初中物理人教版（2024）八年级下册（2024）动能和势能学案设计

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物理观念:通过分析实例,从做功的角度描述能量,知道能量的单位;通过实例分类和分析,初步认识动能、势能的概念,并能解释相关的现象;通过实验探究,了解动能、势能大小的影响因素。
科学思维:从生活实例出发,分析比较物体对外做功的物理过程,归纳、总结实例中的共同本质特征,初步形成动能、势能的概念;会利用转换法比较动能、势能的大小;结合生活与实验事实,能推理、论证影响动能和势能大小的因素。
科学探究:通过生活经验和实验事实提出影响动能、势能大小因素的初步假设;根据已有经验,利用控制变量法设计探究方案,选择实验器材进行实验。
科学态度与责任:用能量的观念分析生活实例,感悟物理与生活、社会等密切关联;通过探究影响动能和势能大小的因素,养成良好的实验习惯、严谨的科学态度和勇于创新、团结合作的品质;通过应用动能和势能的知识解释生活生产中的相关现象,培养将科学知识应用于实践的习惯。
【学习重点】
动能、势能的概念及影响因素.
【学习难点】
实验探究动能和势能的影响因素.
【自主预习】
1.物体能够做功，表示这个物体具有能量.在物理学中，能的单位是______，简称______，符号是______.
2．物体由于______而具有的能，叫做动能.物体动能的大小跟它的______和______有关.质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越______；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越______.
3．物体由于______而具有的能量，叫做重力势能.物体的重力势能跟它的______和______有关.对于高度相同的物体，质量越大的势能越______；对于质量相同的物体，高度越高的势能越______.
4．物体由于发生______而具有的能量叫做弹性势能.重力势能和弹性势能统称为______.
【探究新知】
探究点一 能量
彗星撞击地球，彗星对地球做了功；高速子弹射击鸡蛋，子弹对鸡蛋做了功；弓箭射气球，弓箭对气球做了功.
这些现象中，彗星、子弹、弓箭的共同点是都能对其他物体______，我们说，他们具有______的本领，具有______.
归纳：
1.物体能够______，我们就说这个物体具有能量，简称能.能量是表示物体做功本领大小的物理量.物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大.
2.能量的单位：______.
探究点二 动能
（一）动能的概念
慧星、子弹、弓箭具有的能量都是由于______而具有的.物体由于______而具有的能量，叫做动能.一切的物体都具有动能.
（二）探究“影响动能大小的因素”
1.汽车速度越快，发生事故时越严重；一辆汽车以同一速度运动，重载比空载时事故更严重.说明动能大小可能与物体的______、______等因素有关.
2.实验中通过____________来反映动能的大小，利用了______法.
3.探究动能大小与物体运动速度的关系，应控制______不变，使钢球从斜面的______高度滑下，观察木块被推动的距离.
4.探究动能大小与物体质量的关系，应改变钢球的______，从斜面的______高度滑下，观察木块被推动的距离.
5.实验步骤：
①探究动能大小与速度的关系
控制钢球的质量m不变；让同一钢球A分别从不同的高度由静止开始滚下，撞击木块B；观察并测量木块被撞出的距离s.
实验表明钢球从高处滚下，高度h越高，钢球运动到底部时越___ __，物体B被撞得越远.所以，质量相同时，钢球的速度越大，动能越___ ___.
②探究动能大小与质量的关系
控制速度不变，即固定钢球在滑槽上的释放位置的高度h；改变钢球的质量m；观察并测量木块被撞出的距离.
实验表明，速度相同时，质量越______的钢球能将物体B撞得越远.所以，钢球的速度相同时，质量越大，动能越______.
6.实验结论：物体动能的大小跟______有关，质量相同的物体，运动速度越______，它的动能越______；运动速度相同的物体，质量越______，它的动能越______.
7.思考并讨论以下问题：
①将质量不同的钢球放在斜面上同一高度处静止释放的目的：__________________.
②将质量相同的钢球由斜面上不同位置静止释放的目的：________________________.
③若实验中木块的质量较大，为确保实验现象明显，应如何改进？
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④实验中如果不用木块，如何改进？
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8.想想议议：某段道路的标示牌显示：小型客车最高行驶速度不得超过100km/h；大型客车、载货汽车最高行驶速度不得超过80km/h.请利用物理知识解释，为什么要对机动车的最高行驶速度进行限制？为什么在同样的道路上，对不同车型设定不一样的最高行驶速度？
答：
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探究点三势能
（一）重力势能
1.打桩机打桩的过程中“重锤”落下时对桩做了功，高空下落的物体能对地面的物体做功，这种能量是物体由于受到重力产生的.物体由于______而具有的能量叫重力势能.
2.探究“影响重力势能大小的因素”
物体离地面越高、质量越大，一旦落到地面，做功越多，做功的本领越强.重力势能的大小可能与物体离开地面______、物体______等因素有关.
实验设计方案：
（1）实验器材：水槽（内盛细沙）、桌腿尖的小桌、不同质量的重物.
（2）实验过程
= 1 \* GB3①探究重力势能的大小与高度的关系：让同一物体分别从不同的高度由静止开始下落，观察测量桌腿在沙坑下陷的深度.
②探究重力势能大小与质量的关系：让质量不同的物体分别从同一高度由静止开始下落，观察桌腿在沙坑下陷的深度.
实验结论：物体重力势能的大小跟______有关，质量相同的物体，高度越______，它的重力势能越______；高度相同的物体，质量越______，它的重力势能也越______.
（二）弹性势能
1.被拉弯的弓和发生形变的蹦床可以把箭射出去、把人弹起，弓和弹簧能够对外做功，说明他们具有能量.
这种形式能量的产生是由于发生形变的物体在恢复形变时可以做功，因此具有能量.
观察如图所示的射箭比赛，会发现弓的形变程度越______，箭射得越远.表明弓具有的弹性势能越大.可见弓的弹性势能与______有关.
2.归纳：
①弹性势能：物体由于发生______而具有的能叫做弹性势能.
②______越大，弹性势能越大.
【当堂练习】
1.某快递公司用无人机进行无接触配送包裹.无人机携带包裹匀速上升时，包裹的（ ）
A．动能减少，重力势能增加 B．动能不变，重力势能增加
C．动能不变，重力势能不变 D．动能增加，重力势能减少
2. 12月1日(周日)上午6:45时， 2024年度上海国际马拉松赛鸣枪开赛。本次赛事使用无人机（如图）进行了航拍，无人机匀速下降的过程中（ ）.
A．失去了惯性B．重力不做功C．动能减小D．机械能减小
3. 2024年10月30日4时27分，神舟十九号载人飞船发射升空，取得圆满成功。10月30日12时51分，载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接，神舟十八号“开门迎客”，神舟十九号航天员乘组（蔡旭哲、宋令东、王浩泽）入驻中国空间站，完成中国航天史上第5次“太空会师”。在运载火箭加速升空的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．动能增大，势能减小B．动能不变，势能增大
C．动能增大，势能增大D．动能减小，势能增大
4. 6月23日，我国北斗三号全球卫星导航系统最后一颗组网卫星发射成功｡若某卫星沿椭圆轨道从远地点向近地点运动时速度增大了，由此可知其动能（ ）
A．减小 B．增大 C．不变 D．消失
5.现代农业利用喷药无人机喷洒农药，安全又高效.如图所示，喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行，同时均匀喷洒农药.此过程中，喷药无人机的（ ）
A．升力大于重力
B．空气阻力和重力是一对平衡力
C．动能减小、重力势能减小
D．动能不变、重力势能减小
6.在练习立定跳远时，当你双脚离开地面后，由于______你仍然要继续向前运动；在上升的过程中，你所具有的动能将逐渐______（选填“增加”“减小”或“不变”）.
7.用“模拟打桩”来探究物体重力势能的大小与哪些因素有关，物体的质量m1＝m2＜m3，实验时，让物体从木桩正上方的某一高度处自由下落，将木桩打入沙中，三次实验木桩进入沙中的深度如图所示，木桩进入沙中的深度越深，则物体对木桩做的功越______，比较a、b可知：物体重力势能的大小与物体的______有关；比较______可知：物体重力势能的大小与物体的质量有关.
8.如图所示是 “探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置示意图，让小球A从斜面上某点滚下，撞击在水平面上的木块B，木块B移动一段距离.
（1）该实验中所探究物体的动能是指______（选填“小球A”或“木块B”）的动能.
（2）实验表明，让小球A分别从斜槽不同高度由静止滚下，高度越大，速度越______，木块B被撞得越远.可得结论：质量相同时，小球的速度越______，动能越大.
（3）若要研究物体动能与质量的关系，应让不同质量的小球A从斜面______高度由静止滚下，观察比较木块B被撞移动的距离.
【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些不足，有什么体会.
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参考答案
【自主预习】
1．焦耳 焦 J
2．运动 质量 速度 大 大
3．高度 质量 高度 大 大
4．弹性形变 势能
【探究新知】
探究点一 能量
做功 对外做功 能量 1.对外做功 2.焦耳（J）.
探究点二 动能
（一）运动 运动 运动
（二）1.速度 质量 2被撞物体运动的距离s 转换 3.质量 不同 4.质量 同一
5.①快 大 ②大 大 6.速度、质量 大 大 大 大
7.①控制钢球达到斜面底端时具有相同的初速度
②改变钢球达到斜面底端时的初速度
③可增大钢球滚下的高度
④在桌上铺一条毛巾，钢球在毛巾上表面滚动的距离来反映动能的大小
8.同一辆汽车，质量不变，速度越大，具有的动能越大，危害性大.所以限制机动车的最高行驶速度才能保证机动车行驶的安全性.
车型不同，载重量不同，如果载货车与小汽车的行驶速度相同，由于载货车的质量大，具有的动能大，则刹车时滑行的距离长，危害性大.所以质量大的大型货车最高行驶速度要小些.
探究点三势能
（一）1.高度 2.高度 质量 实验结论：高度、质量 高 大 大 大
（二）1.弹性大 弹性形变程度 2.①弹性形变 ②弹性形变
【当堂练习】
1.B 2.D 3.C 4.B 5.C 6.惯性 减小 7.多 高度 a、c
8.(1)小球A (2)大 (3)大 (4)同一