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（浙教版）八年级
下
2.1 功和机械能
第二章
“第3课时”
能的转化与能量守恒
01
学习目标
内容总览
02
新知导入
03
探究新知
04
课堂练习
05
课堂总结
06
分层作业
学习目标
1、建立能量的初步概念;
2、理解功和能的关系;
3、了解动能的概念，理解影响动能的因素;
4、了解势能的含义;
5、子解弹性势能;
6、了解重力势能，理解影响重力势能的因素。
7、控制变量法、转换法在探究实验中的运用。
新知导入
你把放在地面上的书包慢慢提到某一高度，然后停留几秒钟，再慢慢下降放回到地面。把书包提起的过程中，你对书包做了功。当你慢慢把书包放回地面时，会感受到书包拉着手下降，这个过程中书包对你做了功。可见，举高的书包有做功的本领。
运动的物体也具有做功的本领。例如，流动的水能够推动水车转动，流动的空气(风)能够推动风车转动，飞行的子弹能够穿透钢板、这些情形中，流水、风、飞行的子弹都具有做功的本领。
此时，书包具有能量。
流水、风、飞行的子弹具有能量。
探究新知
一、功与能：
1、能量：
物体具有做的本领，这个物体具有能。
2、能量形式多种：
人们的生活离不开能，生活中的食、衣、住、行，以及各式各样用品的制作等，都和“能”有密切关系。
我们的生活离不开能量。能量无所不在，能量的形式多种多样。如，储存在食物中的能量属于化学能，燃料里储存着化学能，声音具有声能，此外还有太阳能、电能、风能、水能、机械能、内能、核能、电磁能，……等等。
思考讨论
结合举重和人推车等事例，谈谈做功与能的转化的关系。
举重：
当举重运动员举起杠铃时，运动员施加的力使杠铃在力的方向上移动了一定的距离，因此运动员对杠铃做了功。这个功转化为杠铃的重力势能，即杠铃被举得越高，其重力势能越大。
人推车：
人对车施加向前的推力，车在推力方向上移动了一段距离，此时人对车做了功，能量从人的化学能转化为车的动能。推力越大、车移动距离越长，转化的能量越多。
探究新知
3、能与功的关系：
1）对物体做功可以使物体获得相应的能，而具有能的物体也可以对外做功。
2）做功的过程实质就是能的转化的过程，力对物体做多少功，就有多少能发生了转化。
3）不同力做功对应不同形式的能量的转化。
4）功是能的量度。可以用做功的多少来量度能的转化的多少，能的单位与功的单位一样，也是焦耳。
思考讨论
功是能的转化的量度，做功的快慢也就是能的转化的快慢。根据这一观点，请叙述例题中起重机的功率为1.47kW的意义。
起重机的功率为1.47kW，说明该起重机工作时，能量的转化比较快。通过做功，超重机每秒有1.47×10J能量发生了转化。
知识拓展：
4、功与能转化的特点：
1）做功是能量转化的“桥梁”：没有做功，能量不会自发地从一种形式转化为另一种形式（如杠铃不会自动升高，车不会自动加速）。
2）功的大小等于能量转化的多少：对物体做10J的功，必然有10J的能量从施力物体的形式（如化学能）转移到受力物体的形式（如重力势能、动能、内能）。
3）能量转化具有方向性：做功推动能量从一种形式转化为另一种形式，且转化过程不可逆（如摩擦生热的内能，无法自动全部变回车的动能）。
探究新知
二、动能：
1、动能：
物体由于做机械运动而具有的能叫作动能。
流动的空气(风)、流动的水、飞翔的小鸟、行走的人、行驶的汽车、掷出的铅球等物体，都具有动能。
动能是物体因运动而具有的能的形式，
如果物体静止不动，就没有动能了。
2、一切做机械运动的物体都具有动能。
图2.1-9 风力发电
探究活动
探究：物体动能的大小跟哪些因素有关？
1）如图2.1-10 所示，小钢球A从斜面上h高度处滚下，在水平面上运动，撞击放在水平面上的木块B，并将木块B推出一段距离s。比较木块B被推出距离的远近，推断小钢球A的动能大小。
图2.1-10 小钢球撞木块
这里使用的是转换法。
木块B被推出的远近，表示木块获得的动能大小，而木块的动能是由小钢球B通过做功转化而来的。从而通过观察“木块B移动距离远近”来反映“小钢球A具有的动能大小”。
探究活动
2）让同一个小钢球从斜面上不同的高度处分别由静止开始沿斜面滚下，观察小钢球滚到水平面时的运动快慢，比较木块被小钢球推出的距离大小。
同一个小钢球：保持 相同;
不同高度处由静止开始滚下：每次小钢球到达水平面时具有不同的 。
从而，可研究 对物体动能大小的影响。
结论：
。
质量
速度
质量
质量是影响物体动能大小的因素，质量相同时，物体运动速度越大，物体具有的动能越大。
探究活动
3）让不同质量的小钢球从斜面上相同的高度处分别由静止开始沿斜面滚下，观察小钢球滚到水平面时的运动快慢，比较木块被小钢球推出的距离大小。
不同质量小钢球：使运动的小球具有质量不同;
相同高度处由静止开始滚下：每次小钢球到达水平面时具有
的速度。
从而，可研究 对物体动能大小的影响。
结论：
。
不同
运动速度是影响物体动能大小的因素，速度相同时，物体质量越大，物体具有的动能越大。
运动速度
视频：
视频：影响动能大小的因素研究
（点击图片可播放）
探究新知
3、影响动能大小的因素：
1）影响运动大小的因素：物体质量及物体运动速度;
质量相同的物体，速度越大，它的动能越大;
速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大。
思考讨论
1）图2.1-11中的汽车和摩托车，哪一个动能大
2）在同一条高速公路上，为什么对小型客车、大型客车的速度限制是不同的
物体的动能大小与质量及速度均有关。
运动速度相同，则汽车的质量大于摩托车，故汽车的动能大于摩托车。
物体的动能大小与质量及速度均有关。
相同条件下，质量大的大型客车具有的动能比小型客车大，若发生交通事故，则大型客车的危害更严重些。
所以同一条高速公路上，对小型客车和大型客车的速度限制不同。
探究新知
三、势能（重力势能和弹性势能）：
1、重力势能：
物体由于被举高而具有的能叫作重力势能。
如，游乐园中，过山车能够从轨道的最高处飞驰而下，这是因为有其他机械装置把过山车拉到轨道的最高处，给过山车储存了重力势能。举高的书也储存一定的重力势能，当它下落时会将重力势能放出来。
2、一定条件下，重力势能可释放。
举高的书也储存一定的重力势能，当它下落时会将重力势能释放出来。
讨论交流：
如图2.1-12所示，某同学左手从图A的位置将哑铃向上举起到图B的位置，手有没有对哑铃做功
图B的位置，左右两手的哑铃具有相同的势能吗
手对哑铃做了功。
左手具有的重力势能更大。
（质量相同，但左手的哑铃所处高度更大，做功本领更大）
探究新知
3、重力势能大小与物体的质量及所处的高度有关。
物体的质量越大，被举得越高，物体具有的重力势能越大。
如，打桩机打桩时，先把重锤高高举起，然后重锤下落，把桩打入地里。高高举起的重锤具有重力势能:相同质量的重锤、所处的位置越高，它具有的重力势能就
越大;而处在相同高度的重锤，质量
越大，它具有的重力势能就越大。
利用水力发电时，需要建造大
坝，以提高水位、储存更多的水，
也就是尽量使水的重力势能更大。
探究新知
4、弹性势能：
1）弹性势能：
物体由于发生弹性形变而具有的能叫作弹性势能。
发生形变的物体在恢复形变过程中会做功，因此，发生形变的物体具有弹性势能。
如，射箭运动员把弓拉弯的过程中，给弓储存了能。网球拍击打网球时，球网发生形变，从而储存了能。当物体恢复原状时就会释放出能。
图2.1-14 运动员射箭 球网发生形变
2）弹性势能大小与形变程度有关：
弹性势能的大小跟物体形变的大小有关，物体的弹性形变越大，弹性势能就越大。
如，射箭时手拉弓弦使弓的形变越大.箭就射得越远。
3）重力势能和弹性势能统称为势能。
5、动能和势能统称为机械能。
探究新知
例1、
下列关于能的说法，不正确的是（　　）
A．能量无处不在，能量的形式多种多样
B．我们的生活离不开能量，即使在睡觉的时候也需要能量
C．运动的物体具有能量，静止的物体是没有能量的
D．所有的自然现象都涉及能量
典例精析
C
典例精析
例2、
下列关于动能、势能的概念的说法中正确的是（ ）
A．运动的物体具有的能量叫做动能
B．物体由于运动而具有的能量叫做动能
C．有弹性形变的弹簧具有弹性势能，而有时弹簧不形变也具有弹性势能
D．高山上静止的大石头没有做功，所以没有重力势能
B
例3、
下列关于动能势能的说法中，正确的是（　　）
A.高处的物体比低处物体的重力势能大
B.运动快的物体比运动慢的物体的动能大
C.质量小的物体动能小
D.动能与势能统称为机械能
典例精析
D
例4、
在“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验中，同学们做了如图所示三个实验，质量为m和2m的小球分别沿同一斜面按照实验要求下滑，与水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止。下列说法正确的是（　　）
A． 实验中所探究的“物体的动能”是指纸盒的动能
B． 此实验中物体动能的大小是通过纸盒移动的距离来表示的
C． 由甲乙两图可知物体动能的大小与物体的速度无关
D． 由甲丙两图可知，物体的动能大小与物体的高度有关
典例精析
B
例5、
小宇用如图所示的装置探究“动能的大小与哪些因素有关”。实验步骤如下：
（1）将质量为m的小球从光滑斜面的A处由静止释放，滚下后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图甲所示;
（2）将质量为m的小球从光滑斜面的B处由静止释放，滚下后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图乙所示;
典例精析
（3）将质量为2m的小球从
光滑斜面的B处由静止释放，
滚下后与放在水平面上的木
块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图丙所示。
根据上述三次实验，回答下列问题：
①通过观察比较 就可以反映小球动能的大小，这里用到的物理学研究问题的方法是 法（选填“直接测量”“放大”或“转换”）;
②为探究动能大小与物体运动速度的关系，应选用 两个图来分析;
③分析乙、丙两图，得到的实验结论是：　 。
典例精析
木块被推动的距离
转换
甲、乙
速度相同时，物体质量越大，动能越大
课堂总结
2.1功和机械能（3）
1、功和能的关系：
具有做功本领的物体都具有能量;功和能的单位都是焦耳;
做功的实质：能量的转化。
2、动能：运动物体具有的能量;
影响动能的因素：物体质量、物体运动速度
质量越大，速度越大，动能越大;
3、势能（弹性势能和重力势能）：
弹性势能：物体弹性形变时具有的能量;
形变越大，弹性势能越大;
重力势能：物体被举高时具有的能量;
影响重力势能的因素：物体的质量、物体所处的高度
质量越大，高度越大，重力势能越大。
4、动能、弹性势能和重力势能都属于机械能。
分层作业
1、复习本课时主要内容；
2、完成学案中的“课后巩固练习”；
3、完成作用业本中相应练习;
4、预习“动能和势能的相互转化”相关内容。
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浙教版九上§2.1功和机械能（3）学案
姓名
[学习目标]
1、建立能量的初步概念; 2、理解功和能的关系;
3、了解动能的概念，理解影响动能的因素; 4、了解势能的含义;
5、子解弹性势能; 6、了解重力势能，理解影响重力势能的因素。
7、控制变量法和转换法在探究实验中的运用。
一、知识点梳理：
知识点1、功和能
1、功和能的关系：
具有体 的物体都具有能量;
对物体 可以使物体获得相应的能;
具有能的物体也可以 。
做功的过程实质就是 的过程，力对物体做多少功，就有多少能发生了 。
可以用 来量度能的转化的多少，能的单位与功的单位一样，也是 。
知识点2、动能和势能及其影响因素：
动能： 物体具有的能量;影响动能的因素： 、 ;
越大， 越大，动能越大;
2、势能（弹性势能和重力势能）：
弹性势能：物体 时具有的能量;形变越 ，弹性势能越大;
重力势能：物体 时具有的能量;影响重力势能的因素： 、 ;
越大， 越大，重力势能越大。
动能、弹性势能和重力势能都属于 械能。
二、典例精析
例题1、下列关于能的说法，不正确的是（　　）
A．能量无处不在，能量的形式多种多样
B．我们的生活离不开能量，即使在睡觉的时候也需要能量
C．运动的物体具有能量，静止的物体是没有能量的
D．所有的自然现象都涉及能量
例题2、下列关于动能、势能的概念的说法中正确的是（ ）
A．运动的物体具有的能量叫做动能
B．物体由于运动而具有的能量叫做动能
C．有弹性形变的弹簧具有弹性势能，而有时弹簧不形变也具有弹性势能
D．高山上静止的大石头没有做功，所以没有重力势能
例题3、 下列关于动能势能的说法中，正确的是（　　）
高处的物体比低处物体的重力势能大 B. 运动快的物体比运动慢的物体的动能大
质量小的物体动能小 D. 动能与势能统称为机械能
例题4、 在“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验中，同学们做了如图所示三个实验，质量为m和2m的小球分别沿同一斜面按照实验要求下滑，与水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止。下列说法正确的是（　　）
A． 实验中所探究的“物体的动能”是指纸盒的动能
B． 此实验中物体动能的大小是通过纸盒移动的距离来表示的
C． 由甲乙两图可知物体动能的大小与物体的速度无关
D． 由甲丙两图可知，物体的动能大小与物体的高度有关
例题5、小宇用如图所示的装置探究“动能的大小与哪些因素有关”．实验步骤如下：
（1）将质量为m的小球从光滑斜面的A处由静止释放，滚下后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图甲所示;
（2）将质量为m的小球从光滑斜面的B处由静止释放，滚下后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图乙所示;
（3）将质量为2m的小球从光滑斜面的B处由静止释放，滚下后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图丙所示。
根据上述三次实验，回答下列问题：
①通过观察比较　 　就可以反映小球动能的大小，这里用到的物理学研究问题的方法是　 　法（选填“直接测量”“放大”或“转换”）;
②为探究动能大小与物体运动速度的关系，应选用　 　两个图来分析;
③分析乙、丙两图，得到的实验结论是　 　。
三、巩固练习：
1、下列灾害①严寒②泥石流③台风④洪水⑤酷暑⑥干旱所造成的破坏中，与机械能有关的是（　　）
A．①③④ B．①⑤⑥ C．②③④ D．③④
2、 地球上各种生物需要的能量主要来自（　　）
A．太阳能 B．煤和石油等燃料的化学能
C．绿色植物的化学能 D．流动的水和风的机械能
3、 能量形式多种多样，下列有关物体具备的能量描述错误的是（　　）
A．风具有风能 B．奔跑的豹有动能
C．食物中有化学能 D．跳水运动员有弹性势能
4、 下列现象中，利用了自然界的机械能资源的是（　　）
A．村庄里的沼气池 B．齐跃山风力发电
C．新疆地热发电 D．硅光电池板供电
5、 自然界中存在着多种形式的能，下面对能的叙述中不正确的是（　　）
A．贮存在食物中的能称为化学能
B．钩码被举高后具有的能是动能
C．植物通过光合作用把光能转化为化学能
D．正在发声的物体具有声能
6、 一块飞着的石头具有的能量叫（　　）
A．机械能 B．飞能 C．生命能 D．冲击能
7、 宇宙间一切物质的运动和变化都需要能量来维持。下列关于能量的说法错误的是（　　）
A．飞行的蒲公英种子具有机械能 B．人在运动时要消耗能量
C．植物的生长都需要太阳能 D．人在睡觉时不消耗能量
8、 我们身边的高层建筑越来越多，同时高空抛物也存在巨大的安全隐患，2021年3月1日起高空抛物入刑法，因为高处下落的物体具有较大的( )
A. 弹性势能 B. 重力势能 C. 体积 D. 阻力
9、海底发生的强烈地震可能引发海啸，海啸的破坏性极强，可能造成大量人员伤亡和财产损失，海啸这所以有这样大的破坏性，是因为海啸具有很大的（　　）
A．内能 B．机械能 C．声能 D．化学能
10、下列关于能的叙述不正确的是（　　）
A．伽利略的斜面实验中，小球从斜面滚下后能滚上另一个斜面是因为小球具有“能”
B．挂在树枝上的苹果没有运动，所以苹果不具有“能”
C．人在跑步时要消耗体内的“能”
D．向日葵在太阳下不断生长时将太阳光中的“能”储存到体内
11、小阳和小乐在收听新闻中发现：海啸、山洪、泥石流、火山爆发等自然灾害频繁发生。他们分头查阅了许多资料，得到了如下的一些信息：
①发生海啸时，海洋中聚积的能量造成滔天巨浪，形成一堵堵水墙狠命向岸上拍击，造成严重的人员财产损失;②潮汐能也是蕴含在海洋中的一种能量，利用潮汐来推动发电机发电的技术已日趋成;③火山爆发时，将大量的地热能带到地面，炽热岩浆将所到之处的动植物化为焦土;④地热能，被看作是人类历史上开辟的又一个新能源，它可直接用在住宅取暖、温室、供热和工业上的发电;⑤水力发电是利用江河水流从高处流到低处释放的势能发电;⑥雨季，长江洪水爆发，就会冲毁堤坝，淹没大批农田和城镇;⑦泥石流经常突然爆发，所到之处破坏性极大，一切尽被摧毁;⑧封山育林、停耕还林可以固结表土，降低泥石流的发生率.
（1）他们经过讨论将上述能量释放分为了两大类：一类属于有益的能量，
如：　 　 (填序号)；另一类属于有害的能量，如：
　 　 (填序号)。
（2）他们发现海啸、山洪、泥石流、火山爆发、潮汐能、水能的共同特点是蕴含了大量的　 　能和　 　能，一旦释放可以产生强大的破坏力。
（3）他们了解到灾害的直接原因是由动能引起的，他们又查阅了资料，得知动能的大小：Ek= mv2。可以推断出动能大小跟物体的　 　 和 　 　有关。
12、如图是探究“物体动能的大小与什么因素有关？”的实验示意图。A球的质量和高度都可改变，问：
①该实验要探究的是物体动能的大小与物体________________的关系;
②该实验探究物体的动能是指物体____(选填“A”或“B”);
③该实验物体动能的大小是通过__________________来反映的;
④该实验物体的速度是指物体A从斜面上静止滚下与物体B碰撞时_________（填“碰前A”、“碰后A”、“碰前B”或“碰后B”）的速度，它是通过_____（填“高度”或“质量”）来改变的;
⑤实验中多次让物体从斜面同一高度上静止滚下时，应改变________（选填“物体A”或“物体B”）的质量，这是为了研究物体动能与物体质量的关系。
参考答案：
一、知识点梳理：
知识点1、
1、做功本领
2、做功可以使物体获得相应的能，
3、 对外做功。
4、 能的转化 转化
5、 做功的多少 焦耳。
知识点2、
运动 物体质量 物体运动速度 质量 速度
弹性形变 大 被举高 物体的质量 物体所处的高度
质量 所处高度理
机械
二、典例精析：
例题1、C
解析：A.能量无处不在，能量的形式多种多样，故A正确不合题意；
B.我们的生活离不开能量，即使在睡觉的时候也需要能量，故B正确不合题意；
C.运动的物体具有能量，静止的物体照样有能量，故C错误符合题意；
D.所有的自然现象都涉及能量，故D正确不合题意。
故C符合题意。
例题2、B
解析： 根据动能的定义可知A错、B正确；而弹性势能是由于物体发生弹性形变所具有的能量，即发生弹性形变是具有弹性势能的前提条件，故C错误；根据重力势能的定义，高山上的石块具有高度，一定具有重力势能，故D错误，故B符合题意。
例题3、D
解析：A、重力势能的大小与物体的质量和高度有关，两物体质量的大小关系未知，只通过高度大小不能判断重力势能的大小，故A错误；B、动能的大小跟物体的质量和速度有关，两物体质量的大小关系未知，只通过速度大小不能判断动能的大小，故B错误；C、动能的大小跟物体的质量和速度有关，两物体速度的大小关系未知，只通过质量大小不能判断动能的大小，故C错误；D、动能和势能统称为机械能，故D正确；故D符合题意。
例题4、B
解析：（1）能够做功的多少表示物体具有能量的大小，实验中小球能够做功体现在推动小纸盒运动，推动纸盒移动的距离越远，说明小球能够做的功越多，小球具有的动能就越大，所以通过观察小纸盒被推动的距离的大小，可以判断小球动能的大小，故A错误，B正确；（2）甲、乙两次实验，小球的质量相同，B滚下的高度大于A滚下的高度，B将纸盒推动得更远，说明动能更大，可得：质量相同的物体，运动速度越大，它具有的动能就越大，故C错误；（3）甲、丙两图中，让质量不同的小球从相同高度自由下滑，是控制小球的速度相同来探究动能大小与质量的关系，由甲、丙两图实验现象可得出结论：速度相同时，质量越大，物体具有的动能就越大，故D错误。故B符合题意。
例题5、1）木块被推动的距离；转换；（2）甲、乙；（3）速度相同时，物体质量越大，动能越大
解析：（1）在探究影响动能大小的因素时，物体动能的大小无法直接体验，运用转换法，将小球动能的多少转换为小球对木块做功的多少来体现。（2）动能的大小与物体的质量和速度有关，探究过程中运用控制变量法，若要探究动能的大小与质量的关系，需控制小球的速度相同，改变质量，所以应选质量不同的两个小球。小球的速度是通过起始点的高度来控制，为了使得两球到水平面的速度相同，应使两球在斜面的相同高度滚下来。故要探究动能的大小与质量的关系，应通过图中甲、乙两次实验进行对比。（3）由乙、丙两图可知，小球释放的位置相同，即到达水平面时的初速度相同，当两球的质量不同，丙图中小球质量大，将木块被推动的距离大，具有的动能大，故得出的结论是：速度相同时，物体质量越大，动能越大。
三、巩固练习：
C 2、A 3、D 4、B 5、B 6、A 7、 D 8、B
9、B 10、B
11、（1）②④⑤；①③⑥⑦（2）动；重力势能 （3）质量；速度
12、①运动速度和质量；②A；③物体B被撞远近；④碰前A；高度；⑤物体A．
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浙教版九上科学§2.1功和机械（3）教学设计
课题 2.1功和机械（3） 单元 二 学科 科学 年级 九上
教材分析 本节内容为新浙教版九上第二章第一节，主要介绍机械功和功率的概念及简单计算，介绍动能、势能和机械能。以及动能和势能的相互转化。 通过功、功率的教学，为学生认识能做了铺垫，在功的知识的基础上，直接从功和能的关系引入能量的概念一一物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量。 此前学生已学习的力是功的基础，功是力改变物体运动状态这个效果的度量，这些知识为我们这一模块的学习提供了坚实的知识基础。本节在学生已经深入学习了力的基础上，为学生展开一幅由力而揭开的能量画卷，本节又是学习动能和势能的转化，是能量转化和守恒的基础，所以起到了承上启下的作用。 本节内容拟用4课时完成教学任务。第一课时为科学中的功及功的计算，第二课时为功率，第三课时为功和能，动能和势能，第四课时为动能和势能的相互转化及机械能。 本节课为第三课时，主要介绍动能和势能及影响它们的因素。
教学 目标 科学观念：理解功和能的关系，建立能量的初步概念，了解动能的概念，理解影响动能的因素;了解势能的含义;子解弹性势能;了解重力势能，理解影响重力势能的因素; 科学思维：能用实例说明物体的动能和势能;初步设计转换和控制变量法来研究规律; 探究实践：通过实验培养学生的观察、实验能力和分析概括能力;初步形成用能量观点分析问题的能力和意识; 态度责任：初步形成严谨的科学态度和合作精神，敢于探索创新的科学精神和团队意识。
重点 动能和势能的概念，探究影响动能和重力势能的因素;
难点 势能的概念，转换法、控制变量法在探究实验中的运用
教学环节 教师活动 设计意图
导 入 新 课 你把放在地面上的书包慢慢提到某一高度，然后停留几秒钟，再慢慢下降放回到地面。把书包提起的过程中，你对书包做了功。当你慢慢把书包放回地面时，会感受到书包拉着手下降，这个过程中书包对你做了功。可见，举高的书包有做功的本领。 运动的物体也具有做功的本领。例如，流动的水能够推动水车转动，流动的空气(风)能够推动风车转动，飞行的子弹能够穿透钢板、这些情形中，流水、风、飞行的子弹都具有做功的本领。 导 入 新 课
讲 授 新 课 一、功与能： 1、能量： 物体具有做的本领，这个物体具有能。 2、能量形式多种： 人们的生活离不开能，生活中的食、衣、住、行，以及各式各样用品的制作等，都和“能”有密切关系。 我们的生活离不开能量。能量无所不在，能量的形式多种多样。如，储存在食物中的能量属于化学能，燃料里储存着化学能，声音具有声能，此外还有太阳能、电能、风能、水能、机械能、内能、核能、电磁能，……等等。 思考讨论：结合举重和人推车等事例，谈谈做功与能的转化的关系。 参考： 举重： 当举重运动员举起杠铃时，运动员施加的力使杠铃在力的方向上移动了一定的距离，因此运动员对杠铃做了功。这个功转化为杠铃的重力势能，即杠铃被举得越高，其重力势能越大。 人推车： 人对车施加向前的推力，车在推力方向上移动了一段距离，此时人对车做了功，能量从人的化学能转化为车的动能。推力越大、车移动距离越长，转化的能量越多。 3、能与功的关系： 1）对物体做功可以使物体获得相应的能，而具有能的物体也可以对外做功。 2）做功的过程实质就是能的转化的过程，力对物体做多少功，就有多少能发生了转化。 3）不同力做功对应不同形式的能量的转化。 4）功是能的量度。可以用做功的多少来量度能的转化的多少，能的单位与功的单位一样，也是焦耳。 思考讨论：功是能的转化的量度，做功的快慢也就是能的转化的快慢。根据这一观点，请叙述例题中起重机的功率为1.47kW的意义。 参考：起重机的功率为1.47kW，说明该起重机工作时，能量的转化比较快。通过做功，超重机每秒有1.47×10J能量发生了转化。 4、功与能转化的特点： 1）做功是能量转化的“桥梁”：没有做功，能量不会自发地从一种形式转化为另一种形式（如杠铃不会自动升高，车不会自动加速）。 2）功的大小等于能量转化的多少：对物体做10J的功，必然有10J的能量从施力物体的形式（如化学能）转移到受力物体的形式（如重力势能、动能、内能）。 3）能量转化具有方向性：做功推动能量从一种形式转化为另一种形式，且转化过程不可逆（如摩擦生热的内能，无法自动全部变回车的动能）。 二、动能： 1、动能： 物体由于做机械运动而具有的能叫作动能。 流动的空气(风)、流动的水、飞翔的小鸟、行走的人、行驶的汽车、掷出的铅球等物体，都具有动能。 动能是物体因运动而具有的能的形式， 如果物体静止不动，就没有动能了。 2、一切做机械运动的物体都具有动能。 探究：物体动能的大小跟哪些因素有关？ 1）如图2.1-10 所示，小钢球A从斜面上h高度处滚下，在水平面上运动，撞击放在水平面上的木块B，并将木块B推出一段距离s。比较木块B被推出距离的远近，推断小钢球A的动能大小。 2）让同一个小钢球从斜面上不同的高度处分别由静止开始沿斜面滚下，观察小钢球滚到水平面时的运动快慢，比较木块被小钢球推出的距离大小。 3）让不同质量的小钢球从斜面上相同的高度处分别由静止开始沿斜面滚下，观察小钢球滚到水平面时的运动快慢，比较木块被小钢球推出的距离大小。 视频：影响动能大小的因素研究 3、影响动能大小的因素： 1）影响运动大小的因素：物体质量及物体运动速度; 质量相同的物体，速度越大，它的动能越大; 速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大。 思考讨论 1）图2.1-11中的汽车和摩托车，哪一个动能大 2）在同一条高速公路上，为什么对小型客车、大型客车的速度限制是不同的 参考： 物体的动能大小与质量及速度均有关。 运动速度相同，则汽车的质量大于摩托车，故汽车的动能大于摩托车。 相同条件下，质量大的大型客车具有的动能比小型客车大，若发生交通事故，则大型客车的危害更严重些。 所以同一条高速公路上，对小型客车和大型客车的速度限制不同。 三、势能（重力势能和弹性势能）： 1、重力势能： 物体由于被举高而具有的能叫作重力势能。 如，游乐园中，过山车能够从轨道的最高处飞驰而下，这是因为有其他机械装置把过山车拉到轨道的最高处，给过山车储存了重力势能。举高的书也储存一定的重力势能，当它下落时会将重力势能放出来。 2、一定条件下，重力势能可释放。 举高的书也储存一定的重力势能，当它下落时会将重力势能释放出来。 讨论交流：如图2.1-12所示，某同学左手从图A的位置将哑铃向上举起到图B的位置，手有没有对哑铃做功 图B的位置，左右两手的哑铃具有相同的势能吗 参考：手对哑铃做了功。图B中，左手具有的重力势能更大。 （质量相同，但左手的哑铃所处高度更大，做功本领更大） 3、重力势能大小与物体的质量及所处的高度有关。 物体的质量越大，被举得越高，物体具有的重力势能越大。 如，打桩机打桩时，先把重锤高高举起，然后重锤下落，把桩打入地里。高高举起的重锤具有重力势能:相同质量的重锤、所处的位置越高，它具有的重力势能就 越大;而处在相同高度的重锤，质量 越大，它具有的重力势能就越大。 利用水力发电时，需要建造大坝，以提高水位、储存更多的水， 也就是尽量使水的重力势能更大。 4、弹性势能： 1）弹性势能： 物体由于发生弹性形变而具有的能叫作弹性势能。 发生形变的物体在恢复形变过程中会做功，因此，发生形变的物体具有弹性势能。 如，射箭运动员把弓拉弯的过程中，给弓储存了能。网球拍击打网球时，球网发生形变，从而储存了能。当物体恢复原状时就会释放出能。 2）弹性势能大小与形变程度有关： 弹性势能的大小跟物体形变的大小有关，物体的弹性形变越大，弹性势能就越大。 如，射箭时手拉弓弦使弓的形变越大.箭就射得越远。 3）重力势能和弹性势能统称为势能。 5、动能和势能统称为机械能。
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巩固练习 见学案
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21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网（www.21cnjy.com） 21清风明月

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