11.3 动能和势能 教学设计-2024-2025学年物理八年级下册人教版

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． 2．知道动能和势能的大小与什么因素有关，并能解释简单的现象. 重点难点 重点：通过实例理解动能和势能的概念. 难点：通过实验了解动能、重力势能的大小各与什么因素有关，并能解释简单的现象. 教法学法 教法：边探究、边分析、边归纳，层层深入地教学. 学法：以小组合作探究的方式学习本节课. 探究课堂 课前准备 教师：多媒体课件、小球（钢球）、粉笔、橡皮泥、斜面、木块、弹簧、压力小桌、沙箱（沙子）、砝码、小车. 学生：弹簧、玩具小车. 教学过程 投影图片：美国巴林杰陨石坑是地球上第一个被确认的陨石坑，它是在大约5万年前，由一颗直径40米的小行星，以每秒25千米的高速冲进地球大气层，降落在地球上形成的，直径40米的小行星却留下了一个直径约1200米，深174米的大坑. 一颗不大的陨石从很高的地方落下来，为什么会产生这么大的能量呢？通过本节课的学习，我们将会找到答案. 二、互动新授 （一）动能 1．能量 演示实验： （1）运动的小球将竖立在桌子上的粉笔撞翻，推动物体做功； （2）被高举的小球下落在平整的橡皮泥上，打出了很深的坑痕，对物体做功； （3）被压缩的弹簧将小球弹起，对小球做了功． 教师同时提出问题：“运动的小球、被高举的小球、被压缩的弹簧有什么共同特征？” 学生思考、分析，总结出运动的小球、被高举的小球、被压缩的弹簧的共同特征：它们都能做功. 教师总结：这些物体能够做功，是因为具有能量.一个物体能够对外做功，我们就说它具有能量. 教师引导学生思考以下问题： （1）说一个物体具有能，是不是说它一定做了功或正在做功？比如：挂在树枝上的苹果，虽然它没有下落做功，但是它能够做功吗？它具有能量吗？ （2）一个物体能够做的功越多，是否表示这个物体的能量越大？ 学生思考、交流，得出答案：说一个物体具有能，并不是说它一定做了功或正在做功，而是指它能够做功、可以做功.一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大. 教师讲解：能的单位与功的单位一样，都是焦耳，符号为J. 2．动能 课件展示六幅图片：①撑竿跳高 ②高速行驶的列车 ③高挂在枝头的苹果④拉弯的弓 ⑤奔腾的黄河水 ⑥高举的铁锤. ①撑竿跳高 ②高速行驶的列车 ③高挂在枝头的苹果 ④拉弯的弓 ⑤奔腾的黄河水 ⑥高举的铁锤 教师提问：在这些现象中，撑竿、列车、苹果、弓、黄河水、铁锤都具有能量，它们有没有共同点呢？请同学们就此将图片进行分类. 学生思考、分析、比较，找出这些事例所具有的共同特征，对它们进行分类，找出动能、势能的本质特征，结合教材得出动能和势能的概念. 师引发学生对势能进行再分类，得出重力势能和弹性势能的概念. 学生： 动能：物体由于运动而具有的能；重力势能：物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能；弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能. 教师点拨：是不是只要发生形变的物体就会有弹性势能？ 学生联想实际思考，进一步得出结论：并不是只要发生形变的物体就会有弹性势能，而是要发生弹性形变的物体才具有弹性势能. 3．动能的大小跟哪些因素有关 由上图“高速行驶的列车”大家可以看出，图中的列车具有很大的动能.动能的大小跟哪些因素有关呢？ （1）进行实验探究 如下图所示，从斜面上滚下的钢球打到木块上，能将木块撞出一段距离.在同样的平面上，木块被撞得越远，钢球的动能就越大. ①让同一个钢球从不同的高度滚下，看哪次木块被撞得远. ②换用质量不同的钢球，让它们从同一高度滚下，看哪个钢球把木块撞得远. （教师点拨：让同一个钢球从不同的高度滚下，这是控制质量相同，来研究速度与动能的关系；换用质量不同的钢球，让它们从同一高度滚下，这是控制速度相同，研究质量与动能的关系.这种研究方法被称为“控制变量法”.） （2）师生分析实验现象 ①同一个钢球从越高处滚下，速度越大，木块被撞得越远. ②质量大的钢球与质量小的钢球，从同一高度滚下，质量大的钢球把木块撞得远. （3）教师分析讲解 ①同一个钢球从越高处滚下，速度越大，这时我们发现，质量相同、速度越大，能够做的功就越多，动能就越大. ②质量大的钢球与质量小的钢球，从同一高度滚下，在滚到水平面时它们的速度相同，而质量大的钢球把木块撞得远，这说明质量大的钢球做的功多，即质量越大，动能就越大. 教师归纳并明确：物体动能的大小与物体质量和速度有关，在质量一定时，速度越大，动能越大；速度一定时，质量越大，动能越大. （二）重力势能 教师启发：用质量分别为4kg和4的铅球和纸团，在相同的高度释放，谁的破坏力更大？ 学生：当然是铅球. 教师：看来二者的重力势能相差很大.重力势能的大小跟哪些因素有关呢？ 1．进行实验探究 如右图所示，压力小桌的桌腿放置在沙箱的沙面上，让重物从某一高处自由下落撞击小方桌，小方桌下陷得越深，重物的重力势能就越大. （1）让同一重物从不同的高度自由下落撞击小方桌，比较小桌下陷的深度. （2）让不同质量的重物从同一高度自由下落撞击小方桌，比较小方桌下陷的深度. 2．师生分析实验现象 （1）同一个重物从越高处下落撞击小方桌，小方桌下陷得越深． （2）从同一高度下落，质量大的重物比质量小的重物把小方桌撞击得更深些． 3．教师分析讲解 （1）同一个重物从越高处落下，即高度越大，这时我们发现，质量一定、高度越大，能够做的功就越多，重力势能就越大. （2）质量大的重物与质量小的重物，从同一高度落下，质量大的重物比质量小的重物把小方桌撞击得更深些，这说明质量大的重物做的功多，即高度一定时，质量越大，重力势能也越大. 教师归纳并明确：物体重力势能的大小与物体质量和被举高度有关，在质量一定时，高度越大，重力势能越大；高度一定时，质量越大，重力势能越大. （三）弹性势能 通过小实验引发学生猜想：用橡皮筋做成弹弓，弹射纸团.每次弹射的距离不同. 教师启发：弹性势能的大小跟哪些因素有关呢？ 引导学生自行设计实验. 用小车压水平放置的弹簧，使弹簧压缩l后放手，小车被反弹后在水平面上运动一段距离s，如右图，通过同样的小车做对比实验，分析实验现象，归纳结论. 学生总结：小车将弹簧压缩后，弹簧发生了弹性形变，弹性形变越大，具有的弹性势能就越大，松手后，转化的动能就越多，小车运动得越远. 教师归纳并明确：物体弹性势能的大小与物体的形变程度和物体本身的因素有关.对于同一材料，发生弹性形变的程度越大，弹性势能就越大. 三、巩固拓展 【例】判断是否存在动能或势能，如果有，请说出能的名称，如果没有，说明原因： （1）钟表中被旋紧的发条： （2）天空中飞行的小鸟： ; （3）弹簧： （4）屋顶上的瓦片： ; （5）水平地面上滚动的足球： 【答案】（1）弹性势能 （2）动能和重力势能（3）没有能，弹簧没有发生弹性形变 （4）重力势能（5）动能 规律总结：判断物体是否具有动能，看物体是否运动；判断物体是否具有重力势能，看物体是否被举高；判断物体是否具有弹性势能，看具有弹性的物体是否发生弹性形变. 四、课堂小结 通过本节课的学习，你学到了什么？有什么成功的体会和经验？ 1．学习了能量、动能、重力势能、弹性势能． 2．通过实验探究我们知道了影响动能、重力势能和弹性势能大小的因素． 3．实验过程中，大家还学到了物理实验探究中经常用到的方法-控制变量法. 学科网（北京）股份有限公司 $$