2.1功和机械能（3） 教学设计（表格式）-2026-2027学年浙教版九年级科学上册

该初中科学教学设计聚焦动能和势能的概念及影响因素，通过提书包（举高物体做功）和流动的水、风（运动物体做功）实例导入，联系前两课时功和功率知识，搭建从功到能的学习支架。 以实验探究为核心，运用控制变量法和转换法（如动能探究中钢球从不同高度、不同质量滚下撞击木块，通过木块移动距离判断动能大小），结合汽车限速、打桩机等生活实例，融入“影响动能大小的因素研究”视频，培养科学思维和探究实践能力，帮助学生建立能量观念，为教师提供可操作的探究教学流程。

浙教版九上科学§2.1功和机械（3）教学设计 课题 2.1功和机械（3） 单元 二 学科 科学 年级 九上 教材分析 本节内容为新浙教版九上第二章第一节，主要介绍机械功和功率的概念及简单计算，介绍动能、势能和机械能。以及动能和势能的相互转化。 通过功、功率的教学，为学生认识能做了铺垫，在功的知识的基础上，直接从功和能的关系引入能量的概念一一物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量。 此前学生已学习的力是功的基础，功是力改变物体运动状态这个效果的度量，这些知识为我们这一模块的学习提供了坚实的知识基础。本节在学生已经深入学习了力的基础上，为学生展开一幅由力而揭开的能量画卷，本节又是学习动能和势能的转化，是能量转化和守恒的基础，所以起到了承上启下的作用。 本节内容拟用4课时完成教学任务。第一课时为科学中的功及功的计算，第二课时为功率，第三课时为功和能，动能和势能，第四课时为动能和势能的相互转化及机械能。 本节课为第三课时，主要介绍动能和势能及影响它们的因素。 教学 目标 科学观念：理解功和能的关系，建立能量的初步概念，了解动能的概念，理解影响动能的因素;了解势能的含义;子解弹性势能;了解重力势能，理解影响重力势能的因素; 科学思维：能用实例说明物体的动能和势能;初步设计转换和控制变量法来研究规律; 探究实践：通过实验培养学生的观察、实验能力和分析概括能力;初步形成用能量观点分析问题的能力和意识; 态度责任：初步形成严谨的科学态度和合作精神，敢于探索创新的科学精神和团队意识。 重点 动能和势能的概念，探究影响动能和重力势能的因素; 难点 势能的概念，转换法、控制变量法在探究实验中的运用 教学环节 教师活动 设计意图 导 入 新 课 你把放在地面上的书包慢慢提到某一高度，然后停留几秒钟，再慢慢下降放回到地面。把书包提起的过程中，你对书包做了功。当你慢慢把书包放回地面时，会感受到书包拉着手下降，这个过程中书包对你做了功。可见，举高的书包有做功的本领。 运动的物体也具有做功的本领。例如，流动的水能够推动水车转动，流动的空气(风)能够推动风车转动，飞行的子弹能够穿透钢板、这些情形中，流水、风、飞行的子弹都具有做功的本领。 导 入 新 课 讲 授 新 课 一、功与能： 1、能量： 物体具有做的本领，这个物体具有能。 2、能量形式多种： 人们的生活离不开能，生活中的食、衣、住、行，以及各式各样用品的制作等，都和“能”有密切关系。 我们的生活离不开能量。能量无所不在，能量的形式多种多样。如，储存在食物中的能量属于化学能，燃料里储存着化学能，声音具有声能，此外还有太阳能、电能、风能、水能、机械能、内能、核能、电磁能，……等等。 思考讨论：结合举重和人推车等事例，谈谈做功与能的转化的关系。 参考： 举重： 当举重运动员举起杠铃时，运动员施加的力使杠铃在力的方向上移动了一定的距离，因此运动员对杠铃做了功。这个功转化为杠铃的重力势能，即杠铃被举得越高，其重力势能越大。 人推车： 人对车施加向前的推力，车在推力方向上移动了一段距离，此时人对车做了功，能量从人的化学能转化为车的动能。推力越大、车移动距离越长，转化的能量越多。 3、能与功的关系： 1）对物体做功可以使物体获得相应的能，而具有能的物体也可以对外做功。 2）做功的过程实质就是能的转化的过程，力对物体做多少功，就有多少能发生了转化。 3）不同力做功对应不同形式的能量的转化。 4）功是能的量度。可以用做功的多少来量度能的转化的多少，能的单位与功的单位一样，也是焦耳。 思考讨论：功是能的转化的量度，做功的快慢也就是能的转化的快慢。根据这一观点，请叙述例题中起重机的功率为1.47kW的意义。 参考：起重机的功率为1.47kW，说明该起重机工作时，能量的转化比较快。通过做功，超重机每秒有1.47×10J能量发生了转化。 4、功与能转化的特点： 1）做功是能量转化的“桥梁”：没有做功，能量不会自发地从一种形式转化为另一种形式（如杠铃不会自动升高，车不会自动加速）。 2）功的大小等于能量转化的多少：对物体做10J的功，必然有10J的能量从施力物体的形式（如化学能）转移到受力物体的形式（如重力势能、动能、内能）。 3）能量转化具有方向性：做功推动能量从一种形式转化为另一种形式，且转化过程不可逆（如摩擦生热的内能，无法自动全部变回车的动能）。 二、动能： 1、动能： 物体由于做机械运动而具有的能叫作动能。 流动的空气(风)、流动的水、飞翔的小鸟、行走的人、行驶的汽车、掷出的铅球等物体，都具有动能。 动能是物体因运动而具有的能的形式， 如果物体静止不动，就没有动能了。 2、一切做机械运动的物体都具有动能。 探究：物体动能的大小跟哪些因素有关？ 1）如图2.1-10 所示，小钢球A从斜面上h高度处滚下，在水平面上运动，撞击放在水平面上的木块B，并将木块B推出一段距离s。比较木块B被推出距离的远近，推断小钢球A的动能大小。 2）让同一个小钢球从斜面上不同的高度处分别由静止开始沿斜面滚下，观察小钢球滚到水平面时的运动快慢，比较木块被小钢球推出的距离大小。 3）让不同质量的小钢球从斜面上相同的高度处分别由静止开始沿斜面滚下，观察小钢球滚到水平面时的运动快慢，比较木块被小钢球推出的距离大小。 视频：影响动能大小的因素研究 3、影响动能大小的因素： 1）影响运动大小的因素：物体质量及物体运动速度; 质量相同的物体，速度越大，它的动能越大; 速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大。 思考讨论 1）图2.1-11中的汽车和摩托车，哪一个动能大? 2）在同一条高速公路上，为什么对小型客车、大型客车的速度限制是不同的? 参考： 物体的动能大小与质量及速度均有关。 运动速度相同，则汽车的质量大于摩托车，故汽车的动能大于摩托车。 相同条件下，质量大的大型客车具有的动能比小型客车大，若发生交通事故，则大型客车的危害更严重些。 所以同一条高速公路上，对小型客车和大型客车的速度限制不同。 三、势能（重力势能和弹性势能）： 1、重力势能： 物体由于被举高而具有的能叫作重力势能。 如，游乐园中，过山车能够从轨道的最高处飞驰而下，这是因为有其他机械装置把过山车拉到轨道的最高处，给过山车储存了重力势能。举高的书也储存一定的重力势能，当它下落时会将重力势能放出来。 2、一定条件下，重力势能可释放。 举高的书也储存一定的重力势能，当它下落时会将重力势能释放出来。 讨论交流：如图2.1-12所示，某同学左手从图A的位置将哑铃向上举起到图B的位置，手有没有对哑铃做功?图B的位置，左右两手的哑铃具有相同的势能吗? 参考：手对哑铃做了功。图B中，左手具有的重力势能更大。 （质量相同，但左手的哑铃所处高度更大，做功本领更大） 3、重力势能大小与物体的质量及所处的高度有关。 物体的质量越大，被举得越高，物体具有的重力势能越大。 如，打桩机打桩时，先把重锤高高举起，然后重锤下落，把桩打入地里。高高举起的重锤具有重力势能:相同质量的重锤、所处的位置越高，它具的重力势能就 越大;而处在相同高度的重锤，质量 越大，它具有的重力势能就越大。 利用水力发电时，需要建造大坝，以提高水位、储存更多的水， 也就是尽量使水的重力势能更大。 4、弹性势能： 1）弹性势能： 物体由于发生弹性形变而具有的能叫作弹性势能。 发生形变的物体在恢复形变过程中会做功，因此，发生形变的物体具有弹性势能。 如，射箭运动员把弓拉弯的过程中，给弓储存了能。网球拍击打网球时，球网发生形变，从而储存了能。当物体恢复原状时就会释放出能。 2）弹性势能大小与形变程度有关： 弹性势能的大小跟物体形变的大小有关，物体的弹性形变越大，弹性势能就越大。 如，射箭时手拉弓弦使弓的形变越大.箭就射得越远。 3）重力势能和弹性势能统称为势能。 5、动能和势能统称为机械能。 典例 精析 见PPT 后测、巩固、纠正、修补 巩固练习 见学案 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页） 学科网（北京）股份有限公司 $