《功和机械能》优秀教案集Word文件下载.docx

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利用学生分析的结果"

钢球对木块做了功"

引入能量的概念：

一个物体能够做功，我们就说它具有能量。

可见物理学中，能量和功有着密切的联系，能量反映了物体做功的本领。

不同的物体做功的本领也不同。

一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。

3.进行新课

物体具有能量的形式是多种多样的，以后我们将逐步认识各种形式的能量。

刚才的实验中钢球撞击木块能够做功，但若将钢球停靠在木块一侧（边讲边演示），这时的钢球并不能推动木块做功。

只有运动的钢球才能推动木块做功。

（1）动能：

物体由于运动而能够做功，它们具有的能量叫做动能。

引导学生广泛地列举事例，说明运动的空气、水和各种物体都能够做功，而具有动能。

概括出"

一切运动的物体都具有动能。

"

列举事例说明：

运动的物体具有的动能多少不尽相同。

如狂风能吹倒大树，而微风只能使树枝摇动。

进而通过演示实验，概括出决定物体动能大小的因素。

演示课本图1-1实验，实验可分三步：

①将同一个钢球，从斜面不同高度滚下，让学生观察钢球将木块推动的距离。

木块被推动的距离不同，说明钢球对木块做的功不同。

木块被推动得越远，表明钢球的动能越大。

实验说明：

从不同高度滚下的网球，具有不同的动能。

②上面的实验表明钢球从较高处滚下时具有的动能大。

那么钢球从不同的高度滚下时有什么不同呢?

我们可通过观察实验来得到结论。

将质量相同的两个钢球，同时从斜槽的最高点和接近斜槽底部的位置释放。

从最高点滚下的钢球能在水平槽上追上从接近底部滚下的钢球。

实验表明从高处滚下的钢球速度大。

从而得到结论：

物体的动能与速度有关，速度越大，物体的动能越大。

③换用不同质量的钢球，从同一高度让其滚下，让学生观察钢球推动木块的距离。

从而得出结论：

运动物体的质量越大，动能就越大。

演示实验之后，总结实验结果：

运动物体的速度越大，质量越大，动能就越大。

（2）势能：

物体由于运动的原因而具有动能，物体还可能由于其他的原因而具有能量。

例如，同学们都玩过用橡皮筋弹射纸弹的游戏，拉长的橡皮筋能给纸弹一个力，并推动纸弹移一段距离，从而对纸弹做了功。

同样拉弯的弓、压缩的弹簧也能够做功，它们都具有能量，这种能量叫做弹性势能，它是由于物体发生弹性变形变而具有的能量。

解释弹性形变：

物体受到外力作用而发生的形状变化，叫做形变。

如果外力撤消，物体能恢复原状，这种形变叫做弹性形变。

列举事例说明物体的弹性形变。

如：

拉长的弹簧，压扁的皮球，弯曲的钢锯条，上紧的钟表发条等。

利用课本图1-4的实验阐明物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大。

为节省课堂时间，课前将两个性质相同弹簧，按照课本图1-4压缩到不同的长度。

先后将拉紧弹簧的绳烧断，两次砝码被弹起的高度不同。

弹簧压得越紧，放松时它做的功越多，表示它的弹性势能越大。

被举高的重物，也能够做功。

例如：

举高的铅球，落地时能将地面砸个坑；

举高的夯落下时能把木桩打入地里。

举高的物体具有的能量叫重力势能。

物体的质量越大，举得越高，它具有的重力势能越大。

举起同样高度的铅球和乒乓球，铅球落下时做的功多，具有的重力势能大。

铅球举得越高，具有的重力势能就越大。

引导学生讨论树上结的苹果是否有重力势能?

通过讨论使学生理解"

一个物体能够做功"

的含义。

能够做功只是说物体具有了做功的"

本领"

，但不一定做了功。

树上结的苹果虽然没有做功，但只要它从树上掉下来就能做功，所以我们说它具有重力势能。

（3）机械能：

让学生分析静止在桌面上的钢球是否具有能量?

（具有重力势能）继而让学生分析在桌面上滚动的钢球具有什么能?

通过分析得知滚动的钢球既有动能，又有势能。

动能和势能统称为机械能。

一个物体既有动能，又有势能，那么动能和势能的和就是它的总机械能。

（4）能量的单位：

从前面的讨论，我们可以认识到能量是跟做功有密切联系的概念，能量反映了物体具有做功的本领，能量的大小可以用能够做功的多少来衡量。

因此，动能、势能和机械能的单位跟功的单位相同，也是焦耳。

4.小结

通过以下问题的讨论，进一步帮助学生理解能量、动能、势能、机械能等概念及机械能的单位。

（1）高山上有一块大石头，稳稳地待在那里，它有没有能量?

有什么能量?

（2）列举几个物体具有动能、重力势能、弹性势能的事例。

（3）在空中飞行的球，它具有的重力势能是5焦，具有的动能是4焦，这只球具有的总机械能是多少?

（4）在同一高度铅球和棒球具有的重力势能不相等，若使它们的重力势能相等，可采取哪些方法?

（5）从斜槽上端滚下的小球，它有没有重力势能?

在它下滚的过程中重力势能的大小有没有变化?

为什么?

在滚下的过程中有没有动能?

它的动能有没有变化?

（四）说明

1.能是物理学的重要概念之一，但它比较抽象。

对于初中学生来说，认识它比较困难。

应紧扣教材，从理解"

的含义来认识能量。

这实际上是说"

能是物体做功的本领"

。

尽管这种说法不甚严谨，但比较通俗、易懂。

2.关于动能，应讲明运动的物体能够对其他物体施力，并推动物体做功，所以它具有能量。

因为容易讲清弹性形变的物体对别的物体施力并做功，便于学生理解，所以将弹性势能提到重力势能之前讲。

3.势能应是物体系统（有保守力作用的）所共有。

举高的重锤能够做功，应当是重锤和地球组成的系统具有势能。

而重力势能表现它做功本领时，通常有一个重力势能先转化为动能的过程。

但在本节课中都不宜引入这些内容。

只能让学生粗略地知道，举起的物体能够做功。

4.势能的大小是相对的。

对初中学生来说也不能引入势能的相对性。

只能统一地用地面做为零势能面来分析问题。

5.小结中的问题（5），暗含着势能和动能的转化，目的为下一节课作准备。

（一）教学目的

（二）教具

（三）教学过程

1.复习

2.引入新课

3.进行新课

4.小结

动能和势能教案示例之三　

教学目的

　　1．理解动能和重力势能的初步概念。

　　2．知道什么是弹性势能。

　　3．理解机械能的初步概念。

　　4．培养学生的抽象思维能力。

教学重点

　　理解动能和重力势能。

教学难点

　　能的概念的建立。

教具

　　钢球、斜槽轨道、小木块、砝码、弹簧。

教学过程

（一）引入

　　我们在日常生活中经常提到能，诸如热能、电能、能源开发等等。

“能”确是物理学中的一个重要概念，能的概念跟功的概念有密切联系。

我们说一个物体能够做功，这个物体就具有能。

电流能做功，具有电能；

燃料燃烧放热可以做功，有热能。

　　自然界中，能的形式很多，今天我们学习最常见的能的形式——动能和势能。

（二）动能

　　1．什么样的物体具有动能？

　　急流的河水能把石头冲走，流水能做功；

飞行的子弹能把木板打穿，飞行的子弹能做功；

风吹动帆船航行，空气流动形成的风能做功。

这些物体能做功，它们都具有能。

它们的能量由于物体运动才具有的。

水由于流动、子弹由于飞行、空气由于流动而具有能。

　　物理学中把物体由于运动而具有的能叫动能。

　　2．请同学们判断下列物体中哪些物体具有动能。

　　静坐的人，足球场上奔跑的运动员，炮膛中准备发射的炮弹，从飞机上投出的炸弹，被电风扇吹动的空气。

　　（学生回答）。

　　奔跑的运动员，飞机投出的炸弹，被吹动的空气具有动能。

原因是运动员、炸弹和空气是运动的。

而静坐的人和炮膛中等待发射的炮弹是静止的，所以不具有动能。

　　3．动能的大小或多少跟哪些因素有关。

　　物体能够做的功越多，表示这个物体具有的能量越大。

那么动能的大小决定于哪些因素呢？

现在我们通过实验来研究。

　　这是个带槽的木板，我们把钢球放到斜面上令其滚下，到达平面上打击一个小木块，推动木块做功，根据木块被推动的距离远近来判断钢球具有的动能的大小。

　　（教师演示、学生观察实验）

　　第一次，我们使小钢球从某一高度由静止开始滚下。

注意木块被推的距离。

　　第二次，我们换一个质量大的钢球，从同一位置由静止开始滚下，到达平面上时和刚才的小钢球具有同样的速度，再观察木块被推动的距离。

很显然，第二次木块被推的距离比第一次远得多。

说明大钢球做的功多，也就是大钢球具有的动能大。

　　提问，这个实验说明了什么？

（学生回答）

　　这个实验说明了物体的动能大小跟它的质量有关，速度相同时，质量越大，动能越大。

　　我们用同一个钢球再做两次实验。

（教师演示，学生观察）

　　第一次，我们让钢球从比较低的位置由静止开始滚下。

第二次我们让钢球从比较高的位置由静止开始滚下。

比较两次实验中木块被推的距离大小。

　　很显然，钢球从更高的位置滚下来，到达平面上时具有更大的速度，木块被推的更远。

　　这个实验说明同一个物体速度越大，动能越大。

　　通过以上实验可知，物体的质量越大，速度越大，动能就越大。

　　4．课堂练习。

（1）一辆汽车加速运动，它的动能______。

（2）火车进站时做减速运动，它的动能______，停止后，它的动能=______。

　　（3）一辆洒水车在马路上匀速前进并正在洒水，它的动能______。

　　（三）势能

　　运动的物体具有动能。

生活中也有很多物体并没有运动，但是它们也能做功，也具有能。

　　1．什么样的物体具有重力势能？

　　人们在打桩时，必须把重锤高高举起，当重锤落下时可以做功，因为重锤受到竖直向下的重力，重锤下落时沿着重力的方向向下通过了一段距离，所以举高的重锤可以做功，将木桩打入地里。

试想，一个重锤如果静止地压在本桩上是不能做功的。

重锤只有在被举高的情况下才能做功，即重锤被举高时才具有做功的本领——能。

　　一池静止的水是不能做功的，但是这一池静止的水如果处在高山上，水落下时就可以做功，把水车冲得转起来。

　　被举高的物体具有的能叫重力势能。

　　2．重力势能的大小跟哪些因素有关。

　　请大家判断下列物体的重力势能的大小。

（1）打地基时，质量是20千克的石头重锤和质量是100千克的铁制重锤被举得同样高，谁的重力势能大？

（2）同一个重锤，被举高1米或3米两种情况下，哪种情况重力势能大？

　　通过以上的两个例子说明大家能判断出重力势能的大小跟物体的质量和被举的高度有关，物体的质量越大，举得越高，它具有的重力势能越大。

　　3．什么样的物体具有弹性势能？

　　大家看一个实验。

（教师边演示，边讲授）

　　这是一个弹簧，把一个砝码放在弹簧上的小木板上，用力将弹簧压缩，使其发生弹性形变。

此时，弹簧静止，没有动能。

弹簧也没有被举高，也没有重力势能。

可是大家想象，弹簧能不能做功？

　　能！

放开手，砝码被弹簧举起来。

　　可见，被压缩的弹簧也具有能。

这种能区别于动能和重力势能，它是由于物体发生了弹性形变而具有的能。

所以，发生弹性形变的物体具有的能叫弹性势能。

　　物体在很多情况下都具有弹性势能。

射箭用的弓被拉满时产生弹性形变，具有弹性势能。

钟表的发条在卷紧时具有弹性势能，通过做功来带动钟表机件正常转动。

　　4．物体的弹性势能的大小跟形变大小有关，弹性形变越大，它具有的弹性势能越大。

　　5．重力势能和弹性势能都叫做势能。

　　（四）机械能

　　1．提问：

飞行中的飞机具有什么能？

　　飞机是运动的，它具有动能。

飞