12.1 机械能 动能和势能 教学设计-2025-2026学年苏科版九年级上册物理

12.1机械能（1）---动能和势能 教学设计 课题 12.1机械能（1）---动能和势能 单元 12 学科 物理 年级 九上 教材分析 本课时（动能和势能）的任务：教学时结合生产、生活的实例，引导学生主动学习，利用大量的实验和探究活动，让学生经历观察、体验的过程，获得直接的、生动的感性认识，帮助学生建立动能和势能的概念，渗透物理研究方法的教育。通过实验事例，让学生认识到物理知识在现代社会中的重要作用。 学习 目标 科学观念：建立能量的初步概念；理解动能、重力势能的概念及影响它们大小的因素；能用实例说明物体的动能和势能；知道弹性势能；知道机械能及其单位。 科学思维：通过实验培养学生的观察、实验能力和分析概括能力。培养学生用能量观点分析问题的能力和意识。 探究实践：体验利用控制变量法来设计实验过程。 态度责任：结合我国航天事业的发展，对学生进行爱国主义教育。 重点 影响动能和势能大小的因素。 难点 影响动能和势能大小的因素探究。 教学环节 教师活动 设计意图 导 入 新 课 我们知道，一个力作用在物体中，物体沿着力的方向移动一段距离，我们就说这个力对这个物体做了功。 在物理中，如果一个物体能够对其他物体做功，这个物体就具有能量。例如，风是水平流动的空气，风具有能量，能推动风车做功；流动的水具有能量，能推动水轮机工作；运动的汽车、飞行的子弹、被拉伸的弹簧等都能具能量，都能对其他物体做功。 我们可用做功的多少来度量能量的改变。所以功和能的单位是统一的，都是焦耳（J）。 引入新课 讲 授 新 课 一、能量 1、能量（能）： 物体能够做功，就具有能量。一个物体能够做功越多，表示这个物体的能量越大。 注意： 能够做功不表示物体一定要正在做功，将要做功或可以做功而现在没有做功的物体也具有能量。 2、能量的形式： 能量的形式多样：电能、太阳辐射能、机械能（动能、势能）、热能、光能、核能、风能……等。 二、动能 1、动能： 运动的物体具有的能，称为动能。 2、 物体动能的大小可以表现为它对其他物体所能做的功的大小。 物体动能越大，它能够对其他物体做的功就越大；动能越小，它能够对其他物体做的功就越小。 活动： 运动的物体具有动能，具有动能的物体能做功。以公路上行驶的汽车撞上障碍物为例，说一说动能大小与什么因素有关？ （1）同一辆汽车，以相同的速度行驶在同一路段，满载货物与空载时撞上障碍物，结果破坏程度的不一样的， 时，破坏程度更大些。说明： 。 （2）同一辆空载的汽车，速度不同时撞上障碍物，结果破坏程度是不一样的， 时，破坏程度更大些。说明： 。 结论： 3、影响动能大小的因素： 影响物体动能大小的因素有物体的运动速度和质量。 （1）质量相同时，速度越大，物体的动能越大； （2）速度相同时，质量越大，物体的动能越大。 质量越大，速度越大，物体的动能就越大。 交流：从能量的角度，说一说，交通规则中，为什么要规定“车辆严禁超载超速行驶”？ 实验探究： 借助如图所示的仪器设备，议一议，如何设计实验来验证“动能大小与质量、速度的关系”？ （1）使球从斜面上某一高度由静止滚下，球到达水平面时具有一定的 ，这时球进入盒中并推动盒子向前运动，这时盒子获得了 而运动起来。盒子被球推着运动的距离越大，说明： ； （2）实验中，通过观察 来推断球具有动能大小。这里所采用的方法是 法。 （附视频） 接着通过2个实验活动：探究动能大小与质量、速度的关系 A、验证“动能大小与质量有关”： （1）应该控制相同的量是 ；改变的量是 ； （2）使 的球从斜面上 高度由静止滚下，记录盒子被球推着运动的距离；从而比较球的动能大小。 （3）这里使用的研究方法为 法、 法。 B、验证“动能大小与速度有关”： （1）应该控制相同的量是 ；改变的量是 ； （2）使 的球从斜面上 高度由静止滚下，记录盒子被球推着运动的距离；从而比较球的动能大小。 注意： 以上两个实验中，若盒子被推出轨道外而无法继续实验时，可以采用 等方法来解决。 三、势能 1、势能包括重力势能和弹性势能。 2、动能和势能在国际单位制中的单位都是焦耳，简称焦（符号J）。 3、弹性势能： 当物体被拉伸、压缩或弯曲发生弹性形变时所具有的能叫做弹性势能。 弹性势能的大小与物体的弹性形变程度有关。 张开的弓具有弹性势能，可以对箭 做功， 弓发生的形变越大，它具有的弹性势能就越大。 4、重力势能： 因被举高而能够做功的物体所具有的能量，叫做重力势能。 一个物体放在离地面有一定高度的位置，释放后在下落过程中就能够对其他物体做功，例如打桩机举到高处的重锤，下落时能把水泥桩柱打进地里。 活动探究：探究：物体重力势能的大小与质量的关系 材料：质量不同的重物A、B、C，用铁钉做脚的小方桌，一盒沙子。 材料使用说明： 把小方凳正放在细砂上，用手压凳面，压力越大， 铁钉陷入细砂越深，说明手对它做的功就越 。 将重物在一定高度落下撞击小方桌，铁钉陷入沙子中，说明 重物对桌子 ，同时说明重物具有 。 1）如图，依次将重物A、B、C，由不高度为h处由静止释放，观察并比较它们撞击小桌子后铁钉插入沙子中的各自的深度； （附视频） 结论： ； 2）如图，依次将重物B，由高度为h处由静止释放，观察并比较它们撞击小桌子后铁钉插入沙子中的各自的深度；（附视频） 结论： 。 归纳： 5、影响重力势能大小的因素： 物体的重力势能跟物体的质量和所处的高度有关。 物体的质量越大，被举得越高，重力势能就越大。 应用： 打桩机打桩时，常常使用很重的重锤，并且高高举起，使其获得较大的重力势能。 四、机械能： 1、一个物体可以既有动能，又有势能。 例如，起重机吊起重物过程中，重物因运动而具有动能，又因离地面有一定高度而又有重力势能。 2、动能和势能统称为机械能。 动能和势能是机械能的两种表面形式。 机械能是最常见的一种能量。 3、一个物体具有的动能或势能是可以变化的，所以它们在一定条件下可以 相互转化。 从已知的功的知识进入能量的学习 学生对动能理解起来较容易，直接给出 通过现象分析，不难理解 讨论：明白不能超载超速的原因 增加实验设计，可以促进学生的理解 生活经难事中，学生对重力势能还是比较陌生的 通过实验可以促进学生理解 机械能是与电能、热能等能量形式并列的能量，而动能与势能是机械能的表现形式，帮助学生理解 课 堂 练 习 1、高空坠物伤人事件时有发生，新颁布的《民法典》规定：“禁止从建筑物中抛掷物品”，因为高处的物体具有较大的（　A　） A．势能 B．速度 C．重力 D．动能 2、草原发生大面积蝗灾时，农业部门利用飞机喷洒农药消灭蝗虫。当飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药时，它的（ D ） A．动能不变，势能不变 B．动能减小，势能增加 C．动能增加，势能减小 D．动能减小，势能减小 3、下列现象中物体动能和重力势能都发生变化的是（ D ） A．水平轨道上正在进站的列车 B．站在观光电梯上匀速下降的游客 C．站在商场自动扶梯上匀速上升的顾客 D．体育考试时，抛出的实心球从高处下落的过程 4、质量相等、半径相同的铅球、铁球和铝球，放在同一水平桌面上，它们具有的势能是(　C 　) A．铅球最大 B．铁球最大 C．一样大 D．铝球最大 5、下列关于势能的说法正确的是（ B ） A．把压缩的弹簧放松，它的长度增加，势能也增加 B．同一根橡皮筋拉得越长，它的势能也越大 C．树上的两个苹果，位置高的一定比位置低的势能大 D．正在下落的两个铅球，5千克的铅球一定比4千克的铅球势能大 6、我国最后一颗北斗三号卫星发射成功，即完成北斗导航卫星全球组网，这标志着我国乃至国外即可彻底摆脱依赖美国的GPS卫星定位系统。 （1）北斗三号卫星升空过程中重力势能　 变大　（选填“变大”、“不变”或“变小”）。 （2）卫星沿轨道绕地球运行时，在近地点的速较大，在远地点的速度较小，则卫星从近地点运动到远地点的过程中动能会　变小 （填“变大”或“变小”） （第6题图） （第7题图） 7、小华为了探究“弹性势能的大小可能与物体的弹性形变程度有关”，设计了如图甲实验：将一根弹簧和一个质量为1kg的金属球（球上有一小孔）套在铁架台的金属杆（金属杆足够长）AB上面，每次将小球放在被压缩弹簧的顶端后松手。 （1）实验时每次将弹簧压缩 不同 （填“相同”或“不同”）的长度（弹簧被压缩后未超过其弹性限度）。分析比较 小球上升高度 ，从而比较弹性势能的大小。 （2）某次实验时，他发现小球的高度随时间变化的情况如图乙，则在整个过程中小球在__t1___时动能最大（填“t1”“t2”或“t3”）。 及时训练，有利于巩固刚刚学习的新知识。 同时还有发现学生理解所学知识中存在的问题，便于及时纠正、修补。 课 堂 小 结 1、能量:物体能够做功，就具有能量； 2、动能:这种由于运动而具有的能叫做动能； 3、物体质量越大、速度越大，其动能就越大； 4、重力势能：因被举高而能够做功的物体所具有的能量； 6、物体质量越大，所处高度越大，则其重力势能越大。 5、发生弹性形变时所具有的能叫做弹性势能； 6、重力势能和弹性势能都属于势能，动能和势能统称为机械能； 7、功和能的单位都是焦耳。 帮助学生掌握重点， 更加容易的学习。 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页） ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $