11.3 动能和势能（教学设计）-2024-2025学年人教版物理八年级下册

本文围绕“动能和势能”展开，承接力和功的知识，为后续能量知识学习奠基。通过实例、实验等环节，渗透物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任等核心素养，如实验探究培养科学思维与探究能力。 该设计创新点在于紧密联系生活，采用演示与分组实验等教法，借助多种教具。能提升学生对知识的理解与应用能力，为教师提供清晰授课路径，有效突破教学难点。

课题：动能和势能 教学目标： （1）物理观念：通过实例和实验，学生能够理解动能和势能的概念，并认识到能量与做功的关系，掌握能量的单位。 （2）科学思维：通过实验探究，学生能够分析动能和势能的大小与质量、速度、高度等因素的关系，培养归纳和推理能力。 （3）科学探究：学生能够通过实验设计、观察和记录，探究影响动能和势能的因素，掌握科学探究的基本方法。 （4）科学态度与责任：通过科学探究活动，学生能够养成尊重事实、探索真理的科学态度，并认识到能量在生活中的重要性，增强安全防范意识。 教学重难点： （1）理解动能和势能的概念，能够从实例中区分并描述这两种能量形式。 （2）通过实验探究，掌握影响动能和势能大小的因素，并能够运用这些因素解释相关现象。 教学准备： （1）实验器材：包括但不限于斜面轨道、钢球、小木块、砝码、弹簧、橡皮筋等，用于演示动能和势能的转换及影响因素。 （2）多媒体课件：包含动画演示动能和势能的概念、实例以及实验过程，辅助学生直观理解抽象概念。 （3）案例分析材料：收集日常生活中的动能和势能应用实例，如水流发电、弹弓射击等，引导学生通过案例分析深入理解动能和势能的应用。 教学过程 一、情景引入 复习旧知： 教师引导学生回顾力和功的基本概念：“当一个力作用在物体上，并且物体在这个力的作用下沿着力的方向移动了一段距离，那么这个力就被认为做了功。”（生：理解并回顾相关知识） 演示实验： 教师用手推动木块，使其移动一段距离。提问学生：“在这个过程中，手的推力是否做了功？”（生：观察并回答） 教师出示斜槽，并展示钢球从斜槽上滚下，在水平桌面上撞击木块，使木块移动一段距离。提问学生：“在这个碰撞过程中，谁做了功？”（生：分析并回答） 引入能量概念： 教师利用学生对实验结果的分析，引入能量的概念：“当一个物体能够做功时，我们就说它具有能量。物理学中，能量和功有着密切的联系，能量反映了物体做功的能力。”（生：理解并记录） 不同的物体做功的能力不同。一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。（生：进一步理解并记录） 联系生活实际： 教师引导学生思考生活中常见的能量形式：“我们在日常生活中经常提到各种能量，比如热能、电能等。这些能量都是指物体做功能力的表现。”（生：思考并讨论生活中常见的能量形式） 二、新课教学 探究点一：动能 提出问题： 教师提问：“什么样的物体具有动能？” 为了让学生更好地理解这个问题，教师通过展示一些实例帮助学生观察和分析： 急流的河水能把石头冲走； 飞行的子弹能把木板打穿； 风吹动帆船航行。（生：观察实例并思考） 归纳总结： 教师引导学生找出不同现象的共性。学生分析这些物体能做功的原因是因为它们都在运动。水由于流动、子弹由于飞行、空气由于流动而具有能量。（生：讨论并回答） 教师总结：“物理学中把物体由于运动而具有的能叫动能。所有运动的物体都具有动能。”（生：记录并理解） 探究动能的大小因素： 教师解释：“物体能够做的功越多，表示这个物体具有的能量越大。那么动能的大小决定于哪些因素呢？我们通过实验来研究。” 这是个带槽的木板，我们将钢球放到斜面上由静止滚下，到达平面上撞击一个小木块，根据木块被推动的距离远近来判断钢球具有的动能大小。（生：观察实验装置并准备记录） 实验 1：质量因素 第一次实验，使用一个小钢球从某一高度由静止开始滚下，观察木块被推的距离。（生：观察并记录） 第二次实验，换一个质量大的钢球，从同一位置由静止开始滚下，再次观察木块被推的距离。结果是第二次木块被推的距离比第一次远得多。（生：观察并记录） 教师提问：“这个实验说明了什么？”（生：回答：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） 实验 2：速度因素 第一次实验，让钢球从比较低的位置由静止开始滚下。 第二次实验，让钢球从比较高的位置由静止开始滚下。比较两次实验中木块被推的距离大小。（生：观察并记录） 教师提问：“这个实验说明了什么？”（生：回答：这个实验说明同一个物体速度越大，动能越大） 总结： 教师总结：“通过以上实验可知，物体的质量越大，速度越大，动能就越大。”（生：理解并记录） 讨论： 教师提问：“一列缓慢行驶进站的火车和一辆高速行驶的汽车相比较，谁的动能更大？”（生：分组讨论并回答） 探究点二：势能 提出问题： 教师提问：“除了运动的物体具有动能，有些物体虽然没有运动但也能够做功，这样的物体具有什么形式的能量呢？” 教师通过例子引导学生理解重力势能的概念： 人们在打桩时，必须把重锤高高举起，当重锤落下时可以做功，因为重锤受到竖直向下的重力，重锤下落时沿着重力的方向向下通过了一段距离。 一个重锤如果静止压在木桩上是不是能做功？（生：思考并回答） 归纳总结： 教师归纳：“物理学中，把物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能叫做重力势能。”（生：记录并理解） 探究重力势能的大小因素： 教师让学生判断下列物体的重力势能的大小。 打地基时，质量是 20 千克的石制重锤和质量是 100 千克的铁制重锤被举得同样高，谁的重力势能大？（生：回答） 同一个重锤，被举高 1 米或 3 米两种情况下，哪种情况重力势能大？（生：回答） 教师总结：“通过以上的两个例子，大家能判断出重力势能的大小跟物体的质量和所处位置的高度有关，物体的质量越大，位置越高，它具有的重力势能越大。”（生：理解并记录） 安全教育： 教师强调高空坠物的危害： 警惕高架的广告牌。由于大风或自然松动，容易导致广告牌瞬间倒塌坠落。 注意居民楼房坠物。阳台上的花盆等摆放物会由于主人浇花操作不当或大风而引起坠落。 要小心高楼的墙面装饰物和窗户玻璃碎片。刮风时，高层楼房墙面的装饰物或松动的表层可能发生脱落，窗户上的玻璃、碎片也可能坠落。 注意建筑施工工地的坠落物。安全防护网若不齐全，砖石物料就可能会从上面掉下来。 防范措施： 对易坠落物，如广告牌、阳台摆放物品等，经常进行检查、紧固，确保其牢固可靠。 行人尽量远离可能出现高空坠落物的地方。除了应随时注意观察之外，在楼前、楼后行走时尽量离墙壁远一些为好。因工作条件而不能远离时，要加强自我保护，戴好安全帽。（生：理解并记录） 弹性势能： 教师引入弹性势能的概念： 这是一个弹簧，把一个砝码放在弹簧上的小木板上，用力将弹簧压缩，使其发生弹性形变。此时，弹簧静止，没有动能。弹簧也没有被举高，没有重力势能。 提问：“但是弹簧能不能做功？”（生：思考并回答） 教师解答：“能！放开手，砝码被弹簧举起来。可见，被压缩的弹簧也具有能。这种能区别于动能和重力势能，它是由于物体发生了弹性形变而具有的能。所以，发生弹性形变的物体具有的能叫弹性势能。”（生：理解并记录） 探究弹性势能的大小因素： 教师解释：“物体的弹性势能的大小跟弹性形变大小有关，弹性形变越大，它具有的弹性势能越大。”（生：理解并记录） 总结： 教师总结：“重力势能和弹性势能都称为势能。”（生：记录并理解） 三、课堂小结 总结知识点： 教师总结：“今天我们一起学习了动能和势能的概念，以及影响动能和势能的因素。动能是物体由于运动而具有的能，势能是由于物体的相对位置或弹性形变而具有的能。动能的大小与物体的质量和速度有关，势能的大小与物体的质量、高度和弹性形变有关。希望大家能够理解并掌握这些知识，能够在实际生活中应用。”（生：回顾并记录） 作业布置： 教师布置作业：“请同学们完成课本上的练习题，并预习下一节的内容。”（生：记录并准备完成） 布置作业： （1）请结合生活中的实例，解释动能和势能的概念，并说明它们之间的区别。 （2）设计一个小实验，探究影响动能和势能大小的因素，记录实验过程和结果，分析实验数据并得出结论。 学科网（北京）股份有限公司 $$