?你知道这种能的概念吗? 2.变形的撑竿具有能量吗?为什么?你知道这种能的概念吗? [提示]1.重锤具有能量。因为重锤被举高后，能够在下落时把木桩打入地里，对木桩做功。这种能叫做重力势能。物理学中把被举高的物体具有的能叫做重力势能。 2.变形的撑竿具有能量。因为撑竿发生弹性形变后，能够把运动员弹出一段距离，对运动员做功。这种能叫做弹性势能，物体发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。 3.重力势能和弹性势能统称为势能。 [小组讨论]影响重力势能和弹性势能的因素有哪些? [归纳提升]影响重力势能的因素有物体被举高的高度和质量，物体的位置越高，质量越大，它具有的重力势能就越大；影响弹性势能的因素是弹性形变的大小，同一弹性物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大。 [思考]小夏同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况受到启发，并产生了如下猜想。 猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关。 猜想二：物体的重力势能与物