動能和勢能教案示例之三

教學(xué)目的

1.理解動能和重力勢能的初步概念。

2.知道什么是彈性勢能。

3.理解機械能的初步概念。

4.培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力。

教學(xué)重點

理解動能和重力勢能。

教學(xué)難點 

能的概念的建立。

教具

鋼球、斜槽軌道、小木塊、砝碼、彈簧。

教學(xué)過程 

（一）引入

我們在日常生活中經(jīng)常提到能，諸如熱能、電能、能源開發(fā)等等。“能”確是物理學(xué)中的一個重要概念，能的概念跟功的概念有密切聯(lián)系。我們說一個物體能夠做功，這個物體就具有能。電流能做功，具有電能；燃料燃燒放熱可以做功，有熱能。

自然界中，能的形式很多，今天我們學(xué)習(xí)最常見的能的形式——動能和勢能。

（二）動能

1.什么樣的物體具有動能？

急流的河水能把石頭沖走，流水能做功；飛行的子彈能把木板打穿，飛行的子彈能做功；風(fēng)吹動帆船航行，空氣流動形成的風(fēng)能做功。這些物體能做功，它們都具有能。它們的能量由于物體運動才具有的。水由于流動、子彈由于飛行、空氣由于流動而具有能。

物理學(xué)中把物體由于運動而具有的能叫動能。一切運動的物體都具有動能。

2.請同學(xué)們判斷下列物體中哪些物體具有動能。

靜坐的人，足球場上奔跑的運動員，炮膛中準備發(fā)射的炮彈，從飛機上投出的炸彈，被電風(fēng)扇吹動的空氣。

（學(xué)生回答）。

奔跑的運動員，飛機投出的炸彈，被吹動的空氣具有動能。原因是運動員、炸彈和空氣是運動的。而靜坐的人和炮膛中等待發(fā)射的炮彈是靜止的，所以不具有動能。

3.動能的大小或多少跟哪些因素有關(guān)。

物體能夠做的功越多，表示這個物體具有的能量越大。那么動能的大小決定于哪些因素呢？現(xiàn)在我們通過實驗來研究。

這是個帶槽的木板，我們把鋼球放到斜面上令其滾下，到達平面上打擊一個小木塊，推動木塊做功，根據(jù)木塊被推動的距離遠近來判斷鋼球具有的動能的大小。

（教師演示、學(xué)生觀察實驗）

第一次，我們使小鋼球從某一高度由靜止開始滾下。注意木塊被推的距離。

第二次，我們換一個質(zhì)量大的鋼球，從同一位置由靜止開始滾下，到達平面上時和剛才的小鋼球具有同樣的速度，再觀察木塊被推動的距離。很顯然，第二次木塊被推的距離比第一次遠得多。說明大鋼球做的功多，也就是大鋼球具有的動能大。

提問，這個實驗說明了什么？（學(xué)生回答）

這個實驗說明了物體的動能大小跟它的質(zhì)量有關(guān)，速度相同時，質(zhì)量越大，動能越大。

我們用同一個鋼球再做兩次實驗。（教師演示，學(xué)生觀察）

第一次，我們讓鋼球從比較低的位置由靜止開始滾下。第二次我們讓鋼球從比較高的位置由靜止開始滾下。比較兩次實驗中木塊被推的距離大小。

很顯然，鋼球從更高的位置滾下來，到達平面上時具有更大的速度，木塊被推的更遠。

提問，這個實驗說明了什么？（學(xué)生回答）

這個實驗說明同一個物體速度越大，動能越大。

通過以上實驗可知，物體的質(zhì)量越大，速度越大，動能就越大。

4.課堂練習(xí)。

(1)一輛汽車加速運動，它的動能______。

(2)火車進站時做減速運動，它的動能______，停止后，它的動能=______。

(3)一輛灑水車在馬路上勻速前進并正在灑水，它的動能______。

（三）勢能

運動的物體具有動能。生活中也有很多物體并沒有運動，但是它們也能做功，也具有能。

1.什么樣的物體具有重力勢能？

人們在打樁時，必須把重錘高高舉起，當重錘落下時可以做功，因為重錘受到豎直向下的重力，重錘下落時沿著重力的方向向下通過了一段距離，所以舉高的重錘可以做功，將木樁打入地里。試想，一個重錘如果靜止地壓在本樁上是不能做功的。重錘只有在被舉高的情況下才能做功，即重錘被舉高時才具有做功的本領(lǐng)——能。

一池靜止的水是不能做功的，但是這一池靜止的水如果處在高山上，水落下時就可以做功，把水車沖得轉(zhuǎn)起來。

被舉高的物體具有的能叫重力勢能。

2.重力勢能的大小跟哪些因素有關(guān)。

請大家判斷下列物體的重力勢能的大小。

(1)打地基時，質(zhì)量是20千克的石頭重錘和質(zhì)量是100千克的鐵制重錘被舉得同樣高，誰的重力勢能大？（學(xué)生回答）

(2)同一個重錘，被舉高1米或3米兩種情況下，哪種情況重力勢能大？（學(xué)生回答）

通過以上的兩個例子說明大家能判斷出重力勢能的大小跟物體的質(zhì)量和被舉的高度有關(guān)，物體的質(zhì)量越大，舉得越高，它具有的重力勢能越大。

3.什么樣的物體具有彈性勢能？

大家看一個實驗。（教師邊演示，邊講授）

這是一個彈簧，把一個砝碼放在彈簧上的小木板上，用力將彈簧壓縮，使其發(fā)生彈性形變。此時，彈簧靜止，沒有動能。彈簧也沒有被舉高，也沒有重力勢能。可是大家想象，彈簧能不能做功？

能！放開手，砝碼被彈簧舉起來。

可見，被壓縮的彈簧也具有能。這種能區(qū)別于動能和重力勢能，它是由于物體發(fā)生了彈性形變而具有的能。所以，發(fā)生彈性形變的物體具有的能叫彈性勢能。

物體在很多情況下都具有彈性勢能。射箭用的弓被拉滿時產(chǎn)生彈性形變，具有彈性勢能。鐘表的發(fā)條在卷緊時具有彈性勢能，通過做功來帶動鐘表機件正常轉(zhuǎn)動。

4.物體的彈性勢能的大小跟形變大小有關(guān)，彈性形變越大，它具有的彈性勢能越大。

5.重力勢能和彈性勢能都叫做勢能。

（四）機械能

1.提問：飛行中的飛機具有什么能？（學(xué)生回答）

飛機是運動的，它具有動能。飛機從地面飛上高空，所以具有重力勢能。很多物體可以既有動能又有勢能。動能和勢能統(tǒng)稱機械能。

2.一個物體能夠做的功越多，表示它的能量越大。物體做了多少功，必然消耗了多少某種形式的能。所以能的單位跟功的單位相同，也是焦耳。例如，推出去的鉛球，動能是300焦耳，重力勢能是200焦耳，彈性勢能為0，那么鉛球的機械能就是500焦耳。

（五）布置作業(yè) 

(1)復(fù)習(xí)課文

(2)習(xí)題1、2、3。（盛重光）

【評析】

以整體上看，本節(jié)教案是一個好教案。各教學(xué)環(huán)節(jié)安排得合理妥當，因此具有一定的條理性和層次性。在教學(xué)方法上，注意了密切聯(lián)系實際，從問題的提出，概念的引入以及結(jié)論的出現(xiàn)都具有一定的啟發(fā)性。

注：人教版九年義務(wù)教育初中物理課本第二冊