八年級物理機械功與機械能教學設計

(一)教學目的

瞭解能量的初步概念。

2.知道什麼是動能及影響動能大小的因素。

3.知道什麼是勢能及影響勢能大小的因素。

4.知道什麼是及的單位。

(二)教具 斜槽，鋼球，木塊，橡皮筋，壓縮彈簧等。

(三)教學過程

1.複習

鑑於能量和功的概念有密切的聯繫，所以通過”怎樣纔算做了功”的提問，引導學生進一步理解力的作用成效、功的兩要素。

當一個力作用在物體上，物體在這個力的作用下，沿力的方向上通過了一段距離，這個力的作用有了成效，就說這個力做了功。

出示一木塊，並將其置於水平桌面上。說明木塊受重力的作用，但木塊沒有在重力方向上運動，所以重力對木塊沒有做功。繼而用手推動木塊，使木塊運動一段距離。在此過程中，重力仍然沒有做功，手的推力做了功。進而強調力和在力的方向上通過的距離是功的兩要素，且功的大小就等於兩者的乘積。

2.引入新課 出示斜槽，並演示鋼球從斜槽上滾下，在水平桌面上撞擊木塊，使木塊移動了一段距離。讓學生分析碰撞過程中，做沒做功?

利用學生分析的結果”鋼球對木塊做了功”引入能量的概念：一個物體能夠做功，我們就說它具有能量。可見物理學中，能量和功有着密切的聯繫，能量反映了物體做功的本領。

不同的'物體做功的本領也不同。一個物體能夠做的功越多，表示這個物體的能量越大。

3.進行新課 物體具有能量的形式是多種多樣的，以後我們將逐步認識各種形式的能量。剛纔的實驗中鋼球撞擊木塊能夠做功，但若將鋼球停靠在木塊一側(邊講邊演示)，這時的鋼球並不能推動木塊做功。只有運動的鋼球才能推動木塊做功。

(1)動能：物體由於運動而能夠做功，它們具有的能量叫做動能。

引導學生廣泛地列舉事例，說明運動的空氣、水和各種物體都能夠做功，而具有動能。概括出”一切運動的物體都具有動能。”

演示課本圖1-1實驗，實驗可分三步：

①將同一個鋼球，從斜面不同高度滾下，讓學生觀察鋼球將木塊推動的距離。木塊被推動的距離不同，說明鋼球對木塊做的功不同。木塊被推動得越遠，表明鋼球的動能越大。實驗說明：從不同高度滾下的網球，具有不同的動能。

②上面的實驗表明鋼球從較高處滾下時具有的動能大。那麼鋼球從不同的高度滾下時有什麼不同呢?我們可通過觀察實驗來得到結論。將質量相同的兩個鋼球，同時從斜槽的最高點和接近斜槽底部的位置釋放。從最高點滾下的鋼球能在水平槽上追上從接近底部滾下的鋼球。實驗表明從高處滾下的鋼球速度大。從而得到結論：物體的動能與速度有關，速度越大，物體的動能越大。

③換用不同質量的鋼球，從同一高度讓其滾下，讓學生觀察鋼球推動木塊的距離。從而得出結論：運動物體的質量越大，動能就越大。

演示實驗之後，總結實驗結果：運動物體的速度越大，質量越大，動能就越大。

(2)勢能：物體由於運動的原因而具有動能，物體還可能由於其他的原因而具有能量。例如，同學們都玩過用橡皮筋彈射紙彈的遊戲，拉長的橡皮筋能給紙彈一個力，並推動紙彈移一段距離，從而對紙彈做了功。同樣拉彎的弓、壓縮的彈簧也能夠做功，它們都具有能量，這種能量叫做彈性勢能，它是由於物體發生彈性變形變而具有的能量。

解釋彈性形變：物體受到外力作用而發生的形狀變化，叫做形變。如果外力撤消，物體能恢復原狀，這種形變叫做彈性形變。列舉事例說明物體的彈性形變。如：拉長的彈簧，壓扁的皮球，彎曲的鋼鋸條，上緊的鐘表發條等。

利用課本圖1-4的實驗闡明物體的彈性形變越大，它具有的彈性勢能就越大。爲節省課堂時間，課前將兩個性質相同彈簧，按照課本圖1-4壓縮到不同的長度。先後將拉緊彈簧的繩燒斷，兩次砝碼被彈起的高度不同。彈簧壓得越緊，放鬆時它做的功越多，表示它的彈性勢能越大。

被舉高的重物，也能夠做功。例如：舉高的鉛球，落地時能將地面砸個坑；舉高的夯落下時能把木樁打入地裏。舉高的物體具有的能量叫重力勢能。

列舉事例說明：物體的質量越大，舉得越高，它具有的重力勢能越大。如：舉起同樣高度的鉛球和乒乓球，鉛球落下時做的功多，具有的重力勢能大。鉛球舉得越高，具有的重力勢能就越大。

引導學生討論樹上結的蘋果是否有重力勢能?通過討論使學生理解”一個物體能夠做功”的含義。能夠做功只是說物體具有了做功的”本領”，但不一定做了功。樹上結的蘋果雖然沒有做功，但只要它從樹上掉下來就能做功，所以我們說它具有重力勢能。

(3)：讓學生分析靜止在桌面上的鋼球是否具有能量?(具有重力勢能)繼而讓學生分析在桌面上滾動的鋼球具有什麼能?通過分析得知滾動的鋼球既有動能，又有勢能。

動能和勢能統稱爲。一個物體既有動能，又有勢能，那麼動能和勢能的和就是它的總。

(4)能量的單位：從前面的討論，我們可以認識到能量是跟做功有密切聯繫的概念，能量反映了物體具有做功的本領，能量的大小可以用能夠做功的多少來衡量。因此，動能、勢能和的單位跟功的單位相同，也是焦耳。

4.小結 通過以下問題的討論，進一步幫助學生理解能量、動能、勢能、等概念及的單位。

(1)高山上有一塊大石頭，穩穩地待在那裏，它有沒有能量?有什麼能量?

(2)列舉幾個物體具有動能、重力勢能、彈性勢能的事例。

(3)在空中飛行的球，它具有的重力勢能是5焦，具有的動能是4焦，這隻球具有的總是多少?

(4)在同一高度鉛球和棒球具有的重力勢能不相等，若使它們的重力勢能相等，可採取哪些方法?

(5)從斜槽上端滾下的小球，它有沒有重力勢能?在它下滾的過程中重力勢能的大小有沒有變化?爲什麼?在滾下的過程中有沒有動能?它的動能有沒有變化?爲什麼?