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/ 让教学更有效 精品试卷 | 物理学科
课题 11.3 动能和势能 主编教师 复核教师
授课时数 1 课型 授新课 授课方法 多媒体 授课时间
学习目标 1.形成概念：认识能量，理解动能和重力势能的概念，知道什么是弹性势能。 2.探究规律：了解影响动能和重力势能大小的因素，并能定性描述其关系。 3.建立联系：初步了解动能和势能可以相互转化，为下一节“机械能及其转化”做铺垫。
教学重点 动能、重力势能的概念；探究影响动能和重力势能大小的因素。
教学难点 1.理解“能量”这一抽象概念，以及“能够做功”的含义。 2.在探究实验中理解和应用“控制变量法”与“转换法”
一、 观象·能量初 【师生活动】 现象观察： 演示1：运动的钢球撞击木块，将木块推走。 演示2：高举的重锤落下，将桩打入地里。 演示3：拉弯的弓能将箭射出去。 建立概念： 提问：“钢球、重锤、拉弯的弓，它们有什么共同特点？”（都能对别的物体做功） 教师讲解：在物理学中，如果一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。能量的单位是焦耳（J），与功的单位相同。 分析以上实例，引导学生说出：运动的钢球具有动能；被举高的重锤具有重力势能；发生弹性形变的弓具有弹性势能。它们统称为机械能。 自然过渡：我们认识了三种机械能。很自然地，我们会问：它们的大小与什么有关呢？比如，是所有的运动物体动能都一样大吗？是所有被举高的物体势能都相同吗？让我们首先来探究一下动能的大小与哪些因素有关。 二、 探动·寻踪 【师生活动】 提出问题：动能的大小可能与哪些因素有关？（引导学生猜想：质量、速度） 设计实验： 思路引导：如何比较动能的大小？（转换法：利用动能做功，通过观察做功的效果来推断动能大小。如：让运动物体撞击木块，木块被撞得越远，表明物体动能越大） 介绍器材：斜面、质量不同的钢球、木块。 变量控制：探究动能与质量关系时，控制速度相同（从斜面同一高度释放）；探究动能与速度关系时，控制质量相同（用同一钢球，从不同高度释放）。 分组探究： 实验一：质量不同的小球，从斜面同一高度滚下，撞击木块。比较木块移动距离。 实验二：同一小球，从斜面不同高度滚下，撞击木块。比较木块移动距离。 分析与结论： 引导学生根据现象得出结论：物体动能的大小与它的质量和速度有关。质量相同的物体，速度越大，动能越大；速度相同的物体，质量越大，动能越大。 自然过渡：我们知道了运动的物体具有动能。那么，被举高的物体所具有的重力势能，其大小又与什么有关呢？请同学们根据生活经验先猜想一下。 三、 究势·溯源 【师生活动】 提出问题与猜想：重力势能的大小可能与哪些因素有关？（引导学生猜想：质量、被举高的高度） 实验设计（以“模拟打桩”为例）： 思路引导：如何比较重力势能的大小？（转换法：让重物下落做功，通过观察做功效果来判断。如：重物将木桩打入沙中的深度） 演示/分组实验：用重物（如钩码）从不同高度下落，撞击桌面上的橡皮泥（或沙盘），观察凹陷深度。 控制质量相同，改变高度。 控制高度相同，改变质量。 分析与结论： 引导学生得出结论：物体重力势能的大小与它的质量和被举高的高度有关。质量相同的物体，位置越高，重力势能越大；高度相同的物体，质量越大，重力势能越大。 辨析“高度”：强调“高度”是相对的，通常指相对于某一参考水平面（如地面）的高度。重力势能的大小是相对的。 弹性势能：简要说明弹性势能的大小与物体的弹性形变程度有关，形变越大，弹性势能越大。（可通过拉伸不同长度的橡皮筋感受做功的潜力） 四、 联结·转化观 【师生活动】 实例分析： 滚摆实验：教师演示滚摆上下运动。引导学生观察并分析：在最高点时，速度为零，重力势能最大，动能为零；下降时，速度增大，高度降低，重力势能转化为动能；上升时，速度减小，高度增加，动能转化为重力势能。 蹦床/弹跳球：分析运动员下落和上升过程中，动能、重力势能、弹性势能之间的转化。 初步结论：动能和势能（重力势能、弹性势能）统称为机械能，它们之间可以相互转化。 STS链接：简要介绍水电站的工作原理（水的重力势能→动能→电能），风力发电（风能/动能→电能），体现能量转化在实际中的应用。 自然过渡：从认识能量，到探究其大小，再到发现它们之间的联系，我们初步掌握了机械能世界的基本图景。现在，让我们用今天所学，来分析一些有趣的物理现象，做一次“能量侦探”。 五、 展评·收获园 【师生活动】 课堂小结：师生共同构建“机械能”概念图，包括能量定义（能够做功）→ 动能（影响因素：m, v）→ 势能（重力势能：影响因素m, h；弹性势能：形变程度）→ 相互转化。 展示与评价环节： 评价活动：“能量侦探事务所”。提供几个“案情”（物理情景），学生小组分析。 案情一：一辆匀速上坡的汽车，它的动能、重力势能如何变化？（速度不变，动能不变；高度增加，重力势能增加。能量来源是发动机做功，不要求用机械能守恒解释） 案情二：从手中竖直向上抛出的石子，在上升和下落过程中，它的动能和重力势能如何转化？ 案情三：为什么同一辆汽车，在高速公路上行驶要比在普通公路上行驶更危险？（结合动能影响因素分析） 1.基础作业：完成教材本节“动手动脑学物理”第1、2、3、4、5题。 2.观察作业：观察并记录生活中的一个现象（如荡秋千、滑滑梯、拍皮球等），尝试分析其中动能和势能是如何转化的。 设计意图个性化修改 【设计意图】 从三个典型的、能直观显示“做功”效果的现象出发，引导学生归纳出共同特征——“能够做功”，从而自然地、基于事实建构出“能量”这一核心而抽象的概念。并顺势引出动能、重力势能、弹性势能的具体名称，建立概念的初步框架。 【设计意图】 这是本节课的核心探究活动。让学生经历完整的探究过程，重点学习“控制变量法”和“转换法”（动能→推动木块做功→移动距离）两种重要的物理研究方法。通过实验，学生自主构建动能与质量、速度的定性关系，印象深刻。为后续学习“动能定理”（初中不要求）打下感性基础。 【设计意图】 本环节类比“动能探究”的思路和方法，探究重力势能。再次强化“控制变量法”和“转换法”的应用，培养学生迁移探究方法的能力。对“高度相对性”的辨析，是严谨科学态度的体现。弹性势能部分做简化处理，与导入呼应即可。从“单个能量”的研究，过渡到“能量间关系”的思考，以“它们能相互转化吗？”设问，引发对能量动态联系的兴趣。 【设计意图】 本环节旨在建立动能和势能之间的联系，形成“机械能”的整体观念，并为下节课“机械能守恒”做铺垫。通过直观的实验演示，让学生看到能量的“流动”与“转化”，初步建立能量转化与守恒的物理观念。联系实际应用，体现知识的价值，激发学习兴趣。
板书设计： 11.3 动能和势能 一、 能量 定义：物体能够对外做功，表示这个物体具有能量。单位：焦耳(J)。 机械能：动能和势能统称为机械能。 二、 动能 定义：物体由于运动而具有的能。 影响因素：质量和速度。质量越大，速度越大，动能越大。 三、 势能 重力势能： 定义：物体由于被举高而具有的能。 影响因素：质量和高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。 弹性势能： 定义：物体由于发生弹性形变而具有的能。 影响因素：弹性形变程度。 四、 动能和势能的转化 动能和势能可以相互转化。 教学反思 本节是“机械能”概念体系的起始课，概念多且抽象。本设计力图通过实验和实例，化抽象为具体，在探究中建构知识。案情一（汽车上坡）涉及匀速运动，澄清“动能不变”需分析速度，避免学生认为“运动就有动能且变化”。案情二（竖直上抛）是能量转化的典型过程。案情三（交通安全）将知识与生活安全、社会议题结合，富有教育意义。评价表维度清晰。在实践中，三个“案情”可分配给不同小组，提高课堂效率。概念图式总结有助于学生将零散知识点结构化，形成关于“机械能”的整体认知网络。
【教学设计总结】
本设计以“建立概念→探究规律→发现联系”为主线，引导学生从具体现象中抽象出动能、势能概念，通过科学探究活动定性认识其影响因素，并初步形成能量可以相互转化的物理观念。注重“控制变量法”和“转换法”等科学方法的学习与应用，强调从生活走向物理，从物理走向社会，旨在培养学生的科学探究能力和能量观念，为后续学习更复杂的能量转化与守恒规律奠定基础。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）

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