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第2节动能势能新课教学一、动能[动手探讨]：手能推动纸盒移动一段距离，手也具有能量。
请同窗们利用桌上器材探讨有几种方式也能使纸盒移动一段距离，这段距离也能够是水平方向、竖直方向或其他方向。
[同窗交流]：用口吹、用转动的球撞、用弹簧紧缩后顶、用橡皮筋拉开后弹、或举高后落下、或沿斜面滑下。
[启发归纳]：用口吹、用转动的球撞，这两种方式有什么一路的特征？（答：推动纸盒的物体都在运动）[得出概念]：物体由于运动而具有的能叫动能。
[提出问题]：暴风能撼动大树，而轻风只能摇动树叶，说明动能有大有小，你能猜想一下动能的大小可能与什么因素有关？[学生猜想]：启发同窗得出，动能的大小可能与物体的质量、运动的速度有关。
[引导学生设计实验]：此刻咱们要利用桌上的斜面、小球、小方块来探讨动能的大小是不是与物体的质量、运动的速度有关。
实验前，咱们先试探几个问题：（1）实验时如何比较动能的大小（答：使小球从斜面滑下，撞击平面上的物块，被撞物块的运动距离越长，运动小球所具有的动能就越大。
）（2）动能的大小可能与两个或两个以上的因素有关，在实验中应如何具体操作？（答：采用控制变量法。
）（3）如何控制质量不同的小球撞击物体时的速度相同？（答：使它们别离从斜面的同一高度滚下。
）（4）如何控制质量相同的小球撞击物体的速度不同？（答：取同一个小球从斜面的不同高度滚下。
）[动手探讨]：学生实验后得出结论。
[交流结论]：一、质量相同时，速度_____的物体具有的动能_____;二、速度相同时，质量_____的物体具有的动能_____;3、物体的动能与物体的_____和_____有关，_____越大，_____越大，物体具有的动能就越大。
[加深理解]：适才咱们列举的几种能量中属于动能的有哪些？[投影图片]：：流动的水、风、行驶的汽车、飞行的飞机等二、弹性势能[启发归纳]：适才咱们探讨如何使纸盒移动一段距离的实验中，有的同窗采用弹簧紧缩后顶、用橡皮筋拉开后弹的方式使纸盒移动一段距离，说说这两种方式有什么一路的特征？（答：推动纸盒的物体都发生弹性形变。
第2节功率扩展性问题巡回指导，发现问题及时帮助学生解决．投影学生的推导过程，点评、总结．分析公式的意义．若力的方向与速度方向不在一条直线上，那么功率与力、速度之间的关系应该是怎样的？解决教材中“讨论交流”所列问题，并在班上发言．学生通过讨论得出P＝Fv cosθ．四、应用所学知识解释日常生活中的实例．扩展性问题实例 1 ：估算自己骑车时所做功的功率．提示：所受阻力为自重的 1% ，匀速行驶时阻力与重力相等．实例 2 ：汽车启动问题．此问题较复杂，教师将其分解为几个小问题让学生完成：①进行汽车启动时受力分析，哪些是变力，哪些是恒力？② 汽车启动时速度、加速度怎样变化？③ 汽车速度是否能无限增大？什么情况下达到最大？④ 最大速度由什么因素决定？怎样增大赛车的最大速度？汽车从车站开出时，若以恒定加速度匀加速启动，① 汽车的实际功率怎样变化？② 以恒定加速度能行驶多长时间？③ 汽车能达到的最大速度是多少？思考、讨论、回答问题．思考、讨论、回答问题．思考、讨论．板书设计：功率一、功率的概念：① ，②功率是能量转化快慢的量度③额定功率、实际功率二、功率、力和加速度之间的关系： P＝Fv平均功率、瞬时功率三、例题教学反思：本节讲述功率的概念、功率公式的应用．功率的概念、功率的物理意义是本节的重点内容，学生如果能懂做功快慢表示的是能量转化的快慢，自然能感悟出功率实际上是描述能量转化快慢的物理量．要使学生确切地理解公式P＝Fv 的意义，通过例题的教学，使学生会应用基本公式进行计算，对平均功率和瞬时功率有所理解．对于瞬时功率的概念学生较难理解，这是难点．学生往往认为，在某瞬时，物体没有位移就没有做功问题，更谈不上功率了．如果学生没有认识到功率是描述能量转化快慢的物理量，这个难点就不易突破，因此，前面讲清楚功率的物理意义很有必要，它是理解瞬时功率概念和物理意义的基础．关于发动机的额定功率与汽车的最大速率之间的关系，最好采用课后专题讲座的形式进行，以便通过分析汽车由开动到匀速行驶的物理过程，使学生养成分析物理过程的习惯，避免简单地套用公式．（注：文档可能无法思考全面，请浏览后下载，供参考。
《动能和势能》教案作为一名教学工作者，时常会需要准备好教案，编写教案有利于我们准确把握教材的重点与难点，进而选择恰当的教学方法。
教案应该怎么写呢？以下是作者帮大家整理的《动能和势能》教案，仅供参考，欢迎大家阅读。
《动能和势能》教案1教学目标1，理解动能和重力势能的转化，能举例说明动能和重力势能的转化。
2，理解动能和弹性势能的转化，能举例说明动能和弹性势能的转化。
3，分析和解释实例，说明过程，动能、势能、机械能的变化情况。
4，建立能量的概念，树立能量转化和守恒的观念，为后面学习能的转化和守恒大小基础。
5、通过分析生产和生活中的实例，养成学生理论联系实践的习惯和能力。
教材分析教材首先安排了麦克斯韦滚摆实验来说明动能和重力势能的相互转化，接着又安排了把用细线悬挂起来的金属小球拉到一定高度放开，以及木球与弹簧片碰撞两个实验，来说明动能和弹性势能的相互转化。
使学生一开始就注意到动能和这两种势能都可以相互转化。
在动能和势能的相互转化过程中，机械能减少转化为内能的问题安排在下一章讲，在这里没有涉及。
教材最后分析了人造卫星绕地球运行过程中动能和势能的'相互转化，目的是加强物理知识与现代科技的联系，使学生了解他们所学的物理知识，也可以用来解释一些高科技中的问题，激发学生学习物理的兴趣。
教法建议注重实验教学，分析上抛小球的实验到观察麦克斯韦实验，在教学过程中要使学生明确实验的目的和观察物理现象，清楚具体的过程，从速度变化、高度变化到能量变化，学生能从能量变化中知道能量的转化。
课本实验中动能和弹性势能的转化不用细致分析，但是要在教学过程中让学生注意观察的分析木球碰撞弹簧片的过程，由于碰撞非常短，所以应当帮助学生想象弹簧片的形变，从而理解动能和弹性势能的转化。
教学中注意把学的知识应用到实践中，注重分析实例，例如分析射箭过程中的能量转化，分析卫星运行时。
在分析卫星运行时，应当利用板图标出远地点和近地点，使学生养成画图帮助分析的习惯。
高中物理动能和势能的教案
教学目标：
1. 了解动能和势能的概念，并能够区分它们之间的差异；
2. 掌握动能和势能的计算方法；
3. 理解动能和势能之间的转化关系。
教学重点：
1. 动能和势能的概念；
2. 动能和势能的计算方法；
3. 动能和势能之间的转化关系。
教学难点：
1. 动能和势能的转化关系的理解；
2. 动能和势能的计算方法的掌握。
教具准备：
1. 课件PPT；
2. 实验装置和实验仪器（如斜面、小车、弹簧等）；
3. 黑板、白板、粉笔或马克笔。
教学过程：
一、导入（5分钟）
通过一个生活中的例子引入动能和势能的概念，引起学生对本堂课的兴趣。
二、讲授（15分钟）
1. 介绍动能和势能的定义和概念；
2. 分析动能和势能之间的转化关系；
3. 讲解动能和势能的计算方法。
三、实验演示（15分钟）
设计一个简单的实验，让学生观察动能和势能之间的转化过程，加深他们对概念的理解。
四、练习（10分钟）
布置练习题，让学生进行动能和势能的计算，加强他们对知识点的掌握。
五、讲解与弥补（10分钟）
讲解练习题的解答过程，解答学生提出的疑问，帮助学生弥补知识漏洞。
六、总结与评价（5分钟）
总结本堂课的重点内容，引导学生对动能和势能的认识进行总结和评价。
七、作业布置（5分钟）
布置作业，让学生巩固本堂课学到的知识。
教学反思：
通过本节课的教学，学生对动能和势能的概念、计算方法和转化关系有了初步的了解。
在今后的学习中，应该进一步加强练习，加深对知识点的理解，提高学生的动手能力和实践能力。
一、教材案例《普通高中物理课程标准》关于这部分内容的要求：（1）举例说明功是能量变化的量度，理解功和功率。
关心生活和生产中常见机械功率的大小及其意义。
（2）通过实验，探究恒力做功与物体动能变化的关系。
理解动能和动能定理。
用动能定理解释生活和生产中的现象。
（3）理解重力势能。
知道重力势能的变化与重力做功的关系。
二、教学手段与方法多媒体演示，实验探究三、教材分析《动能和势能》是粤教版物理高二年级第四章第二节第十五内容。
本节的知识包括动能、重力势能和弹性势能的概念及动能和重力势能的表达式。
授课时间为一课时。
本课内容通过大量实例让学生真实感受到能量的存在，理解动能和势能，让生进一步理解功和能的关系，为学生接下来学习动能定理和机械能守恒定律打下基础。
四、教学过程1.能、功和能的关系提问：什么是能？大家知道有哪些能？（让学生举例）风能、水能、电能、太阳能……等通过书本三幅彩图说明：一个物体能对外做功，物体就具有能量实例演示：石头撞破鸡蛋——高处物体具有能量运动的球撞倒凳子——运动物体具有能量弹弓——形变的橡皮条具有能量再分析：当一个物体做功后，能量就转移到其他物体上，做功越多，能量转化越多归纳：做功是能量转化的量度举例说明：能量转化2.动能定义：物体由于运动而具有的能量叫做动能，动能取决于物体的质量和速度大小创设物理情景和推导思路，让学生讨论并加与推导:思考：初状态： f做功末状态：（运动物体）（静止物体）引导学生推导：分析：动能（1）是由物体的质量和速度大小决定的物理量（2）是个标量，无方向（3）单位为“焦（J）”(4)是描述物体运动状态的物理量练一练：（1）关于对动能的理解，下列正确是（）A、凡是运动的物体都具有动能B、动能总是正值C、一定质量的物体，动能变化时，速度一定变化，但速度变化时，动能不一定变化D、动能不变的物体，一定处于平衡状态（2）甲物体的质量是乙物体的两倍，乙物体的速度是甲物体的两倍，那么甲和乙的动能之比为（）A、1：1B、1：2C、2：1D、1：43.重力势能定义：由物体所处位置的高度决定的能量称为重力势能，物体的重力势能与物体的质量和它的高度有关。
高中物理第四章机械能和能源3 势能教案2 教科版必修2编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（高中物理第四章机械能和能源3 势能教案2 教科版必修2）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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第3节势能教学过程：用投影片出示本节课的学习目标1。
理解重力势能的概念，会用重力势能的定义式进行计算.2.理解重力势能的变化和重力做功的关系,知道重力做功与路径无关。
3.知道重力势能的相对性。
4.了解弹性势能。
学习目标完成过程:一、复习导入二、新课教学（一）重力势能1.教师举例把一个质量为ｍ的物体竖直向上抛出，在它上升和下落的过程中，重力分别做什么功？重力势能如何变化？学生：上升过程中，物体克服重力做功（重力做负功).物体的重力势能增大.下落过程中,重力做正功,物体的重力势能减小。
教师：前边我们学过了功和能之间的关系，我们知道力对物体做了多少功，物体的能量就将变化多少，那么同学们认为重力所做的功与物体重力势能的变化之间有什么关系？学生：重力所做的功等于物体重力势能的变化.2.上边我们定性分析了重力所做的功等于物体重力势能的变化，下边我们再来分析一个例子：①用投影片出示问题：质量为ｍ的物体从高度为ｈ１的A点下落到高度为ｈ2的B点，重力所做的功为多少？②学生求解得到:重力所做的功为：W G ＝ｍｇΔｈ＝ｍｇ（ｈ１－ｈ２)③教师：前边我们结合功和能的关系分析得到重力所做的功等于物体重力势能的变化，而我们经过推导又得到重力所做的功等于ｍｇｈ这个量的变化,所以在物理学中就用ｍｇｈ这个式子来表示物体的重力势能。
第二节 动能__势能1．功是能量转化的量度，做功过程就是能量转化的过程，做多少功就有多少能量发生转化。
2．物体的动能E k ＝12mv 2，动能是标量，重力势能是由物体所处位置的高度决定的能量，是标量，E p ＝mgh 。
3．重力做功只与运动物体的起点和终点的位置有关，而与运动物体所经过的路径无关，重力势能的变化仅由重力做功的多少来决定。
4．重力势能具有相对性，与所选的参考平面有关，而重力势能的变化与参考平面的选取无关。
5．弹性势能由发生弹性形变的物体各部分的相对位置决定，与物体发生弹性形变的大小有关。
说明：动能是标量，国际单位：焦耳，符号：J 。
1．重力势能的概念(1)定义由物体所处位置的高度决定的能量叫做重力势能。
(2)公式E p ＝mgh 。
物体的重力势能等于它所受重力的大小与所处高度的乘积。
(3)单位重力势能是标量，它的单位与功的单位相同，在国际单位制中为焦耳，符号是J。
1 kg·(m/s2)·m＝1 N·m＝1 J2．重力做功的特点只与运动物体的起点和终点的位置有关，而与运动物体所经过的路径无关。
四、弹性势能1．弹性势能的定义物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。
2．弹性势能的大小弹性势能的大小跟形变的大小有关，形变越大，弹性势能越大。
对于弹簧来说，弹性势能还与弹簧的劲度系数有关。
3．势能的概念与相互作用物体的相对位置有关的能量叫做势能。
重力势能和弹性势能都是势能。
1．自主思考——判一判(1)两个物体中，速度大的动能也大。
(×)(2)物体只要运动，其重力一定做功。
(×)(3)重力做功多少取决于物体的重力和它通过的路程。
(×)(4)同一物体的重力势能E p1＝2 J，E p2＝－3 J，则E p1>E p2。
(√)(5)同一弹簧伸长量不同时，弹性势能不同。
(√)(6)重力势能是物体与地球共有的，弹性势能是弹力装置独有的。
(×)2．合作探究——议一议(1)举重运动员举起杠铃的过程中，什么力对杠铃做功？能量发生怎样变化？提示：运动员的推力对杠铃做功，在做功的过程中，运动员体内的化学能转化为杠铃的机械能。
(2)同步卫星绕地球做匀速圆周运动，在卫星的运动过程中，其速度是否变化？其动能是否变化？图421提示：速度变化，动能不变。
卫星做匀速圆周运动时，其速度方向不断变化，由于速度是矢量，所以速度是变化的；卫星运动时其速度大小不变，所以动能大小不变，由于动能是标量，所以动能是不变的。
(3)三峡大坝横跨2 309 m，坝高185 m，其1 820万kW的装机容量为世界第一，847亿kW·h的年发电量居世界第二。
想一想三峡大坝为何修建得那么高？图422提示：三峡大坝的一个重要功能是利用水的机械能发电，之所以将其修建得很高，是为了提高大坝的上下水位落差，以利于使更多的重力势能转化为电能。
(4)弹簧的弹性势能与弹簧的形变量有关，对弹簧一般选取什么状态的弹性势能为零？提示：一般选弹簧自然长度时弹性势能为零。
1．重力势能具有相对性重力势能的表达式E p＝mgh中的h是指物体重心到参考平面的高度，因此重力势能的大小与参考平面的选取有关，选取不同的参考平面，物体的重力势能不同。
选定了参考平面，物体的重力势能也就确定了。
在参考平面以上为正值，以下为负值，位于参考平面时为零。
2．重力势能参考平面的选取是任意的视处理问题的方便而定，一般选取地面或物体运动时所达到的最低点所在平面为零势能参考平面。
3．重力势能的变化是绝对的物体在两个不同位置之间势能的差值是确定的，即重力势能的变化量不随参考平面的改变而改变。
[典例] 金茂大厦是上海的标志性建筑之一，它的主体建筑为地上101层，地下3层，高420.5 m。
距地面341 m的第88层为国内迄今最高的观光层，环顾四周，极目眺望，上海新貌尽收眼底，该层有一质量为60 kg的游客(g取10 m/s2)。
(1)求以地面为参考平面时游客的重力势能；(2)求以第88层为参考平面时游客的重力势能；(3)若以420.5 m的楼顶为参考平面，该游客乘电梯从地面上升到88层，需克服重力做多少功？(保留两位有效数字)[思路点拨] 先求出选不同位置为参考平面时物体所处的高度，再根据重力势能的表达式求物体的重力势能。
[解析] (1)以地面为参考平面，游客在88层，相对地面的高度为341 m，则E p1＝mgh ＝60×10×341 J≈2.0×105 J。
(2)若以88层处为参考平面，游客在88层，则相对高度为0，故E p2＝0。
(3)克服重力做的功与参考平面的选择无关，即：W＝mgh＝2.0×105 J。
[答案] (1)2.0×105 J (2)0 (3)2.0×105 J重力势能的求解方法(1)定义法：选取参考平面，确定物体相对参考平面的高度h，代入E p＝mgh求解重力势能。
(2)W G和E p关系法：由W G＝E p1－E p2知E p2＝E p1－W G或E p1＝W G＋E p2。
(3)变化量法：重力势能的变化量ΔE p＝E p2－E p1，故E p2＝E p1＋ΔE p或E p1＝E p2－ΔE p。
1．(多选)下列关于重力势能的说法中正确的是( )A．放在地面上的物体的重力势能为零B．一个在轨道上运动的物体，在它的重力势能为零的时刻，一定运动到轨道的最低点C．质量小的物体可能比质量大的物体具有的重力势能大D．同一物体在不同高度上的重力势能一定不同解析：选CD 重力势能的大小E p＝mgh，与物体的质量和零势能面的选择有关，上式中的h是物体的重心到零势能面的竖直距离，当物体位于零势能面之上，重力势能为正；当物体位于零势能面之下，重力势能为负。
一般选择地面或物体系的最低点所处水平面为零势能面，这样选项A、B才成立。
如果选其他水平面为零势能面，则选项A、B均不正确。
如果质量小的物体位于很高处，而质量大的物体位于很低处，则质量小的物体的重力势能可能比质量大的物体的重力势能大，选项C正确。
重力势能的大小由物体的质量和高度共同决定，同一物体的质量不变，而高度不同，则重力势能一定不同，选项D正确。
2.如图423所示，桌面距地面0.8 m，一物体质量为2 kg，放在距桌面0.4 m的支架上。
(g取10 m/s2)图423(1)以地面为零势能位置，计算物体具有的势能，并计算物体由支架下落到桌面过程中势能减少多少？(2)以桌面为零势能位置，计算物体具有的势能，并计算物体由支架下落到桌面过程中势能减少多少？解析：(1)以地面为零势能位置，物体具有的势能E p1＝mgh ＝2×10×1.2 J＝24 J ，物体由支架下落到桌面过程中，势能减少量ΔE p1＝mgh 1＝2×10×0.4 J ＝8 J 。
(2)以桌面为参考平面，物体的重力势能为：E p2＝mgh 1＝2×10×0.4 J ＝8 J ，物体由支架下落到桌面过程中，势能减少量ΔE p2＝mgh 1＝2×10×0.4 J ＝8 J 。
答案：(1)24 J 8 J (2)8 J 8 J1．重力做功与重力势能的对比2．重力做功与重力势能变化关系的理解(1)无论物体是否受其他力的作用，无论物体做何种运动，关系式W G ＝－ΔE p 总是成立的。
(2)功是能量转化的量度，重力势能的变化是由重力做功引起的，重力做功的多少是重力势能变化的量度。
[典例] 大型拱桥的拱高为h ，弧长为L ，如图424所示，质量为m 的汽车在以不变的速率v 由A 点运动到B 点的过程中，以下说法正确的是( )图424A ．由A 到B 的过程中，汽车的重力势能始终不变，重力始终不做功B ．汽车的重力势能先减小后增加，总的变化量为0，重力先做负功，后做正功，总功为零C ．汽车的重力势能先增大后减小，总的变化量为0，重力先做正功，后做负功，总功为零D ．汽车的重力势能先增大后减小，总的变化量为0，重力先做负功，后做正功，总功为零[思路点拨](1)汽车由A 到B 的过程中，汽车所处的高度先增大后减小。
(2)汽车初、末位置的高度相同。
[解析] 前半阶段，汽车向高处运动，重力势能增加，重力做负功；后半阶段，汽车向低处运动，重力势能减小，重力做正功，选项D 正确。
[答案] D重力做功情况的判断(1)根据功的定义式判断：若物体位移方向向上，重力做负功；若物体位移方向向下，重力做正功。
(2)根据重力势能的变化与重力做功的关系判断：重力势能增加时重力做负功，重力势能减小时重力做正功。
1．一根长L ＝2 m ，重力G ＝200 N 的均匀木杆放在水平地面上，现将它的一端从地面抬高1 m ，另一端仍搁在地面上，则物体重力势能的变化量为( )A ．50 JB ．100 JC ．200 JD ．400 J解析：选B 由几何关系可知木杆的重心上升的高度为：h ＝12m ＝0.5 m ；物体所受重力做功：W G ＝－mgh ＝－200×0.5 J ＝－100 J ；故物体重力势能的变化量为：ΔE p ＝－W G ＝100 J ；故选B 。
2．起重机以g4的加速度将质量为m 的物体匀减速地沿竖直方向提升高度h ，则起重机钢索的拉力对物体做的功为多少？物体克服重力做功为多少？物体的重力势能变化了多少？解析：由题意可知起重机的加速度ɑ＝g 4，物体上升高度为h ， 据牛顿第二定律得mg －F ＝m ɑ所以F ＝mg －m ɑ＝mg －m ×14g ＝34mg 方向竖直向上。
所以拉力做功W F ＝Fh ＝34mgh 重力做功W G ＝－mgh即物体克服重力做功为mgh又因为W G ＝E p1－E p2＝－mgh ， W G ＜0，E p1＜E p2即物体的重力势能增加了mgh 。
答案：34mgh mgh 增加了mgh1．对弹性势能的理解(1)弹性势能的产生原因⎩⎪⎨⎪⎧ ①物体发生了弹性形变②各部分间的弹力作用(2)弹性势能的影响因素⎩⎪⎨⎪⎧ ①弹簧的形变量x ②弹簧的劲度系数k(3)弹性势能表达式(仅作为思想方法了解)①弹力随形变量x 的变化图线及围成面积的意义。
类比v t 图像的“面积”表示位移，F x 图像的“面积”表示功。
弹力F ＝kx ，对同一弹簧k 一定，F 与x 成正比。
作图如图425所示。
图425当发生位移为x 时，弹力做功W 弹＝－12kx ·x ＝－12kx 2。
