12.1 动能与势能 导学案 2025-2026学年八年级物理下册教科版（2024）

该初中物理导学案聚焦“动能与势能”核心内容，引导学生理解动能、重力势能、弹性势能的概念及影响因素。课堂通过高速行驶的汽车、滚动的钢球等生活场景导入，以问题驱动思考运动、被举高、形变物体的能量本质，搭建生活现象与物理原理的学习支架。 该导学案突出实验探究，运用控制变量法和转换法探究动能、重力势能影响因素，结合小组合作分析物体机械能形式，培养科学探究与科学思维能力。习题设计联系生活实例与综合计算，助力学生深化能量观念，提升分析解决实际问题的能力，适合课堂教学与自主学习。

第12章 机械能 1 动能与势能 导学案 班级：________ 姓名：________ 组别：________ 评价：________ 【学习目标】 1.理解动能的概念，知道动能的定义及影响因素，能举例说明动能在生活中的应用。 2.理解重力势能和弹性势能的概念，知道重力势能、弹性势能的影响因素。 3.能区分动能、重力势能、弹性势能，能分析物体具有哪种形式的机械能。 4.通过实验探究动能、重力势能的影响因素，学习控制变量法和转换法的应用。 5.结合生活实例，分析机械能的存在形式，提升物理分析能力。 【学习重点】 1.动能、重力势能、弹性势能的概念及影响因素。 2.利用控制变量法探究动能、重力势能的影响因素。 【学习难点】 1.理解动能、势能的影响因素，能结合公式分析相关物理量的变化。 2.准确判断物体具有的机械能形式，分析不同形式机械能的转化。 【学习过程】 一、情景导入 同学们，生活中我们见过很多充满 “能量” 的场景：高速行驶的汽车能撞穿障碍物，滚动的钢球能推开木块；拉开的弓能把箭射出去，被举高的打桩机锤头能打入地层。 为什么高速运动的物体、被举高的物体、发生形变的物体都具有能量？ 汽车为什么要限速？不同车型为什么要限制不同的速度？今天我们就来学习机械能的相关知识，认识动能与势能，揭开这些现象背后的物理奥秘！ 二、自主学习・快乐感知（填空题） 知识点 1：动能 1.定义：物体由于________而具有的能量，叫作动能。 2.动能的影响因素： 运动物体的________：质量相同的物体，速度越________，动能越大。 运动物体的________：速度相同的物体，质量越________，动能越大。 3.动能的应用：高速运动的子弹、________、滚动的钢球等都具有动能。 知识点 2：重力势能 1.定义：物体由于受到重力并被________而具有的能量，叫作重力势能。 2.重力势能的影响因素： 物体的________：高度相同的物体，质量越________，重力势能越大。 物体的________：质量相同的物体，高度越________，重力势能越大。 3.常见实例：被举高的打桩机锤头、________、滑梯上的人等都具有重力势能。 知识点 3：弹性势能 1.定义：物体由于发生________而具有的能量，叫作弹性势能。 2.弹性势能的影响因素：弹性形变的________（弹性物体的形变越________，弹性势能越大）。 3.常见实例：拉开的弓、________、被拉伸的弹弓等都具有弹性势能。 知识点 4：机械能的综合判断 1.动能、重力势能、弹性势能统称为________。 2.判断物体的机械能形式，关键看其状态：运动的物体具有________； 3.被举高的物体具有________；发生弹性形变的物体具有________； 4.部分物体可能同时具有多种机械能（如空中飞行的飞机，同时具有________和重力势能。 三、合作探究・快乐学习 探究任务 1：探究动能的影响因素 【实验器材】 斜面、小车、木块、砝码、刻度尺。 【实验方法】 控制变量法、转换法（通过木块被推动的距离反映动能大小）。 【实验步骤】 1.探究动能与速度的关系 保持小车质量不变，让小车从斜面不同高度由静止滑下（改变滑下的速度），撞击水平面上的木块。 观察并记录木块被推动的距离。 结论：质量相同时，速度越大，小车的动能越大。 2.探究动能与质量的关系 保持小车滑下的高度不变（速度相同），在小车上添加砝码改变质量，撞击水平面上的木块。 观察并记录木块被推动的距离。 结论：速度相同时，质量越大，小车的动能越大。 【讨论交流】 1.为什么高速公路要对机动车限速？（速度越大，动能越大，事故破坏越严重） 2.为什么针对不同车型设定不同的最高限速？（大型车质量大，相同速度下动能大，限速更低） 探究任务 2：探究重力势能的影响因素 【实验器材】 铁钉（或细沙）、不同质量的铁块、支架。 【实验方法】 控制变量法、转换法（通过铁钉陷入细沙的深度反映重力势能大小）。 【实验步骤】 1.探究重力势能与高度的关系 保持铁块质量不变，让铁块从不同高度落下撞击铁钉。 观察并记录铁钉陷入细沙的深度。 结论：质量相同时，高度越高，铁块的重力势能越大。 2.探究重力势能与质量的关系 保持铁块下落的高度不变，换用不同质量的铁块落下撞击铁钉。 观察并记录铁钉陷入细沙的深度。 结论：高度相同时，质量越大，铁块的重力势能越大。 【归纳总结】重力势能的大小与质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能越大。 探究任务 3：机械能的综合判断 【小组任务】 分析下列物体的机械能形式，填写表格： 表格 物体 运动状态 高度/形变 具有的机械能 水平路面行驶的汽车 空中飞行的飞机 拉开的弓 滑梯上下滑的小孩 被压缩的弹簧 高处静止的石头 【拓展思考】 1.竖直上抛的皮球在未到达最高点前具有什么能？到达最高点时具有什么能？ 四、智能演练・快乐升级 一、选择题 1.下列物体中，具有动能的是（） A.静止在水平路面的汽车 B.挂在屋顶的静止吊灯 C.正在飞行的小鸟 D.被压缩的弹簧 2.关于动能的影响因素，下列说法正确的是（） A. 速度相同的物体，质量越大，动能越大 B. 质量相同的物体，速度越小，动能越大 C. 动能只与速度有关 D. 动能只与质量有关 3.下列物体中，具有重力势能的是（） A. 正在摆动的钟摆 B. 水平放置的木块C. 被拉开的弹弓 D. 流动的河水 4.关于重力势能的影响因素，下列说法错误的是（） A. 质量越大，重力势能可能越大 B. 高度越高，重力势能可能越大 C. 重力势能与速度无关 D. 重力势能与形变有关 5.拉开的弓能把箭射出去，说明弓具有（） A. 动能 B. 重力势能 C. 弹性势能 D. 机械能 6.一架匀速上升的飞机，其机械能的变化情况是（） A. 动能增大，重力势能不变 B. 动能不变，重力势能增大 C. 动能、重力势能都增大 D. 动能、重力势能都不变 二、填空题 1.物体由于运动而具有的能量叫作________；物体由于被举高而具有的能量叫作________；物体由于发生弹性形变而具有的能量叫作________。 2.动能的大小与物体的________和________有关；重力势能的大小与物体的________和________有关；弹性势能的大小与物体的________有关。 3.一辆汽车在平直公路上匀速行驶，其动能________（选填 “增大”“减小” 或 “不变”）；若汽车加速行驶，其动能会________。 4.从空中下落的雨滴，速度越来越大，其动能________，重力势能________（选填 “增大”“减小” 或 “不变”）。 5.如图 12-1-8 所示，货架上有 A、B、C、D 四个体积相同的实心球，其中________的重力势能最大，原因是________；的重力势能最小，原因是________。 三、简答题 1.为什么打桩机要用重锤、从高处落下？ 2.为什么盘山公路上的车辆要减速慢行？ 3.分析 “弓开如满月，箭去似流星” 中，弓和箭分别具有的机械能形式。 四、综合题 1.一辆质量为2t的汽车，在平直公路上以72km/h 的速度匀速行驶，已知该汽车的动能与速度、质量的关系满足 （m单位：kg，v单位：m/s），求汽车的动能。 2.一个质量为 5kg 的物体，从距地面 10m 高的地方自由落下，求：（1）物体下落前的重力势能（g=10N/kg）；（2）物体下落至一半高度时的重力势能和动能（不计空气阻力，机械能守恒）。 【参考答案】 二、自主学习・快乐感知 知识点1：动能 1.运动 2.速度；大 质量；大 3.行驶的汽车 知识点2：重力势能 1.举高 2.质量；大 高度；高 3.高处的瀑布 知识点3：弹性势能 1.弹性形变 2.程度；大 3.被压缩的弹簧 知识点 4：机械能的综合判断 1.机械能 2.动能 3.重力势能;弹性势能 4.动能 三、合作探究・快乐学习 探究任务 1 1.速度越大，动能越大，事故破坏越严重 2.大型车质量大，相同速度下动能大，限速更低 探究任务 3 表格 物体 运动状态 高度/形变 具有的机械能 水平路面行驶的汽车 运动 无高度 动能 空中飞行的飞机 运动 有高度 动能+重力势能 拉开的弓 静止 弹性形变 弹性势能 滑梯上下滑的小孩 运动 有高度 动能+重力势能 被压缩的弹簧 静止 弹性形变 弹性势能 高处静止的石头 静止 有高度 重力势能 拓展思考 1.未到最高点：动能+重力势能； 最高点：动能为0，只有重力势能。 四、智能演练・快乐升级 一、选择题 1.C 2. A 3. A 4. D 5. C 6. B 二、填空题 1.动能；重力势能；弹性势能 2.质量；速度；质量；高度；弹性形变程度 3.不变；增大 4.增大；减小 5.D；质量相同，高度最高；A；质量相同，高度最低 三、简答题 1.打桩机的重锤质量大、从高处落下时高度高，具有的重力势能大；下落过程中重力势能转化为动能，动能越大，对桩的冲击力越大，能更轻松将桩打入地层。 2.盘山公路坡度大，车辆行驶时速度易增大，且高度变化大；动能与速度、重力势能与高度都相关，减速慢行能减小动能，避免因动能过大、重力势能变化导致的安全风险。 3.弓：发生弹性形变，具有弹性势能；箭：运动状态，具有动能。 四、综合题 1.汽车质量m= 2t = 2000 kg，速度v= 72km/h = 20 m/s 动能 = ×2000 kg×(20 m/s)= 4×10J 2. (1)下落前重力势能Ep= mgh = 5kg×10N/kg×10m = 500J (2)下落至一半高度时，h'= 5 m，重力势能E= mgh'= 5kg x 10N/kg x 5m = 250J 不计空气阻力，机械能守恒，总机械能E=500J，则动能 =500J-250J= 250J 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $