动能和势能 示例之三-物理教案

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。一切运动的物体都具有动能。

　　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。

　　提问，这个实验说明了什么？（学生回答）

　　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？（学生回答）

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