动能和势能（精编4篇）

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动能和势能1

（一）教学目的

1.理解动能和势能可以相互转化并能举例说明。

2.能解释有关动能和势能相互转化的简单现象。

（二）教具

1.麦克斯韦滚摆。

2.课本图1-7的装置，在弹簧片前加一弹簧。

3.单摆、皮球（或乒乓球）。

（三）教学过程

1.复习提问

(1)动能的大小与哪些因素有关？怎样判断质量一定的物体的动能的变化？

(2)势能的大小与哪些因素有关？怎样判断重力势能大小的变化？

（演示钢球从斜槽滚下，斜槽倾角应尽量小一些，使钢球从斜槽滚下的时间尽量长一些，引导学生观察钢球竖直高度的变化和速度的变化，回答上述问题）

2.新课教学

(1)动能和重力势能可以相互转化。

从上面实验可以看到，钢球从斜槽滚下的过程中，高度降低，重力势能减小；速度变快，动能增大，这个动能是怎样产生的？（引导学生回答是由重力势能转化来的）

问：重力势能可以转化为动能，动能可不可以转化为重力势能呢？

演示滚摆（将摆轮涂成黑白相间，使学生明显观察到转速的变化），引导学生观察：摆下降时，摆轮越转越快；摆上升时，摆轮越转越慢，并说明动能和重力势能变化的情况，最后得出动能和重力势能可以相互转化的结论。

(2)动能和弹性势能可以相互转化吗？

演示课本图1-7（水平槽末端加一弹簧，以使动能和弹性势能的变化明显显示出来），引导学生观察：钢球接触弹簧后，速度减小，弹簧压缩；弹簧恢复时，形变减小，钢球速度变大，但方向反过来了（教师应指出：动能大小跟运动快慢有关，跟运动方向无关，因为物体向任何方向运动都能做功）。

对钢球和弹簧间的能的转化，应分两步讲：①从钢球压弹簧开始到弹簧形变最大：钢球动能由最大变到零，弹簧弹性势能由零到最大，即动能转化为弹性势能。②从弹簧形变最大到恢复原状：弹簧弹性势能又转化为钢球的动能。

(3)动能和势能相互转化的例子。

先让学生列举日常生活中例子，然后引导学生观察和分析下列事例：

①演示单摆，引导学生观察摆球在高度最大处和最低点的速度大小，说明动能和势能的相互转化。

②人造卫星：教师先指出：卫星在远地点，势能最大，在近地点势能最小。问学生：卫星由远地点向近球点运动的过程中，速度怎样变化？能量怎样转比？引导学生回答：卫星由远地点到近地点，势能减小了，减小的势能转化为动能，故速度增大。再让学生回答卫星由近地点向远地点运动能的转化情况。

③撑竿跳高：由于过程比较复杂，可由教师分析讲解。为使问题简化，分析时一律不考虑起跳前助跑的作用。

徒手跳高的高度由起跳时向上的速度决定。即起跳时的动能转化为最高点的重力势能。

撑竿跳高时，人在起跳时使撑竿弯曲（形变），这时人具有动能，撑竿具有弹性势能。到最高点时，撑竿恢复原状。人的动能和撑竿的弹性势能都转化为人的重力势能。

故撑竿跳高比徒手跳高的高度大。

①跳板跳水：引导学生回答：起跳时为什么人要向下猛压跳板？（答：使跳板形变，具有弹性势能）人离开跳板时的动能是哪里来的？（答：跳板的弹性势能转化来的）人起跳的高度由什么因素决定？（答：由起跳时的动能，也就是由跳板形变最大时的弹性势能决定）

注意：不讨论人在空中的翻转。

3.板书设计

动能和重力势能可以相互转化。

动能和弹性势能可以相互转化

4.想想议议

(1)演示皮球的下落和跳起（将皮球涂黑使它落在涂白的水平木板上，观察木块上的黑色圆斑），并提出问题，让学生讨论回答：

为什么木块上是圆斑，而不是黑点？（答：因为皮球发生了形变）

发生弹性形变的皮球具有的弹性势能是哪里来的？（答：由动能转化来的）

皮球反跳有向上的速度，即具有动能，这个动能是哪里来的：（答：弹性势能转化来的）

最后提出：皮球从一定高度落下，反跳到最高点，说明这一过程能的转化情况？

（点名要学习好的学生回答）

(2)演示皮球反跳高度一次比一次低，再演示滚摆高度也是一次比一次低。最后都要停下来，问：这是什么原因呢？

（引导学生回答：物体运动要克服摩擦和空气阻力做功，要消耗物体的机械能。最后机械能完全被用来克服摩擦和空气阻力做功消耗掉了，所以物体最后要停下来）

教师点明：消耗掉的机械能并未消失，而是转化为其他形式的能了。这个问题以后将学到。

(3)物体能做功才具有能，举高的物体处于静止状态，怎能做功？既然不能做功，为什么说它具有重力势能？

（引导学生回答：举高的物体落下来具有动能，动能可以做功，但动能是由重力势能转化来的，故我们说势能可以做功，实际上是势能可以转化为动能而做功）

(4)钢球落在钢板上，也会反跳起来，反跳时的动能是怎样转变来的？教师指出：钢球和钢板相碰，也要发生弹性形变，只是这个形变较难觉察。事实上，任何坚硬的物体相碰时，都要发生形变。

然后让学生回答。

5.布置作业

(1)说明下列过程中机械能的转化：

①雪橇从山坡上滑下；

②炮弹从炮口斜向上射出，又落到远处地上；

③玩具弹簧枪将“子弹”射出去；

④小孩坐在秋千上，在妈妈推了一次以后，自己荡着。

(2)你骑自行车时，在上坡前往往要加紧蹬几下；汽车司机在开车上坡前，也往往要加大油门，加大速度。从能的转化来说明这样做的好处。

(3)弹簧门在推开以后能自己关闭。说明这件事怎样利用了能的转化。

（以上三题即课本机械能一章习题第4、5、6题）

注：人教版九年义务教育初中物理课本第二册

动能和势能2

设计理念

1. 本节课对于动能和势能的概念的讲解，不是采用先讲定义，再摆事例的方法，而是采用先摆事例，由学生主动发现它们各自的特点来进行分类，运用分类法自然地得出动能和势能的定义，这样做便于学生接受和理解。

2. 对于动能和势能的影响因素方面，从动能入手，采用典型的探究教学模式，充分体现“以人为本”的教学原则，使学生具有求知的欲望，积极探索问题的答案，在获取知识的同时，也大大地提高了能力。

教材分析

教学过程

板书设计

教学目标3

1、了解能量的初步概念．

2、知道什么是动能及影响动能大小的因素．

3、知道什么是重力势能和弹性势能及影响势能大小的因素．

4、能举例说明物体的动能、重力势能、弹性势能．

5、能用动能、势能大小的因素解释简单的现象．

6、通过演示实验、生活中的现象归纳和总结，提高学生观察、比较、想象、归纳的能力．

教材分析

本节教材首先在学生学过的功的知识的基础上，直接从功和能的关系引入了能量的初步概念，不追求严密性．这是因为初中只要求学生对能量的概念有初步的认识．教材列举了风、流水等能够做功，以便使学生对运动物体具有能量形成比较清楚的具体印象，同时也为讲水能和风能的利用埋下伏笔．由此引出了动能的概念，用实验说明动能的大小跟速度、质量的关系，能够培养学生的观察分析能力，势能的教学也是从做功的角度先引入势能概念，再由实验或观察生活中的现象学习势能的大小的决定因素．最后，教材给出了机械能的概念，并指出动能、势能、机械能的单位和功的单位相同，都是焦耳．

教法建议

对于能量的引入，可以从一些涉及能量的词中，知道“能”是重要概念．再联系做功的知识，列举实例如课本上的实例和演示小实验．

用学生自主学习的方法，让学生列举运动物体能做功的现象，并分析这些不同事物的相同点，进而得出运动的物体具有的能量是动能的结论．进一步用实验或多媒体资料发现动能大小的决定因素，并进而用学到的知识，即动能定义、动能大小的决定因素来分析和解释生产和生活中的现象．

对于重力势能和弹性势能的学习，也用同样的方法，可以设计与动能相同的学习框架，让学生用科学探究的方法学习，同时学生可以加深体验学习物理的方法和感觉到学习物理的乐趣．

对于机械能的学习，可以用学生阅读课本或提供给学生的阅读材料，教师进行总结，注意要用联系实际的事例使学生能够分析机械能的实际问题，并理解动能和势能统称为机械能中“统称”的含义．

教学设计示例

第一节 动能和势能

课题动能和势能

重点和难点分析动能和势能概念的建立．重力势能概念建立：由于实际看到的下落物体做功都表现为有速度的物体的做功，所以在建立重力势能概念时，要强化能够做功的物体就有能量．

教学过程设计

1， 引入新课

由于能量和做功的概念有密切的联系，所以通过一些问题引导学生由功和能的关系理解能量的概念．提供学生思考的问题有：怎样才算做功了；功的必要条件和单位；分析具体实例引入能量的概念．

实验：演示钢球从斜面上滚下，在水平面上撞击木块，使木块移动一段距离，学生分析在碰撞过程中，做功的情况．由分析结果“钢球对木块做了功”引出能量的概念“一个物体能够做功，我们就说它具有能量．可见在物理学中，能量和做功有密切的联系，能量反映了物体做功的。本领．一个物体能做的功越多，这个物体的能量越大．

2， 新授课：动能

1），动能概念的建立

观察和分析生活中的实例：风吹动帆船航行，空气对帆船做了功；急流的河水把石头冲走，水对石头做了功，运动的钢球打在木块上，把木块推走，钢球对木块做了功．

利用板图帮助学生找到不同现象的共性的内容：运动的物体能够做功，我们把它们所具有的能量称为“动能”．

从板图上，学生应当能够总结出“物体由于运动具有的能量称为动能”．

根据学生的具体情况，可以由学生总结结论，也可以教师帮助学生逐步的寻求共同点，得到结论．

2），动能大小的决定因素

实验步骤1：让同一个钢球在斜面的不同位置上滚下，观察小球撞击木块的现象，并分析得到的结论．

学生在观察过程中要思考的问题：钢球先后从不同高度处滚下的原因；撞击距离的远近说明了什么；做功多少说明了什么；实验结论．

分析过程：同一个钢球，原来的位置越高，滚到斜面下端时的速度越大，把木块推得越远，做的功越多，说明具有的动能越大，所以动能的大小与物体运动速度有关．

实验步骤2：观察钢球和木球在斜面的同一高度处滚下，撞到平面上的木块发生的现象，并分析实验的结论．

学生在观察过程中思考的问题：钢球和木球从斜面的同一高度处滚下的原因；撞击木块的远近说明了什么；做功多少说明了什么；实验结论．

分析过程：钢球和木球从斜面的同一高度处滚下，到达斜面底部时速度相同，钢球的质量大，把木块推得远，做功多，具有动能大，所以动能的大小还与物体的质量有关．

综上所述：物体的动能大小和物体的质量、运动速度有关．

3， 新授课：势能

1）  ，力势能概念的建立及其大小的决定因素

引导学生观察分析重锤具有做功能力，因而具有能量：重锤被举高，当下落时，能够把木桩打入地里，对木桩做功，所以它因能够做功而具有能量，我们把这种能量称为重力势能．

学生列举生活中存在重力势能的实例．并结合实例分析出物体和地面有高度差就有重力势能（可以让学生知道我们都是以地面为参考，来分析重力势能的）

学生从实例中分析重力势能的大小的决定因素，并结合实际现象分析是否有重力势能、重力势能大小比较、重力势能的变化三个方面的问题．

2），弹性势能概念的建立及其大小的决定因素

建议学习方法为学生阅读，并回答问题：什么是弹性势能；举例说明物体具有弹性势能可以做功；分析压缩弹簧被放松而做功的实例；列举并分析弹性势能大小比较和弹性势能变化的实例．

4，新授课：机械能

讲清机械能上动能和势能的统称其中统称的含义：表示动能和势能都属于机械能，即机械能有两种表示方式：动能和势能．一个物体既可以有动能也可以有势能．

板书设计

探究活动

课题分析玩具小车在运动过程中的能量转化

组织活动形式学生小组

活动方案参考

1、观察小车的传动结构，在上紧发条时和松开发条时的情景；思考弹性势能大小和做功多少的关系．

2、看看市场或超市中还有哪些上发条的小车．

3、观察现在流行的儿童玩具靠什么发动的．

评价

1、材料全班共享．

2、写出观察和分析的过程报告．

3、从网上查找的资料，要列出学习过程清单．

动能和势能4

§   (一)教学目的

1.了解能量的初步概念。

2.知道什么是动能及影响动能大小的因素。

3.知道什么是势能及影响势能大小的因素。

4.知道什么是机械能及机械能的单位。

(二)教具

斜槽，钢球，木块，橡皮筋，压缩弹簧等。

(三)教学过程

1.引入新课

出示斜槽，并演示钢球从斜槽上滚下，在水平桌面上撞击木块，使木块移动了一段距离。让学生分析碰撞过程中，做没做功？

利用学生分析的结果"钢球对木块做了功"引入能量的概念：一个物体能够做功，我们就说它具有能量。可见物理学中，能量和功有着密切的联系，能量反映了物体做功的本领。

不同的物体做功的本领也不同。一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。

2.进行新课

物体具有能量的形式是多种多样的，以后我们将逐步认识各种形式的能量。刚才的实验中钢球撞击木块能够做功，但若将钢球停靠在木块一侧(边讲边演示)，这时的钢球并不能推动木块做功。只有运动的钢球才能推动木块做功。

(1)动能：物体由于运动而能够做功，它们具有的能量叫做动能。

引导学生广泛地列举事例，说明运动的空气、水和各种物体都能够做功，而具有动能。概括出"一切运动的物体都具有动能。"

列举事例说明：运动的物体具有的动能多少不尽相同。如狂风能吹倒大树，而微风只能使树枝摇动。进而通过演示实验，概括出决定物体动能大小的因素。

演示课本图1-1实验，实验可分三步：

①将同一个钢球，从斜面不同高度滚下，让学生观察钢球将木块推动的距离。木块被推动的距离不同，说明钢球对木块做的功不同。木块被推动得越远，表明钢球的动能越大。实验说明：从不同高度滚下的网球，具有不同的动能。

②上面的实验表明钢球从较高处滚下时具有的动能大。那么钢球从不同的高度滚下时有什么不同呢？我们可通过观察实验来得到结论。将质量相同的两个钢球，同时从斜槽的最高点和接近斜槽底部的位置释放。从最高点滚下的钢球能在水平槽上追上从接近底部滚下的钢球。实验表明从高处滚下的钢球速度大。从而得到结论：物体的动能与速度有关，速度越大，物体的动能越大。

③换用不同质量的钢球，从同一高度让其滚下，让学生观察钢球推动木块的距离。从而得出结论：运动物体的质量越大，动能就越大。

演示实验之后，总结实验结果：运动物体的速度越大，质量越大，动能就越大。

(2)势能：物体由于运动的原因而具有动能，物体还可能由于其他的原因而具有能量。例如，同学们都玩过用橡皮筋弹射纸弹的游戏，拉长的橡皮筋能给纸弹一个力，并推动纸弹移一段距离，从而对纸弹做了功。同样拉弯的弓、压缩的弹簧也能够做功，它们都具有能量，这种能量叫做弹性势能，它是由于物体发生弹性变形变而具有的能量。

解释弹性形变：物体受到外力作用而发生的形状变化，叫做形变。如果外力撤消，物体能恢复原状，这种形变叫做弹性形变。列举事例说明物体的弹性形变。如：拉长的弹簧，压扁的皮球，弯曲的钢锯条，上紧的钟表发条等。

利用课本图1-4的实验阐明物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大。为节省课堂时间，课前将两个性质相同弹簧，按照课本图1-4压缩到不同的长度。先后将拉紧弹簧的绳烧断，两次砝码被弹起的高度不同。弹簧压得越紧，放松时它做的功越多，表示它的弹性势能越大。

被举高的重物，也能够做功。例如：举高的铅球，落地时能将地面砸个坑；举高的夯落下时能把木桩打入地里。举高的物体具有的能量叫重力势能。

列举事例说明：物体的质量越大，举得越高，它具有的重力势能越大。如：举起同样高度的铅球和乒乓球，铅球落下时做的功多，具有的重力势能大。铅球举得越高，具有的重力势能就越大。

引导学生讨论树上结的苹果是否有重力势能？通过讨论使学生理解"一个物体能够做功"的含义。能够做功只是说物体具有了做功的"本领"，但不一定做了功。树上结的苹果虽然没有做功，但只要它从树上掉下来就能做功，所以我们说它具有重力势能。

(3)机械能：让学生分析静止在桌面上的钢球是否具有能量？(具有重力势能)继而让学生分析在桌面上滚动的钢球具有什么能？通过分析得知滚动的钢球既有动能，又有势能。 统称为机械能。一个物体既有动能，又有势能，那么的和就是它的总机械能。

(4)能量的单位：从前面的讨论，我们可以认识到能量是跟做功有密切联系的概念，能量反映了物体具有做功的本领，能量的大小可以用能够做功的多少来衡量。因此，动能、势能和机械能的单位跟功的单位相同，也是焦耳。

3.小结

通过以下问题的讨论，进一步帮助学生理解能量、动能、势能、机械能等概念及机械能的单位。

(1)高山上有一块大石头，稳稳地待在那里，它有没有能量？有什么能量？

(2)列举几个物体具有动能、重力势能、弹性势能的事例。

(3)在空中飞行的球，它具有的重力势能是5焦，具有的动能是4焦，这只球具有的总机械能是多少？

(4)在同一高度铅球和棒球具有的重力势能不相等，若使它们的重力势能相等，可采取哪些方法？

(5)从斜槽上端滚下的小球，它有没有重力势能？在它下滚的过程中重力势能的大小有没有变化？为什么？在滚下的过程中有没有动能？它的动能有没有变化？为什么？

(四)说明

1.能是物理学的重要概念之一，但它比较抽象。对于初中学生来说，认识它比较困难。应紧扣教材，从理解"一个物体能够做功"的含义来认识能量。这实际上是说"能是物体做功的本领"。尽管这种说法不甚严谨，但比较通俗、易懂。

2.关于动能，应讲明运动的物体能够对其他物体施力，并推动物体做功，所以它具有能量。因为容易讲清弹性形变的物体对别的物体施力并做功，便于学生理解，所以将弹性势能提到重力势能之前讲。

3.势能应是物体系统(有保守力作用的)所共有。举高的重锤能够做功，应当是重锤和地球组成的系统具有势能。而重力势能表现它做功本领时，通常有一个重力势能先转化为动能的过程。但在本节课中都不宜引入这些内容。只能让学生粗略地知道，举起的物体能够做功。

4.势能的大小是相对的。对初中学生来说也不能引入势能的相对性。只能统一地用地面做为零势能面来分析问题。

5.小结中的问题(5)，暗含着势能和动能的转化，目的为下一节课作准备。