12.1 机械能 课时1 动能和势能 教学设计 2026-2027学年物理苏科版九年级上册
2026-07-10
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理苏科版九年级上册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 一、机械能 |
| 类型 | 教案-教学设计 |
| 知识点 | 机械能及其相互转化 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 6.87 MB |
| 发布时间 | 2026-07-10 |
| 更新时间 | 2026-07-10 |
| 作者 | xkw_088151460 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-07-10 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58757497.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
该初中物理教学设计聚焦动能和势能的概念及影响因素,通过高处西瓜砸玻璃、流水推水车、压缩弹簧推木块三组“对外做功”动图导入,衔接“功和功率”知识,建立“能量是对外做功本领”的核心概念,搭建后续学习支架。
此资料以实验探究为核心,运用控制变量法(同球不同高探究动能与速度关系等)和转换法(木块滑行距离反映动能等),培养科学思维与探究能力。结合机动车限速、水电站对比案例,渗透科学态度与责任,助力学生建立安全意识,为教师提供结构化教学流程与方法示范。
内容正文:
12.1 机械能 课时1 动能和势能 教案
课题
12.1 课时1 动能和势能
课型
新授课
课时
1课时
教材版本
苏科版 九年级上册
教学方法
实验探究法、控制变量法、实例分析法、讲练结合法
教学用具
斜槽、钢球(质量不同各1个)、木块、沙箱、小方桌、重物(质量不同各1个)、投影设备
教材分析:本节是苏科版九年级上册第十二章第1节"动能和势能"课时1,是学生继学习了"功和功率"之后,从"能量"的视角重新审视力学的开端课。"能量"是贯穿整个物理学的大概念,而动能和势能是最基本的两类机械能。本节三个核心任务:(1)建立"能"的概念——能是对外做功的本领,是状态量;(2)认识动能——定义(运动物体的能)和影响因素(质量和速度);(3)认识势能——弹性势能(形变)和重力势能(举高)及其影响因素(弹性形变大小、质量、高度)。三个探究实验(动能—速度、动能—质量、重力势能—质量/高度)是本节教学的主体——控制变量法和转换法的综合运用在这三个实验中达到高潮。
学情分析:学生已学完"功"W=Fs,且理解速度v和力的基本概念。从"对外做功的本领"引入"能量"概念是自然的过渡——"能"是一个物体"有劲能干多少活"的状态。学生可能的困惑:(1)"有能不一定做功"的理解——停在桌上的铁锤有重力势能(能砸东西)但并不在做功,能量是"状态"不是"过程";(2)"动能和速度平方有关"的高中知识与"初中阶段只要求定性判断质量和速度影响"的区分;(3)无人机喷洒农药——质量减少同时高度和速度不变,动能如何变化(m减小→动能减小)、重力势能如何变化(m减小→重力势能减小)——这种动态质量变化的综合判断。
核心素养目标
物理观念
• 理解能量的概念——一个物体能对另一个物体做功,这个物体就具有能量,单位与功相同为焦耳(J)
• 掌握动能的定义——物体由于运动而具有的能,一切运动的物体都具有动能
• 掌握势能的分类——弹性势能(物体发生弹性形变而具有的能)和重力势能(物体由于被举高而具有的能)
科学思维
• 能运用控制变量法设计实验——探究动能大小时分别控制质量相同改变速度、控制速度相同改变质量
• 能理解转换法的运用——通过木块被撞出的距离间接反映钢球动能的大小,通过小方桌下陷深度间接反映重物重力势能的大小
• 能从动能和势能角度分析实际问题——机动车限速(v↑→动能↑→刹车距离↑)、水电站蓄水位越高发电越多(h↑→重力势能↑)
科学探究
• 能分组完成"探究动能大小影响因素"实验——控制变量法(同球不同高探究速度、异球同高探究质量),观察木块滑行距离并记录
• 能分组完成"探究重力势能大小影响因素"实验——控制变量法(同重物不同高度、异重物同高度),观察小方桌下陷深度并记录
科学态度与责任
• 通过"机动车限速""骑自行车不能太快"等生活安全案例,建立"速度大→动能大→危险大"的安全意识
• 通过乌东德水电站和葛洲坝水电站的对比讨论,理解"重力势能同时取决于质量和高度两个因素"的科学决策思维
教学重难点
教学重点:(1)能量的概念及"对外做功的本领"的物理本质;(2)动能和势能的定义及影响因素。
教学难点:(1)能量是"状态量"而不是"过程量"的理解——"有能量不一定在做功";(2)控制变量法和转换法在动能、重力势能三个实验中的综合运用;(3)在质量变化的情况下判断动能和势能的变化方向(如无人机喷洒农药)。
教学过程
【环节1:情境导入——什么是能量?】(4分钟)
【教师活动】(展示三组动图)请看三组情境。情境一——高处的西瓜落下砸到车玻璃上——西瓜对玻璃做了什么?情境二——湍急的流水冲击水车的轮叶——流水的冲击力能做什么?情境三——压缩的弹簧突然释放——弹簧推动木块,弹簧对木块做了什么?
高处落下的西瓜——砸坏车玻璃
【学生活动】(观察动图)高处西瓜落下——重力对西瓜做功,西瓜的速度转化为砸玻璃的"破坏力"。湍急的流水撞击水车轮叶——流水的推力对水车做了功,水车转动起来——流水的"冲力"转化成了水车的动能。压缩弹簧释放——弹簧的弹力推动木块——弹力对木块做了功。
湍急的流水推动水车——流水的动能做功
压缩的弹簧释放——弹力推动木块
【教师活动】(归纳)三组情境共同的本征——西瓜、流水、弹簧都是能对外做功的东西——西瓜能砸玻璃(做功),流水能推水车(做功),弹簧能推木块(做功)。物理学用一个词来描述这种"能对外做功的本领"——叫作能量。能对外做功的物体就具有能量。
【知识点】能量的定义:一个物体能对另一个物体做功,表示这个物体具有能量。能量简称"能",用符号E表示。能量的单位与功相同——焦耳(J)。物体能够做的功越多,这个物体的能量就越大。
【教师活动】(追问关键)能对外做功的物体"有能量"——这句话反过来对吗?——"有能量的物体一定在做功"?我们来看一个例子——
【学生活动】(思考)桌上放着一把锤子——锤子有重力势能(从高处掉下来能砸东西),但现在它只是在那里——根本没做功!一把绷紧的弓弦——有弹性势能——但现在弓没在射箭——弓也没做功!所以"有能量"不等于"现在在做功"——能量是状态,做功是过程。
【教师活动】非常精准!能量和功的根本区别——功是力对有过程作用成效的度量,是"过程量";能量是物体"现在有没有能耐对外做功"的状态,是"状态量"。可以这样打比方——你的银行账户余额(能量)是状态,你的一次取款/付款交易(做功)是过程。有余额不等于这次在花钱——但没钱确实没法花钱。
【知识点】功与能的关系:(1)有能不一定做功——能量是状态量,物体可能具有能量却在休息(如桌上的铁锤);(2)能对外做功一定具有能量——没有能量的物体不可能对外做功,物体对外做功的过程就是能量的转化或转移的过程。(3)一个物体能够做的功越多,它具有的能就越大。
功≠能——两个物理量的本质区别:功是"过程量"——描述一次具体物理过程的效果(如"起重机用15秒把大石头提升了1米——做功60000J"),有起点有终点,过程完了功就定了。能量是"状态量"——描述物体当下时刻"能不能对外做功的本领"(如"桌子上的锤子有重力势能但不一定掉下来做功")。口诀——"功是一次花钱,能是账户余额"。有余额(能)不一定是现在在花钱(做功),没余额(能)却没法花(不能做功)。
【过渡语】既然能量是"能对外做功的本领",那么运动中的物体能不能对外做功?当然能——奔跑的羚牛撞到树上能把树撞倒。这种"运动物体的能在"就是今天要学的——动能。
【设计意图】从三组直观的"对外做功"动图切入"能量=对外做功的本领"这一核心定义,用银行存款的存/取类比帮学生理解能量的"状态属性"——有余额(有能)≠正在取款(在做功)。为后续动能、势能的学习搭建了统一的概念入口。
【环节2:动能——运动的物体有能量】(3分钟)
【教师活动】(展示各种运动物体图片)运动的豹子、飞行的子弹、海啸的巨浪、奔跑的火车——它们有一个共同特征——都在运动。运动的物体——能对外做功吗?举例——海啸的巨浪冲击房屋,浪的冲力对房屋做了功;飞行的子弹射入钢板——子弹的冲击力对钢板做了功。运动的物体能对外做功——因此具有能量。这种由于运动而具有的能——叫动能。
各种运动的物体——都具有动能
海啸巨浪拥有巨大动能
飞行的子弹——速度高动能大
【学生活动】(理解)任何运动的物体都有动能——跑着的汽车、飞行的小鸟、海啸的大浪——这些都是"运动着的"→有动能。停着的汽车呢?——不动所以速度为零→动能也为零。
【知识点】动能的定义:物体由于运动而具有的能,叫作动能。一切运动的物体都有动能——运动的子弹、飞翔的鸟、流动的水、跑动的人,都具有动能。静止的物体没有动能——因为速度为0。
【过渡语】既然运动的物体都有动能,那动能的大小跟哪些因素有关?是跟速度有关,还是跟物体的质量有关?或者两个都有关?我们用实验来探究。
【设计意图】从"豹子奔跑→海啸→子弹"的递进排比,将动能概念具象化——速度越大、越恐怖的现象说明动能越大(暗示速度对动能的影响)。为后续实验探究设下了探究动力。
【环节3:实验探究——影响动能大小的因素】(10分钟)
【教师活动】(展示实验装置图)实验装置——斜槽放在水平桌面上,钢球从斜槽高处(高度为h)由静止滚下,在水平面上碰到木块后推动木块滑行,木块被撞出的距离为s。在同样的水平面上,木块被撞得越远——说明钢球对木块做的功越多——这反映了钢球动能的大小。用木块被撞的距离反映钢球动能的大小——这叫"转换法"。
动能实验装置——斜槽+钢球+木块(转换法)
【学生活动】(理解实验原理)钢球的动能——不是直接测量的,而是通过木块滑行的距离s来"间接显示"的——s越大→钢球动能越大。这是转换法的运用——把看不见的"动能"转换成了能看见的"木块移动距离"。
转换法在动能实验中的运用:动能是抽象物理量,肉眼不能直接"看"到它的大小。实验中将动能转换为木块被撞行的距离——动能大→木块远、动能小→木块近。后面的重物实验也用同样的思路——小方桌下陷的深度越深→重物的重力势能越大。转换法是本实验的核心方法。
【教师活动】实验一——探究动能与速度的关系。用同一个钢球(质量一定),分别从斜槽的不同高度由静止滚下——高度h越高,滚到水平面时的速度v越大。观察木块被撞出的距离。
【教师活动】(展示实验对比图)
实验一:同球不同高→探究速度对动能的影响
【学生活动】(预测&推理)质量相同(同球)、速度不同(不同高度释放)→高度越高(h大)→到达底端的速度v更大→木块被撞得更远→动能更大。结论——质量相同时,速度越大,动能越大。
【教师活动】(展示实验结果)实验表明——钢球从高处滚下,高度越高,到达水平面时的速度越"大",木块被撞得越"远"——质量相同时,钢球的速度越大,动能越大。
释放高度h
到达底端速度v
木块被撞距离s
动能大小
低
____
____
____
高
____
____
____
【教师活动】实验二——探究动能与质量的关系。用质量不同的两个钢球(m₁≠m₂),从斜槽的同一高度由静止滚下——保证到达底端时速度v相同。(从光滑斜面上由静止释放的小球到达底端的速度只与释放高度有关——同高则同速。)观察木块被撞出的距离。
实验二:异球同高→探究质量对动能的影响
【学生活动】(推理)速度相同(同高度释放保证v相同)、质量不同(轻球/重球)→质量大的钢球木块被撞得更远→动能更大。结论——速度相同时,质量越大,物体的动能越大。
【教师活动】(展示实验结果)速度相同时,质量越大的钢球将木块撞得越远——即速度相同时,质量越大,动能越大。
实验结果——质量大的钢球撞得更远
钢球质量
到达底端速度v
木块被撞距离s
动能大小
小(轻)
相同
____
____
大(重)
相同
____
____
【教师活动】(综合结论)两个实验合在一起告诉我们——物体动能的大小与物体的质量和速度都有关:速度越大,动能越大;质量越大,动能越大。速度大的物体(如飞行的子弹)即使质量小也可能有巨大的动能;质量大且速度大的物体(如海啸巨浪)具有毁灭性的动能。
【知识点】动能大小的影响因素:(1)速度——质量相同时,速度越大,动能越大;(2)质量——速度相同时,质量越大,动能越大。实验方法——控制变量法(同球不同高→控质变率、异球同高→控率变质),转换法(将动能转换为木块被撞距离)。
(生活应用——机动车限速)
【教师活动】(展示限速标识)为什么对机动车的行驶速度进行限制?为什么不同车型(大型客车vs小型轿车)的限制车速不同?
机动车限速标识——能量安全
【学生活动】(从动能角度解释)车速越大→汽车的动能越大(m固定→v↑→动能↑),同等刹车条件下制动距离更长→更危险,所以必须限速。大型客车质量大——同样速度下动能比小型轿车大→更难刹车→限制车速更低。从动能的角度看——"大车限低速"是为了将动能控制在安全范围内。
【教师活动】(最终总结)一句话——动能由质量和速度两个因素决定。大质量和高速度都能让动能巨大,因此在公路安全中需要"两管齐下"——管质量(不同车型不同限速)和管速度(所有机动车整体限速)。
【知识点】机动车限速的物理原理:(1)汽车质量一定→车速v越大→动能越大→刹车时制动距离越长→越危险→必须限速。(2)同一路段→质量大的大型客车动能比小型轿车大→限制车速必须更低。(3)安全准则——"质量大限低速、速度大动能更大"——两种因素叠加最危险(超速大货车=最大动能+最危险的交通事故)。
【过渡语】动能大小取决于"质量和速度"两个因素——"控制变量法"的实验思路我们已完全掌握。接下来我们来看另一类能量——物体不动也能"存着"的能量——势能。
【设计意图】动能实验是本节最重要的探究活动——承载了"控制变量法"和"转换法"两个核心科学方法的完整运用。两个实验分别"控质变率"和"控率变质",每个实验的推理逻辑——自变量是什么→因变量是什么→观察什么指标→结论——逐层拉通。机动车限速的应用将实验结论转化为安全决策,实现了"实验→理论→应用"的完整闭环。
【环节4:弹性势能——形变储存的能量】(4分钟)
【教师活动】(展示玩具车图片)有一种玩具车——不需要电池、不用上发条——你只需要用手按住它往后拉一下,松手后它就能自己往前跑。它运动的能量是从哪来的?
向后拉→松开手→玩具车自己往前跑
【学生活动】(猜想)玩具车内部应该有一个类似弹簧的装置——往后拉的时候弹簧被压缩(或拉伸)→弹簧发生了弹性形变。松手后弹簧恢复原状→释放弹力→弹力推动小车→小车向前运动——这个过程弹簧(形变释放的力)对小车做了功!弹簧的弹性形变"存储"的能量就是弹性势能。
【教师活动】分析得非常精准!玩具车内部弹簧拉紧→形变→释放弹力做功——弹簧的"形变状态"拥有能量——这种能量是弹性势能。定义:物体由于发生弹性形变而具有的能叫作弹性势能。发生弹性形变的物体产生的弹力——可以做功、也具有能量。
弹弓拉紧→弹性势能→射击时转化为动能
【教师活动】(补充例子)弹性势能的例子非常多——弹弓的橡皮筋被拉紧(弹性形变)→释放后弹弓射出石子→橡皮筋的弹性势能转化成了石子的动能。篮球被压缩后弹起来——球的弹性势能。弓被拉开→弹性势能→箭射出→动能。这些例子共同说明了——物体发生弹性形变(被压、被拉、被扭)时会储存弹性势能。
【学生活动】(追问)弹性形变越大,弹性势能怎么变?比如弓弦拉得越开→弓弦的形变越大→箭射得越远。所以——物体的弹性形变越大,弹性势能越大!
【知识点】弹性势能的定义:(1)物体由于发生弹性形变而具有的能叫作弹性势能。(2)物体的弹性形变越大,弹性势能越大。(3)例子——弹弓橡皮筋拉紧、弓弦拉开、压缩的弹簧、被压缩的篮球。共同特征——发生了弹性形变→存有弹性势能→释放后弹力做功。
【过渡语】弹簧压缩有弹性势能,高处的水有从高处往下流的"能"——这叫重力势能。弹性势能和重力势能统称势能——"势"就是"位置和状态"的意思。
【设计意图】以玩具车为切口引入弹性势能——不必从定义出定义,而是让学生"先探究再抽象"——从"后拉松手车自己跑"的现象中提取出"弹簧形变→弹力做功→有弹性势能"的逻辑链条。
【环节5:实验探究——影响重力势能大小的因素】(8分钟)
【教师活动】(引入)物体由于被举高而具有的能量叫作重力势能。高处的西瓜砸到地面——西瓜的重力做功→有重力势能。大坝蓄水→高水位的水→有重力势能→开闸时水往下冲→重力势能转化为动能发电。重力势能的大小跟哪些因素有关?
(展示实验装置)
【教师活动】实验装置——用不同质量的重物从不同高度由静止释放,自由下落撞击沙箱中的小方桌。比较小方桌下陷的深度——下陷越深,说明重物的重力势能越大。这也是转换法的应用——将无形的"重力势能"转换成可见的"方桌下陷深度"。
重力势能实验——重物下落撞击沙箱中的小方桌
(提出猜想)
【教师活动】猜想一——重力势能大小可能与物体所在位置的高度有关(高度越大→重力势能越大)。猜想二——重力势能大小可能与物体的质量有关(质量越大→重力势能越大)。
【教师活动】实验一——探究高度对重力势能的影响。用同一个重物(质量一定),分别从不同的高度由静止释放,观察小方桌下陷的深度。控制变量——质量相同,改变高度。
【学生活动】(推理)质量相同→越高→重力势能越大→下落后的冲击力更强→方桌陷得更深。结论——质量相同时,高度越高,重力势能越大。
【教师活动】实验二——探究质量对重力势能的影响。用质量不同的两个重物(m₁≠m₂),从同一高度由静止释放,观察小方桌下陷的深度。控制变量——高度相同,改变质量。
【学生活动】(推理)高度相同→越重→重力势能越大→方桌陷得更深。结论——高度相同时,质量越大,重力势能越大。
【教师活动】(综述结论)实验完整结论——物体的重力势能与质量和高度两因素都有关。质量相同时,位置越高,重力势能越大。高度相同时,质量越大,重力势能越大。这就是"水坝蓄水越深、发电越多"的物理本质——深水区的水位高——h增大→重力势能增加→能发更多的电。
【知识点】重力势能的大小影响因素:(1)质量——高度相同时,质量越大,重力势能越大;(2)高度——质量相同时,位置越高,重力势能越大。实验方法——控制变量法(同重物不同高、异重物同高),转换法(将重力势能转换为小方桌下陷深度)。
本节三个实验——控制变量法与转换法对照表:(1)动能-速度探究——控制质量相同(同球)、改变速度(不同高度滚下)→观察木块距离(转换法)。(2)动能-质量探究——控制速度相同(同高度滚下)、改变质量(轻/重球)→观察木块距离。(3)重力势能-高度探究——控制质量相同(同重物)、改变高度(不同高度释放)→观察方桌下陷深度。三个实验有统一的套路——"控一量变一量→观察一个间接指标"。掌握这个套路,所有功能实验都能设计。
重力势能≠只看高度!乌东德水电站拱坝高270m,葛洲坝高70m——能说前者水的重力势能一定比后者大吗?不能!重力势能的大小同时取决于两个量——水的质量(蓄水量)和水位高度。乌东德坝高270m(h大)但蓄水量相对较小→总的重力势能不一定大于葛洲坝(h=70m但蓄水量大)。结论——说重力势能大小,质量和高度两个因素必须同时看,不能只看一个。
(水电站对比讨论)
【教师活动】(展示乌东德和葛洲坝对比图)乌东德水电站拦河拱坝高270m,葛洲坝水电站拦河坝高70m。有人说——前者水的重力势能比后者的大。能这样简单地得出结论吗?为什么?
乌东德vs葛洲坝——高度不能代表重力势能
【学生活动】(分析)不能这样简单地得出!重力势能同时看质量和高度两个维度——乌东德坝高270m(h更大)但蓄水的质量(水量)可能比葛洲坝少(葛洲坝库容更大)。如果乌东德水量少、葛洲坝水量巨大——两者的总重力势能无法仅从高度比较——必须知道蓄水的质量才行。结论——"坝越高重力势能越大"是错误的——必须质量和高度同时比较!
【教师活动】(展示明确结论PPT)不能简单地这样得出!重力势能的大小不仅与物体所处的高度有关,还与物体的质量有关。要比较两个水电站中水的重力势能的大小——不仅要看水位的高度,还要看储存水的质量。仅凭水位高低不能得出正确结论。这再次验证了——重力势能=质量×高度的综合效应。
结论——高度和质量必须同时考虑
水电站蓄水越高→重力势能越大→发电越多
【教师活动】水力发电站要想发出更多的电——就要尽量储存更多的水,将水位提得更高——双管齐下的办法是蓄水的质量和高度都大——最大化水的重力势能。
【过渡语】动能和势能我们已经完整认识了。两种"能"的共同点——都是物体因某种特征(运动、位置、形变)而具有的能对外做功的本领。不同点——动能是因为运动、势能是因为位置(重力势能)或形变(弹性势能)。接下来我们对比总结。
【设计意图】重力势能探究实验的结构与动能探究完全对称——都是"控制变量法+转换法"的两组实验,强化了学生对这两个科学方法的迁移运用能力。水电站的对比讨论将抽象实验结论拉升到真实科技问题的分析高度——这是"从实验到社会应用"的典范。
【环节6:动能和势能的异同比较】(3分钟)
【教师活动】(展示比较框架)请大家完成下面的比较表格——
动能
重力势能
弹性势能
共同点
定义
物体由于____而具有的能
物体由于____而具有的能
物体由于____而具有的能
都是能____的本领
影响因素
①____
②____
①____
②____
弹性形变____
____
都有量纲焦耳(J)
例子
飞行的子弹
____
高处的水
____
拉紧的弓弦
____
都可对外____
状态特征
v>0时____
静止无动能
被举高____
_____时无
有形变____
_____无
都是______量
【教师活动】(完成表格后总结)动能和势能(含弹性势能和重力势能)统称——机械能。所有机械能都有共同的衡量标准单位焦耳(J),都具有"对外做功的本领"这一核心特征。区别在于能量"从哪里来"——动能源于运动,重力势能源于高度(举高),弹性势能源于形变。
【知识点】动能和势能的异同:(1)共同点——都是机械能的一种,都是物体能对外做功的本领,单位都是焦耳(J),都是状态量(有能量不等于在做功)。(2)不同点——动能源于运动(v>0),重力势能源于高度(被举高),弹性势能源于弹性形变(形变程度)。三种能量的判断口诀——"动从速、重从小、弹从形"。
【过渡语】三种机械能的概念和影响因素全部学完了。接下来我们用四道练习题来综合检验。
【设计意图】用4×5的综合对比表将三种能量的定义、影响因素、例子、状态特征在一张表中系统化对比——"共性—个性"的对齐帮助学生建立整体的机械能框架。
(四)课堂练习(5分钟)
练1:能量的基本概念辨析
下列关于能量的说法中正确的是( )
A.做功的物体具有能量,不做功的物体没有能量
B.做功多的物体能量就多,做功少的物体能量就少
C.能够对外做功的物体具有能量,但不一定在做功
D.能量多的物体所做的功一定就多
答案:C(解析——A错误:不做功不等于没有能量;B错误:做功多不表示能量多;D错误:能量多不一定做功。C正确:有能量不一定正在做功,能量是状态量。)
练2:等高线图——重力势能比较
某地的等高线如图所示,数值表示海拔(等高线上的数字是海拔高度)。若把同一物体分别放在A、B、C三点,则相对于海平面,物体的重力势能( )
练2——等高线图判断重力势能
A.在A点时最大
B.在B点时最大
C.在C点时最大
D.在A、B、C三点一样大
答案:A(解析——同一物体质量相同,重力势能只取决于高度。等高线上A点海拔数值最大,所以重力势能最大。)
练3:无人机喷洒农药——动态质量下的动能/势能变化
无人机在林场上空某一高度喷洒农药时,水平匀速飞行。关于无人机的动能和势能变化,下列说法中正确的是( )
A.动能减小,势能减小
B.动能减小,势能增大
C.动能增大,势能减小
D.动能不变,势能不变
答案:A(解析——匀速飞行v不变,但喷洒农药→质量m不断减小。v不变m减→动能减小;h不变m减→重力势能减小。易错点:不能因为"匀速"就认为"动能不变",此处m不是定值。)
练4:能量安全——自行车超速
请你从能量的角度解释,为什么骑自行车时速度不能太大?
答案:在质量不变的情况下,骑自行车的速度越大,人和车的动能越大,在同等刹车阻力条件下制动距离越长,车越不容易停下来,越容易发生危险。从能量安全的角度出发——速度越快危险性越大——必须控制骑行速度。
【设计意图】四道练习题结构:练1概念辨析(功≠能、有能≠在做功)→练2单一变量判断(等高线—质量相同只比高度)→练3动态质量下的双因素变化(无人机喷洒—质量递减影响动能和势能)→练4从能量角度解释安全现象(自行车超速—动能增大导致风险增加)。四道题覆盖了本节所有的核心考点和能力层次(概念→判断→综合分析→生活解释),逻辑递进合理。
板书设计
学科网(北京)股份有限公司
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