初中人教版11.3 动能和势能课文配套ppt课件

课题

动能和势能

课型

新授课

教学目标

知识与

技能

1.理解动能和势能的基本概念，并能识别具有动能和势能物体的事例.

2.理解动能、势能的大小跟什么因素有关

过程与

方法

1.熟练掌握分类法、控制变量法等具体的研究方法.

2.通过参与科学探究活动，培养初步的科学探究能力.

情感、态度与价值观

1.使学生通过知识的探索过程形成研究探索的意识和敢于创新的精神.

2.在与小组成员一起探索的过程中，养成与人共处、协作学习的好习惯.

教学重点

动能和势能的概念；动能和势能的大小与哪些因素有关

教具准备

斜面（光滑的长木板）、 钢球（大、小钢球各一个）、 木块、刻度尺、多媒体课件等

教学难点

探究动能和势能的影响因素

教学课时

1课时

课前预习

1.一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，单位为焦耳，用字母J表示..

2.物体由于运动而具有的能叫动能，其大小与质量和速度有关.

3.由于高度或发生弹性形变而具有的能叫势能.前者叫重力势能，其大小与物体的质量和被举高的高度有关；后者叫弹性势能，形变程度越大，弹性势能越大

巩固复习

教师引导学生复习上一节有关功率的知识，并讲解学生所做的课后作业（教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.

新

课

导

入

教师演示实验，请同学们认真观察，并思考：小球对木块做功了吗？

实验操作：让一个小球沿桌面滚动，撞击木块，使木块移动了一段距离.

生：做了功.

小球能够对外做功，它有能量吗？

生：（齐声回答）有能量.

运动的物体具体有什么能量?又有什么特点？这正是我们今天要研究的问题.

进

行

新

课

知识点1  能量

一个物体能够对外做功表示这个物体具有能量，简称能，能量的单位与功的单位相同，也是焦耳（J）.下面请大家说说生活中都有哪些种类的能量？

生1：生活中常见的能量有电能、太阳能、风能、水能、热能等.

生2：我所知道的还有化学能、核能.

师 很好，生活中能量无处不在，人们就是利用能量来做功的，下面我们一起来分析生活中一些常见事例中的能量.（教师用多媒体展示动能、势能的事例）

事例：①汹涌的洪水冲击泥石流前行；

②树枝上的苹果；

③拧紧发条的玩具车；

④位于高处的打桩机重锤；

⑤被射箭运动员用力拉弯的弓；

⑥行驶的汽车. 上面的这些物体都具有能量，请大家分析、讨论并提出分类的方案，说出你的依据.（提示学生从运动和静止的角度分）

生：（讨论中）方法一：从运动和静止的角度分：①⑥；②③④⑤

方法二： 从自然和人为的角度分：①②；③④⑤⑥

很好，同学们从方法一分类中，发现一些物体运动时具有能量，另外一些物体尽管静止，但也储存了能量，下面我们就一起来认识动能和势能.（引出动能和势能）

板书：动能：物体由于运动而具有的能.

教师引导学生说说生活中哪些物体具有动能.

生：正在行驶的汽车具有动能，空中飞行的鸟具有动能.

请同学们思考在②③④⑤中的物体中，它们有些物体尽管静止，但也储存了能量，它们是如何获得能量的？

学生很快发现②与④有一定的高度；③与⑤发生了形变.

教师点评：在地球表面附近与高度相关的能称为重力势能，发生弹性形变而具有的能称为弹性势能.

板书：势能

知识点2  探究动能大小与哪些因素有关

同学们平时观察注意到，在发生交通事故时，汽车高速行驶和低速行驶撞上障碍物时的破坏程度是不同的.下面我们就通过实验来探究动能的大小与哪些因素有关.（提示：可仿照教材P67《实验》进行探究）

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大小.（注意控制变量法的应用）

教师演示实验一，学生仔细观察实验. 

步骤一：教师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）步骤二：教师换一个质量大的钢球，从同一位置由静止开始滚下，到达水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.）

教师提问：这个实验说明了什么？

生：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.

教师用同一个钢球演示实验二，学生仔细观察实验.

步骤一：教师让钢球从比较低的位置由静止开始滚下.(注意木块被推的距离)

步骤二：教师让钢球从比较高的位置滚下来，到达水平面上时具有更大的速度，木块被推得更远.

教师提问：这个实验说明了什么？

生：这个实验说明了物体的动能大小跟它的速度有关.同一个物体速度越大，动能越大.

教师鼓励学生的回答，并进行总结和板书.

板书：

动能的大小与物体的速度、质量有关.质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大.

好，下面请大家阅读教材P68的《想想议议》,想想为什么？

生：因为大型客车、载货汽车的质量要比小型轿车质量大，因此，若速度相同时，大型客车、载货汽车具有的动能大，一旦出现交通事故，做功多，破坏程度大些.所以，为了安全起见，必须将大型客车、载货汽车的速度限制得低些.

知识点3 究势能的大小与哪些因素有关

师 重力势能的大小与什么因素有关呢？请大家设计实验探究.

学生分组进行实验探究，教师巡视指导.

提示：可以借用钢球对物体做功，做功越多，表明钢球的重力势能越大.有的同学想到用钢球下落砸击沙面陷入的深度来体现.学生还可以利用身边文具进行实验.（例如，有学生想到利用举高的橡皮下落时破坏物体的程度大小来体现）.

教师要求各小组派一位代表，叙述自己探究的结果，进行全班交流.

板书：

重力势能的大小与物体所处的高度、质量有关，物体高度越大，质量越大，它具有的重力势能越大.

例题1请同学们思考，生活中遇到这种情景时，你心里有何感觉？为什么？

（1）处在陡峭的悬崖上摇摇欲坠的大石头，当你从它的下方经过时；

（2）静止在地面上的大石头，当你从旁边经过时.

生作答，师点评.

答案:(1)处在陡峭的悬崖上的大石头有高度,有重力势能(能量),当人从它的下方经过时,会感到害怕.

(2)静止在地面上的石头,没有动能和重力势能,当人从它的旁边经过时不会害怕.

师举例请大家分析，一个沿竖直方向匀速上升的气球，它的动能、势能将如何变化？

生作答.师引导学生分析气球的质量、速度和高度的变化，从而得出动能和重力势能的变化.

进

行

新

课

例题2一架飞机在灾区上方水平匀速飞行，并不断向灾区空投救灾物资，则飞机在这个过程中，动能、势能又如何变化呢？

答案:飞机空投救灾物资后,质量减小,动能和势能也减小.

下面我们再来探究弹性势能的大小与什么因素有关呢？请大家设计实验探究.

学生分析：当我们拉伸橡皮筋发生形变弹出小石块时，发现形变越大，小石块射出距离越大，由此可见，弹性势能的大小与弹性形变大小有关，弹性形变越大，弹性势能越大.

板书：弹性势能的大小与物体发生弹性形变大小有关，弹性形变越大，弹性势能越大.

【课堂交流、小结与延展】

同学们，我们通过本节课的学习了解了动能和势能，知道了影响它们大小的因素.你们还有哪些收获呢？请相互交流、讨论.

（请大家谈自己知道本节哪些知识，还想知道哪些内容及对本课的感受，教师进行情感激励.）

生1：通过学习，我明白了：能与功之间有着密切的联系，物体能够对外做功，那么这个物体就具有能.具有的能量越大，做功的本领就越大，因此，能量表明物体具有做功的本领.但物体有能量时，不一定就对外做功，这个能量可以储存在物体中.

生2：动能的大小与速度有关，而速度具有相对性，那动能的大小有相对性吗？

生3：重力势能的大小取决于物体所处的高度和重力大小.放在三楼的桌子，高度大于相对于二楼的高度，那么重力势能的大小应该不同，也就是说，重力势能具有相对性.

生4：弹性势能中为什么要强调弹性形变，弹性形变与形变不同吗？

生5：两根粗细不同的橡皮筋，拉长相同的长度，粗橡皮筋把小石块弹得远，说明弹性势能与物体本身有关，对吗？

同学们说得很好，课后你们可以根据刚才自己提出的问题去探究下，找到正确的答案.

通过本节课的学习，我们知道了能量、动能、重力势能和弹性势能的概念，通过实验探究我们知道了影响动能、重力势能和弹性势能大小的因素，实验过程中注意控制变量法的应用.

教

材

习

题

解

答

想想议议（P68)

某段道路的标志牌显示：

小型客车最高行驶速度不得超过100 km/h；大型客车、载货汽车最高行驶速度不得超过80 km/h.（图11.3-3）

请你用物理知识解释，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.

解答：质量一定时，物体的速度越大，动能越大，越不容易刹车，所以要对车辆的速度加以限制，以免发生交通事故；速度一定时，质量越大，动能就越大，所以大型客车的限速比小型客车的小.

1.请你从能量的角度解释，为什么骑自行车时速度不能太快？

2.请你判断下列物体具有哪种形式的能量：

（1）在水平公路上行驶的汽车；

（2）悬挂在天花板上的吊灯；

（3）在空中飞行的飞机；

（4）被拉开的弹弓.

3.阅读图11.3-7的剪报.用物理知识解释：为什么此时的馒头能把人砸伤？

4.物体的质量和它的速度都能影响物体的动能.请你研究本节小资料“一些物体的动能”提供的数据，质量与速度相比，哪个因素对物体的动能影响更大？

5.拦河大坝使上游的水位升高（图11.3-8），提高水的重力势能.水从大坝的上游流下时冲击水轮发电，水的势能最终转化为电能.

瑞士的大笛克桑斯大坝高285 m，我国葛洲坝水电站的拦河坝高70 m.有人说前者水的重力势能比后者的大，能够这样简单地得出结论吗？为什么？

1.解答：因为车速快了，动能太大，不容易刹车，容易造成交通事故.

2.解答：（1）动能（2）重力势能（3）动能和重力势能（4）弹性势能

3.解答：馒头下落时，与火车具有相同的速度，具有一定动能，所以馒头能把人砸伤.

4.解答：从小资料可以看出，行走的牛等，尽管质量很大，但速度较慢，动能并不大；飞行的子弹等，尽管质量不大，但速度很大，动能也很大.因此，速度对动能的影响比质量对动能的影响更大.

5.解答：不能.因为势能的大小不仅与高度有关，还与质量有关，这里没有给出水的质量，所以不能这样简单地得出结论.

难题解答

例题3下列关于各种形式的能量的说法正确的是（   ）

A.质量大的物体具有的重力势能一定大

B.速度大的物体具有的动能一定大

C.同一物体的弹性形变越大，则它具有的弹性势能也越大

D.以一定速度运动的物体，对于不同的参照物，它的动能是相同的

解析重力势能与质量和高度有关，动能与质量和物体运动的速度有关，所以A、B都是错误的同一物体的弹性势能与它发生的形变大小有关，所以C正确.对于不同的参照物而言，物体运动的速度不同，所以它的动能也不同，D错误.

答案：C

教

学

反

思

1.在帮助学生理解动能、势能的概念时，可以让学生根据平时的观察，结合自己身边的事例进行分析，这样起到更好的效果.在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验的“交流、评估”环节中，控制变量法的利用，让各个小组的同学发表各自的见解，这样便于提高学生今后动手实验的能力.

2.在探究物体的动能跟哪些因素有关的实验后，知道了动能的大小与速度、质量有关，教师可以追问学生，速度和质量对动能的影响是同等大小吗？教师可以引导、启发学生进一步思考和分析，可以通过设计一个实验来探究，可以通过实例，还可以通过让学生阅读教材P69的《小资料》，分析比较“行走的牛”与“飞行的步枪子弹”，牛的质量比步枪子弹质量大得多，然而牛的动能比步枪子弹的动能小得多，这是为什么？学生带着问题去思考，这样更加激发学生的求知欲，调动学生的积极性、主动性.

教学过程中老师的疑问：

教师点评和总结：