資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
【大單元整體教學】物理學科人教版八年級下冊
第十一章 分課時設計
課題 動能和勢能
課型 新授課 √ 復習課 試卷講評課 其他課
1.教學內容分析 功和能有密切聯系，功是能量變化的量度，做功的過程是能量轉移或轉化的過程。本節介紹了常見的動能和勢能，既密切聯系前面學過的運動、重力、彈力等知識，還注意引導學生觀察生產、生活中的能量現象。本節內容也是后面學習其他各種形式的能以及能量轉化和守恒定律的基礎。本節內容由“動能”和“勢能”兩部分構成。其中，動能、重力勢能和彈性勢能概念的引入均以能做功的物體具有能量的思想為基礎。教科書先簡單介紹功和能的關系，然后通過大量實例讓學生感受到動能和勢能的存在。影響動能和勢能大小的因素是本節教學的重點，也是難點。其中涉及測量量的轉換問題。教科書安排了相應的實驗，讓學生通過觀察實驗認識動能的大小與什么因素有關。這個實驗是進一步認識勢能的基礎，可以引導學生利用身邊的器材設計實驗，增加他們的實踐體驗。
2.學習者分析 八年級的學生思維還處于發展階段，分析和處理數據能力還較弱;同時八年級的學生經過近一年的物理學習培養，已經具備一定的實驗探究和數據分析能力。學生雖然對力學有了一定的知識儲備，但能量的概念比較抽象，學生需要在教師的引導下探究學習，把感性認識上升到理性的認識。本節課雖然學生對于物體做功的知識已有了初步的認識,但對于功和能的概念和關系在理解上有一定的難度，需要在實驗探究的基礎上加深理解。八年級的學生好奇心又強，喜歡動手動腦，學生厭倦了教師的單獨說教，希望通過自己的小組合作完成實驗，發表自己的見解和才華，從實驗中培養學生的合作探究能力和分析問題解決問題的能力。
3.學習目標確定與教學重難點 （1）通過實例從做功的角度描述能量，能說出能量與做功的關系，記住能量的單位；（2）利用實例或實驗初步認識動能、勢能的概念，并能運用其解釋相關的現象；（3）通過實驗探究，了解動能、勢能的大小跟哪些因素有關。通過探究物體的動能受哪些因素影響的實驗，學生的分析問題能力和解決問題能力得以提高；（4）在了解動能、勢能的大小跟哪些因素有關的活動中，學會用科學探究的方法研究物理問題。本節教學的重點是動能和勢能的概念、探究影響動能和勢能大小的影響因素。教學難點是探究動能和勢能的影響因素。
4.評價量表 《動能和勢能》的評價量表任務列表任務要求（滿分：30分）學生自評同學互評教師評價任務一：動能知道動能的概念，通過實驗得出影響動能的大小的因素，能正確判斷物體動能的變化（10分）任務二：重力勢能知道重力勢能的概念，影響重力勢能大小的因素，能正確判斷物體重力勢能的變化（10分）任務三：彈性勢能知道彈性勢能的概念，影響彈性勢能大小的因素，能正確判斷物體彈性勢能的變化（10分）
5.學習活動設計
教師活動 學生活動 設計意圖/學習評價
任務一：引入新課
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。演示：用手推動木箱，使木箱運動一段距離。在此過程中，手的推力是否做了功？出示斜槽，并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，能量和功有著密切的聯系，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。物體具有能量的形式是多種多樣的，以后我們將逐步認識各種形式的能量 學生思考并回答，木塊在推力的方向上通過了距離，推力做了功。 學生思考并回答，滾下的鋼球撞擊木塊，對木塊有力，并使木塊移動了一段距離，鋼球對木塊做了功。 功和能有密切聯系，從做功直接引入能的概念。并為下面設計探究影響動能大小的因素做好了鋪墊。
任務二：動能
剛才的實驗中鋼球撞擊木塊能夠做功，若將鋼球靜止停靠在木塊一側，鋼球還能夠對木塊能夠做功嗎？(邊講邊演示)。讓學生認識到只有運動的鋼球才能推動木塊做功。總結出動能概念：物體由于運動而能夠做功，它們具有的能量叫做動能。例如：湍急的流水、風吹動船帆、飛行的子彈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”。問題：小鳥和飛機迎面相撞時，能量大到足以擊落飛機，那么物體的動能大小跟哪些因素有關呢？猜想：汽車速度越大，出事故時破壞就越嚴重；一輛汽車以同一速度運動，重載比空載時出事故更嚴重，因此動能的大小可能與物體的速度、質量等因素有關。現在我們要利用桌上的斜面、小球、木塊來探究動能的大小與物體的質量、運動的速度有怎樣的關系。實驗前，我們先思考幾個問題：（1）實驗時如何比較動能的大小？（2）動能的大小可能與兩個或兩個以上的因素有關，在實驗中應如何具體操作？（3）研究動能與質量關系時，應該改變哪一個物理量？應該讓哪一個物理量不改變？如何控制質量不同的小球撞擊物體時的速度相同？（4）研究動能與速度關系時，應該改變哪一個物理量？應該讓哪一個物理量不改變？如何控制質量相同的小球撞擊物體的速度不同？（5）設計出實驗步驟，并進行實驗。讓學生分組實驗后得出結論：質量相同時，速度越大的物體具有的動能越大；速度相同時，質量越大的物體具有的動能越大；物體的動能與物體的速度和質量有關，速度越大，質量越大，物體具有的動能就越大想想議議： 用物理學的術語解釋，為什么要對機動車的行駛速度進行限制？為什么在同樣的道路上，不同車型的限制車速不同？ 學生觀察并分析回答，靜止的鋼球不能使木塊移動，所以不能夠對木塊做功。學生積極思考，并回答問題。啟發同學得出，動能的大小可能與物體的質量、運動的速度有關。學生分析討論后回答：（1）使小球從斜面滑下，撞擊平面上的物塊，被撞物塊的運動距離越長，運動小球所具有的動能就越大。（2）采用控制變量法。 （3）應該使質量不同，讓速度相同。使小球分別從斜面的同一高度由靜止滾下，就能使小球撞擊物體時的速度相同。（4）應該使質量相同，讓速度不同。取同一個小球從斜面的不同高度滾下。就能使小球撞擊物體時的速度不同。分析：機動車的行駛速度越大,動能就越大,越不容易剎車,所以要對車輛的速度加以限制,以免發生交通事故。不同車型的車, 速度相同,質量越大,動能越大,越不容易剎車,所以大型客車的限制速度比小型客車更小。 運用事例對比進行思考，學生易于接受新知識。運用轉換和控制變量的思想設計并進行實驗，培養學生科學探究能力。通過解決實際問題，加深學生對新知識的理解和應用，培養學生解決問題的能力。【評價標準】知道動能的概念，通過實驗得出影響動能的大小的因素，能正確判斷物體動能的變化（10分）知道動能的概念，通過實驗得出影響動能的大小的因素，不能熟練判斷物體動能的變化（8分）知道動能的概念，不能正確判斷動能大小的變化（6分）
任務三：重力勢能
演示：課本靜止放在水平桌面上，問：課本受到重力，重力對課本做功嗎？怎樣才能使重力對課本做功？讓學生認識到物體被舉高而具有能量，這種能量與重力有關，物理學叫做重力勢能。例如：水滴石穿、舉高的重錘、從高空落下的隕石思考：課本和鉛筆都被舉高，它們具有的重力勢能相同嗎？在此基礎上，讓學生思考：（1）重力勢能可能與什么因素有關？（2）實驗時如何比較重力勢能的大小？（3）你應該采用什么實驗方法來探究？（4）設計出實驗步驟，并進行實驗。學生實驗后得出結論：物體被舉的高度相同時，質量越大的物體具有的重力勢能越大；質量相同時，舉得越高的物體具有的重力勢能越大；物體的重力勢能與物體的被舉的高度和質量有關，被舉的高度越大，質量越大，物體具有的動能就越大 學生分析思考：課本靜止放在水平桌面，課本沒有在重力方向上移動一度距離，此時重力不做功。要讓重力對課本做功，可以讓木塊舉高后釋放。 重力勢能概念的引入也以能做功的物體具有能量的思想為基礎。 有了前面研究動能的實驗做基礎，再學習研究重力勢能的實驗變得較為容易，教師適當點撥即可【評價標準】知道重力勢能的概念，影響重力勢能大小的因素，能正確判斷物體重力勢能的變化（10分）知道重力勢能的概念，影響重力勢能大小的因素，不能熟練判斷物體重力勢能的變化（8分）知道重力勢能的概念，不能正確判斷物體重力勢能大小的變化（6分）
任務四：彈性勢能
（教師邊演示，邊講授）一個彈簧，用一個木塊用力將彈簧壓縮，使其發生彈性形變。此時，彈簧靜止，沒有動能。彈簧也沒有被舉高，也沒有重力勢能。可是大家想象，彈簧能不能做功？總結：被壓縮的彈簧也具有能。這種能區別于動能和重力勢能，它是由于物體發生了彈性形變而具有的能。所以，發生彈性形變的物體具有的能叫彈性勢能。例如：拉彎的弓、發生形變的網球拍、壓彎的跳板物體在很多情況下都具有彈性勢能。射箭用的弓被拉滿時產生彈性形變，具有彈性勢能。鐘表的發條在卷緊時具有彈性勢能，通過做功來帶動鐘表機件正常轉動。讓學生表演用橡皮筋彈射紙彈的游戲。用不同的力使橡皮筋形變程度不同，觀察紙彈彈射的距離有何不同？指出：物體的彈性勢能的大小跟形變大小有關，彈性形變越大，它具有的彈性勢能越大。重力勢能和彈性勢能都叫做勢能 學生觀察到：放開手，木塊被彈簧彈出去，說明被壓縮的彈簧能夠做功，也具有能量。 橡皮筋形變程度不同，紙彈彈射的距離不同，說明橡皮筋對紙彈的做功不同，進一步說明橡皮筋具有的彈性勢能不同 彈性勢能概念的引入也以能做功的物體具有能量的思想為基礎。 讓學生親自參與實驗，體會物理就在身邊【評價標準】知道彈性勢能的概念，影響彈性勢能大小的因素，能正確判斷物體彈性勢能的變化（10分）知道彈性勢能的概念，影響彈性勢能大小的因素，不能熟練判斷物體彈性勢能的變化（8分）知道彈性勢能的概念，不能正確判斷物體彈性勢能大小的變化（6分）
6.板書設計一、能量1.一個物體能夠做功，我們就說它具有能量。2.單位 : 焦耳 簡稱 焦，符號是 J二、動能1.定義：物體由于運動而具有的能。一切運動的物體都具有動能。2.物體動能的大小跟速度和質量有關。質量相同的物體，速度越大，它的動能越大。運動速度相同的物體，質量越大，它的動能也越大。三、重力勢能1.重力勢能：物體由于位置較高而具有的能量叫做重力勢能。2.重力勢能大小與質量和高度有關。在質量一定時，高度越高，重力勢能越大；在高度一定時，質量越大，重力勢能越大。四、彈性勢能1.定義：物體由于彈性形變而具有的能量。2.一切發生彈性形變的物體都具有彈性勢能。彈性勢能的大小與物體的彈性以及形變的程度有關；同一物體，彈性形變越大，彈性勢能越大。
7.作業與拓展學習設計 1．在5月21日舉行的長春市馬拉松比賽中，運動員所穿跑鞋的底部有凹凸不平的花紋，這是為了 摩擦；臨近終點加速沖刺時，運動員的慣性 ，動能 （均選填“增大”、“減小”或“不變”）。【答案】 增大 不變 增大【詳解】[1]運動員所穿跑鞋的底部有凹凸不平的花紋，這是在壓力一定時，通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦。[2]臨近終點加速沖刺時，運動員的質量不變，慣性不變。[3]臨近終點加速沖刺時，運動的質量不變，速度增大，動能增大。2．小明和小剛一起去商場購物，當他們站在扶梯上，自動扶梯將他們從一樓勻速送上二樓時，小剛認為小明沒有動，小剛選取的參照物是 ，在這個過程中小明的動能 。（選填“增大”、“不變”或“減小”）【答案】 自動扶梯 不變【詳解】[1]以自動扶梯或以小剛自己為參照物，小剛看到小明的位置沒有變化，所以說小明沒有動。[2]小明隨自動扶梯勻速上升過程中質量不變，速度不變，所以動能不變。3．甲、乙兩輛相同的汽車在同一水平路面上做直線運動的圖像如圖所示。由圖可知，甲車的動能 （選填“大于”、“小于”或“等于”）乙車的動能；若汽車的發動機功率保持不變，經過相同的時間，甲、乙兩車牽引力做功之比為 。（空氣阻力忽略） 【答案】 小于 1∶4【詳解】[1]由圖中數據計算出甲車、乙車的速度分別為因為甲、乙兩輛車質量相同，甲車速度小，故甲車動能較小。[2]由于甲、乙兩車相同，忽略空氣阻力，則在水平路面上勻速行駛時摩擦力相同，故兩車牽引力相同。若汽車發動機功率保持不變，兩車運動的速度也不變，則兩車牽引力在相同時間內做功之比為4．如題圖所示，大人比小孩重，他們用相同時間從一樓爬到三樓， 做功多， 做功快，到三樓時 重力勢能大。（均選填“大人”或“小孩”） 【答案】 大人 大人 大人【詳解】[1]大人和小孩用相同時間從一樓爬到三樓，爬的高度相同，大人比小孩重，由W=Gh可知，大人做的功多。[2]大人和小孩爬樓用相同時間，大人做的功多，由可知，大人總功的功率大，所以大人做功快。[3]到三樓時，大人和小孩所處的高度相同，大人比小孩重，所以大人的質量大，故大人的重力勢能大。5．如圖所示為游樂園過山車的軌道示意圖；過山車從高處加速滑下的過程中，過山車重力勢能 （選填“增加”、“減少”或“不變”）。 【答案】減小【詳解】過山車從高處加速滑下的過程中，質量不變，高度變小，重力勢能減小。6．如圖所示是艦載機在我國自主建造的國產航母“山東艦”甲板上降落時的情景。艦載機著艦后必須適時放下著艦鉤，鉤住甲板上的攔阻索，達到強行減速的目的，最后艦載機停在航母水平甲板上。從艦載機放下著艦鉤鉤住攔阻索至艦載機停下的過程中，攔阻索（可視為彈性繩）的彈性形變越來越大，則飛機受到的彈力將越來越 （選填“大”或“小”）；發生彈性形變的攔阻索具有 能。 【答案】 大 彈性勢【詳解】[1]彈力的大小與物體的形變程度有關，形變量越大，彈力越大，所以攔阻索（可視為彈性繩）的彈性形變越來越大，飛機受到的彈力將越來越大。[2]攔阻索（可視為彈性繩）發生彈性形變，所以發生彈性形變的攔阻索具有彈性勢能。7．運動著的錘子能將釘子釘入木板中，運動著的子彈能射穿雞蛋，這些現象都能說明運動著的物體具有 ；用彈弓彈射“子彈”時橡皮筋的形變越大，“子彈”被彈射得越遠，鐘表上的發條上得越緊，鐘表走的時間越長，這些都能說明彈性形變越大，物體的 就越大。【答案】 動能 彈性勢能【詳解】[1]物體由于運動而具有的能量，叫動能，故運動著的子彈能射穿雞蛋，這些現象都能說明運動著的物體具有動能。[2]物體由于發生彈性形變而具有的能量，叫彈性勢能，橡皮筋的形變越大，鐘表上的發條上的得越緊，說明發條的彈性形變越大，物體的彈性勢能越大。8．小明在“探究物體的動能大小跟哪些因素有關”的實驗中，選用質量不同的兩個鋼球m和M（M的質量大于m），分別從不同的高度h和H（H>h）由靜止開始滾下，觀察木塊B被撞擊后移動的距離，實驗過程如圖所示：（1）該實驗中物體的動能是指 （選填“鋼球”或“木塊”）的動能；實驗中觀察到木塊B移動的距離越長，則說明鋼球對木塊 越多，動能就越大；（2）比較 兩圖進行的實驗，可以探究小球的動能與速度的關系，并由此得出結論：當物體質量相同時，速度越大，動能越大；（3）圖乙和圖丙換用質量不同的鋼球從斜面的相同高度由靜止開始滾下，目的是控制 相同，探究鋼球的動能大小與 的關系；（4）木塊在水平面上滑動時，受到水平面的摩擦力 （選填“變大”、“變小”或“不變”），克服摩擦力做功的功率 （選填“變大”、“變小”或“不變”）。【答案】 鋼球 做功 甲、乙 速度 質量 不變 變小【詳解】（1）[1][2]該實驗中所探究的物體的動能是指鋼球的動能；該實驗中鋼球動能的大小是通過木塊被撞距離的遠近來反映的，木塊被撞得越遠，說明鋼球對木塊做功越多，鋼球的動能就越大，這里采用了轉換法。（2）[3]探究小球的動能與速度的關系時，需要控制小球的質量相同，速度不同，即讓質量相同的小球從斜面的不同高度由靜止滑下，故需要對甲、乙兩次實驗。（3）[4][5]換用質量不同的鋼球從斜面的相同高度由靜止開始滾下，由于高度相同，則到達水平面的速度是相同的，所以目的是控制速度相同，由于質量是不同的，所以探究鋼球的動能大小與物體質量的關系。（4）[6][7]木塊在水平面上滑動時，受到水平面的摩擦力是滑動摩擦力，滑動摩擦力與壓力大小和接觸面粗糙程度有關，二者不變，滑動摩擦力不變；克服摩擦力做功的功率 則滑動摩擦力不變，速度減小，木塊在水平面上滑動時，克服摩擦力做功的功率變小。9．小安同學設計了圖甲和圖乙所示的實驗來探究物體的動能大小與哪些因素有關。如圖甲所示，讓不同質量的兩個小球沿同一光滑斜面分別從高處開始由靜止向下滾動，然后與放在水平面上的紙盒相碰，紙盒在水平面上移動一段距離后靜止。如圖乙所示，讓質量相同的兩個小球沿同一光滑斜面分別從高h處和處開始由靜止向下滾動，然后與放在水平面上的紙盒相碰，紙盒在水平面上移動一段距離后靜止。（1）在圖甲和圖乙所示的兩組實驗中，研究的是 （選填“紙盒”“小球”或“斜面”）的動能與哪些因素有關；（2）圖甲中讓不同質量的兩個小球從同一高度滾下的目的是使兩球到達水平面時，具有相同的 ；（3）分析圖乙所示實驗的現象，可得出結論：在物體的質量相同時，物體的 越大，動能越大；（4）如圖丙所示的是交通管理部門對不同車型在某一路段設定的最高速度，相關資料表明，大部分重大交通事故是由于汽車超載、超速造成的。汽車超載會造成重大交通事故的原因是 。【答案】 小球 速度 速度 在相同的速度情況下，超載會使汽車的質量增大，動能增大【詳解】（1）[1]根據轉換法，通過比較紙盒在同一水平面上被撞擊的距離來判斷物體動能的大小。實驗中探究的動能是指小球撞擊紙盒前瞬間的動能。（2）[2]研究動能與質量的關系時，要控制到水平面速度一定，改變質量大小，故讓小球從斜面相同高度處由靜止下滑。（3）[3]研究動能與速度的關系時，要控制質量一定，改變速度大小，故讓小球從斜面不同高度處由靜止下滑，比較圖乙兩實驗可以得出物體質量一定時，速度越大，動能越大。（4）[4]汽車超載會造成重大交通事故的原因是：在速度相同時，質量越大，動能越大。不同的車質量不同，若控制速度相同，質量大的車動能更大，不易剎車，造成的危害更大。
8.教學反思與改進本節課主要的教學內容有：動能、勢能的概念、探究動能和勢能的影響因素。能是物理學中最重要的概念之一，它比較抽象，不易理解，只能通過有關的物理現象來肯定它的存在。而八年級學生的思維比較單一，思維處于感性階段，他們容易接受相對形象的物理概念，對抽象的“能”的概念感到困惑，所以本節教學的重點是初步理解動能、勢能的概念，知道影響動能和勢能的因素。
作業設計
11.3.動能和勢能課時作業（時間：20min）
【基礎訓練】
知識點1：動能和勢能
1．如圖所示，老師將一個用輕質泡沫塑料做成的圓環，輕放在一個斜坡上，圓環不但沒有滾下，反而加速向斜坡上滾去，其奧秘就在內部鑲嵌的小鐵塊上。在圓環加速滾上斜坡的過程中，圓環（不含小鐵塊）的動能 ，重力勢能 。（均選填“增大”“減小”或“不變”）

【答案】 增大 增大
【詳解】[1][2]在圓環加速滾上斜坡的過程中，圓環（不含小鐵塊）的質量不變，速度增大，動能增大；質量不變，高度增大，重力勢能增大。
2．鴿子的質量大于麻雀的質量。它們在空中飛行時，如果它們具有的動能相等，則鴿子比麻雀飛得 （選填“快”或“慢”）；如果它們具有的重力勢能相等，則鴿子比麻雀飛得 （選填“高”或“低”）。
【答案】 慢 低
【解析】略
3．如圖所示是撐桿跳高運動員在比賽時翻越橫桿的情景。在運動員從地面起跳至越過橫桿過程中，撐桿的彈性勢能的變化情況是 （選填“一直變大”、“先變大后變小”或“先變小后變大”）；當運動員上升至最高點時，運動員的動能 （選填“是”或“不是”）零。
【答案】 先變大后變小 不是
【詳解】[1]根據彈性勢能的知識可知，運動員在此過程中，撐桿的彈性形變先變大后變小，所以它的彈性勢能先變大后變小。
[2]根據動能的知識可知，運動員上升至最高點時，運動員具有一定的質量和速度，動能不是0。
知識點2：影響動能大小的因素
4．如圖所示是探究“物體動能的大小與哪些因素有關”的實驗示意圖。
（1）該實驗探究的是 （選填“小球”或“木塊”）的動能，其動能的大小是通過 來反映的；這樣的探究方法稱為 法；
（2）讓不同小球從斜面的同一高度由靜止滾下，推動木塊做功，目的是為了探究動能的大小與 的關系；
（3）若要探究動能與速度的關系，則需將相同質量的小球從斜面 （選填“相同”或“不同”）高度由靜止滾下。
【答案】 小球 木塊被推動的距離 轉換 質量 不同
【詳解】（1）[1][2][3]小球從斜面滾下過程中，小球的重力勢能轉化為動能，所以探究的是小球動能的大小；其動能大小是通過木塊移動的距離來反映的，木塊移動的距離越遠，小球的動能越大，這是轉換法的應用。
（2）[4]讓不同小球從斜面的同一高度由靜止滾下，即小球的質量吧相同，滾下的高度相同，滾到斜面底端的速度相同，目的是為了探究動能的大小與質量的關系。
（3）[5]若要探究物體動能與速度的關系，實驗中需要控制小球的質量不變，改變速度的大小，則需將用相同質量的小球從斜面不同高度由靜止滾下。
【能力提升】
1．判斷下列物體具有能量的名稱。
①在水平地面上滾動的鉛球： ；
②懸掛在室內的電燈： ；
③玩具汽車中被卷緊的發條： ；
④在空中飛行的波音747客機： 。
【答案】 動能 重力勢能 彈性勢能 動能和重力勢能
【詳解】[1]在水平地面上滾動的鉛球由于運動具有動能。
[2]懸掛在室內的電燈由于受到重力且處于一定的高度具有重力勢能。
[3]玩具汽車中被卷緊的發條由于發生彈性形變具有彈性勢能。
[4]在空中飛行的波音747客機由于運動具有動能，由于受到重力且離地面有一定的高度具有重力勢能。
2．如圖所示的“魔罐”做好后將罐子從不太陡的斜面滾下，罐子和小鐵塊的動能會轉化為橡皮筋的 ，滾動一段時間后罐子停下來，然后再沿斜面向上滾動，此時罐子的重力勢能會 （“增大”“不變”或“減小”）。實際實驗中金屬罐 （“能”或“不能”）回到斜面上的原釋放點。
【答案】 彈性勢能 增大 不能
【詳解】[1]金屬罐不太陡的斜面上滾下，是從最高處滾下時，金屬罐先由慢到快、后由快到慢滾到最低點，上面一段滾動主要是重力勢能減小，金屬罐的動能和橡皮筋的彈性勢能增加；下面一段滾動主要是重力勢能和金屬罐的動能減小，橡皮筋的彈性勢能增加。
[2]金屬罐沿斜面向上滾動時，高度增加，則罐子的重力勢能會增大。
[3]此題中，由于罐與地面之間存在著摩擦力，所以罐的機械能會減小，則罐子滾回來后不能回到原釋放點的位置。
3．如圖所示是玩彈弓的情景。經驗表明，橡皮筋拉得越長，同樣的“子彈”射得越 ，這說明橡皮筋的彈性勢能與其 有關；若橡皮筋被拉的長度相同，而用的“子彈”不同，則質量大的“子彈”射出的距離較 ，原因是質量大的“子彈”射出時 小。
【答案】 遠 彈性形變程度 近 速度
【詳解】[1][2]橡皮筋彈性勢能的影響因素是橡皮筋發生形變的程度，橡皮筋形變的程度越大，橡皮筋的彈性勢能就越大；“子彈”射得越遠，說明橡皮筋的彈性勢能越大，轉化成的動能就越多，因此橡皮筋拉得越長，“子彈”射得越遠，這說明橡皮筋的彈性勢能與橡皮筋伸長的長度，即彈性形變程度有關。
[3][4]當“子彈”射出時，“子彈”具有的動能是橡皮筋的彈性勢能轉化來的，橡皮筋被拉的長度相同，說明橡皮筋的彈性勢能相同，在理想的情況下，轉化成的動能也相同，根據動能的影響因素是質量和速度，在動能相同時，“子彈”的質量越大，“子彈”的運動速度就越小。
4．科技實踐是提高學生核心素養重要途徑，如圖是某科技實踐小組制作的水火箭的運動軌跡，運動到A點后不再噴水，B點是最高點，則在B點時水火箭的動能 （選填“為零”或“不為零”），從B運動到C，水火箭重力勢能 （選填“增大”或“減小”）。
【答案】 不為零 減小
【詳解】[1]球在最高點時，速度不為零，故動能不為零。
[2]從B運動到C，小球距離地面的高度逐漸減小，質量不變，故小球的重力勢能逐漸減小。
5．圖中所示為冬奧會的一些運動項目，關于這些項目中的情景下列說法中不正確的是（　　）
A．跳臺滑雪運動員在空中下落的過程中，重力勢能不變
B．短道速滑運動員在水平冰道上加速沖刺的過程中，其動能增加
C．冰壺運動員將冰壺沿水平冰面推出后，冰壺的動能逐漸減小
D．冰球運動員用球桿推著冰球使其水平滑動的過程中，冰球所受重力沒有做功
【答案】A
【詳解】A．跳臺滑雪運動員在空中下落的過程中，質量不變，高度變小，重力勢能變小，故A錯誤，符合題意；
B．短道速滑運動員在水平冰道上加速沖刺的過程中，其質量不變，速度變大，動能增加，故B正確，不符合題意；
C．冰壺運動員將冰壺沿水平冰面推出后，冰壺的受到阻力的作用，其速度逐漸變小，質量不變，動能逐漸減小，故C正確，不符合題意；
D．冰球運動員用球桿推著冰球使其水平滑動的過程中，冰球沒有在力的方向上通過距離，所以冰球所受重力沒有做功，故D正確，不符合題意。
故選A。
6．小明和同學一起蕩秋千。下列說法正確的是（　　）
A．通過最低點時的動能不變 B．下降過程中的動能變小
C．到達最高點的重力勢能為零 D．上升過程中的重力勢能增大
【答案】D
【詳解】A．人的質量一定，通過最低點時速度最大，動能最大，故A錯誤；
B．下降過程中，質量不變，高度變小，重力勢能變小，速度增大，動能增大，故B錯誤；
CD．上升過程中，質量不變，高度增大，重力勢能增大；到達最高點時，高度最大，重力勢能最大，故C錯誤，D正確。
故選D。
7．隨著高層住宅越來越多，預防高空墜物很有必要。有實驗數據表明，一枚雞蛋從4樓落下，會使人頭部起腫包；從16樓落下，足以砸碎成年人的頭骨。針對這一現象（　　）
A．雞蛋重力勢能的大小跟高度有什么關系？
B．雞蛋重力勢能的大小跟質量有什么關系？
C．物體重力勢能的大小跟高度有什么關系？
D．物體重力勢能的大小跟哪些因素有關系
【答案】C
【詳解】一枚雞蛋從4樓落下，會使人頭部起腫包；從16樓落下，足以砸碎成年人的頭骨，雞蛋的質量一定，下落的高度不同，落到地面時對外做的功不同，所以可探究物體重力勢能的大小跟高度的關系，故C符合題意，ABD不符合題意。
故選C。
8．彈跳桿運動是一項廣受歡迎的運動。其結構如圖甲所示。圖乙是小希玩彈跳桿時由最低位置上升到最高位置的過程，針對此過程。下列分析正確的是（　　）
A．a→b的過程中，彈簧的彈力越來越大，在b狀態時彈力最大
B．b→c的過程中，彈簧的彈性勢能轉化為小希的重力勢能
C．a→c的過程中，小希先加速后減速，在b狀態時速度最大
D．在a狀態時彈簧的彈性勢能最大，小希的動能為零
【答案】D
【詳解】A．a→b的過程中，彈簧的形變程度變小，所以彈簧的彈力越來越小；到達b時，彈簧恢復到原長，所以此時彈力為0，故A錯誤；
B．b→c的過程中，即離開地面上升的過程中，小希的速度減小，動能減小，高度增大，重力勢能增大，所以該過程中是動能轉化為小希的重力勢能，故B錯誤；
C．a→b的過程中，開始一段時間內，彈簧的形變量較大，向上的彈力大于向下的重力，小希做加速運動；隨著彈簧形變量的減小，彈力減小，當彈力等于重力時，小希的速度達到最大；彈力繼續減小，向上的彈力小于向下的重力時，小希做減速運動；而b→c的過程中，小希在重力作用下做減速運動；所以，a→c的過程中，小希先加速后減速，在b狀態時速度并不是最大（此時彈簧恢復到原長，無彈力，人只受重力作用，處于減速階段），故C錯誤；
D．由圖可知，a狀態時彈簧的形變程度最大，彈簧的彈性勢能最大；小希處于最低位置，速度為0，故小希動能為0，故D正確。
故選D。
9．實心球是我縣中考體育測試的一個重要項目，小明斜向上與水平成45°角拋出實心球。從球離開手到最后落在地面的過程中，則動能隨時間t的變化關系（不計空氣阻力），最接近下圖中的哪一個？（　　）
A．B． C． D．
【答案】D
【詳解】斜向上拋出一個小球，小球上升的過程中，速度越來越小，動能越來越小，到達最高點，速度不為0，在水平方向上有一定的速度，所以動能不為0，下落的過程中，速度越來越大，動能越來越大，所以動能是先減小，后增大，故D符合題意，ABC不符合題意。
故選D。
10．某小組進行“探究動能大小與質量是否有關”的活動。
（1）小麗用兩輛相同的小車，在其中一輛小車上放一個砝碼，然后讓它們從同一斜面的同一位置由靜止釋放，撞擊置于水平面上的木塊，如圖甲所示：
①將小車從同一位置處釋放，目的是為了控制小車到達水平面的 相同；
②通過比較 來比較小車動能大小；根據實驗得出結論：動能大小與質量大小有關；
③本實驗裝置的水平面如果絕對光滑，還能得出結論嗎？ （選填“能”或“不能”），原因是 ；
（2）木塊在水平面上滑動時，受到水平面的摩擦力 （填“變大”、“變小”或“不變”）；克服摩擦力做功的功率 （填“變大”、“變小”或“不變”）；
（3）小亮改變實驗方案：讓同一小車，從同一斜面的不同高度由靜止釋放，撞擊水平面上的木塊，如圖乙。發現：木塊滑行的距離不一樣遠。根據這一現象，能做出以下哪個判斷？ 。
A．動能大小與質量無關，一定還與其他因素有關
B．動能大小除了與質量有關外，一定還與其他因素有關
C．不能判斷物體動能大小是否與質量有關，動能大小一定與質量外的其他因素有關
【答案】 速度 木塊被推出的遠近 不能 木塊做勻速直線運動 不變 變小 C
【詳解】（1）①[1]要探究動能大小與質量的關系，需控制速度相同，為了使小車在水平面運動時的起始速度相等，需將質量不同的小車從斜面上的同一高度處由靜止滑下。
②[2]實驗中通過木塊被推出距離的多少可看出小車動能的大小，木塊移動的距離越大，說明小車對木塊做的功越多，小車的動能越大。
③[3][4]如果水平面絕對光滑，小球推木塊運動時，木塊不受摩擦力，由牛頓第一定律可知，木塊將做勻速直線運動，木塊通過的距離無法確定，做功的多少也無法確定，所以小球動能的大小就無法比較，不能得到結論。
（3）[5][6]木塊在水平面上滑動時，受到水平面的摩擦力是滑動摩擦力，與壓力大小和接觸面粗糙程度有關，二者不變，滑動摩擦力不變；克服摩擦力做功的功率，滑動摩擦力f不變，速度v減小，因此木塊在水平面上滑動時，克服摩擦力做功的功率變小。
（3）[7]同一小車，從同一斜面的不同高度由靜止釋放，那么小車到達水平面時的速度就不同，小車推動木塊做功，運動距離越遠，做功越多，說明小車的動能越大；小車質量一定，不能判斷物體動能大小是否與質量有關；說明動能大小一定與質量外的其他因素有關，故選C。
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八年級物理大單元整體設計
第十一章《功和機械能》
一、單元內容分析
能量是《課標》中科學內容的三大主題之一，這充分說明了能量在初中物理課程中的重要地位。本單元首次向學生提出能量的概念，是后續九年級相關知識內容學習的基礎。在后續的學習中，九年級還將學習“電能”、“內能”、“能量守恒”、“能源與可持續發展”等涉及能量的內容。因此本單元的內容是能量知識在初中階段的重點部分。
本章共分四節：功、功率、動能和勢能、機械能及其轉化。第一節通過觀察現象和日常生產生活實際了解功的概念及做功的兩個必要因素，進而理解公的計算公式。第二節通過不同事物之間做功快慢的對比，建立功率的概念和功率的計算公式，通過解決實際問題了解功率的推導公式。第三節由于只要求初中學生初步認識能量概念，所以教科書沒有在能量的概念上進行拓展，而是在功的知識的基礎上，直接從功和能的關系引人能量的概念一物體能夠對外做功，我們就說這個物體具有能量。教科書通過列舉生產、生活中一些物體具有能量的實例，引出了動能和勢能的概念。在此基礎上，實驗探究物體的動能跟速度、質量的關系，根據生產和生活中的現象說明勢能大小的決定因素。第四節通過呈現日常生活中熟悉的場景，讓學生思考交流，了解動能和勢能相互轉化，通過想象提出問：減少的機械能去哪了？激發學生對知識的渴望，進而理解機械能守恒的內容。通過介紹我國一些科學技術讓學生了解水能和風能的利用。
二、本章課標要求
本章內容屬于課程標準中課程內容的第三個一級主題“能量”，是該主題下的二級主題“能量、能量的轉化和轉移”和“機械能”中的部分內容。內容標準要求如下：
3.1.3結合實例，認識功的概念。知道做功的過程就是能量轉化或轉移的過程。
3.2.1 知道動能、勢能和機械能。通過實驗，了解動能和勢能的相互轉化。舉例說明機械能和其他形式能量的相互轉化。
例1 定性說明蕩秋千過程中動能和勢能的相互轉化。
例2 分析《天工開物》中沒水裝置工作時能量的相互轉化。
3.2.2知道機械功和功率。用生活中的實例說明機械功和功率的含義。
三、本章核心素養
物理觀念：功、做功的兩個必要因素、功的計算公式、功率、功率的計算公式、動能、影響動能大小的因素、重力勢能、影響重力勢能大小的因素、彈性勢能、影響彈性勢能大小的因素、機械能轉化、機械能守恒。
物理思維：通過觀察思考、交流討論了解功和功率的概念和計算。通過聯系生活實際了解動能、重力勢能、彈性勢能、動能和勢能的相互轉化、機械能守恒。通過經歷發現問題、設計和進行實驗、得出結論、交流反思的科學探究過程，知道影響物體動能大小的因素。
科學探究：探究影響物體動能大小的因素。
科學態度與責任：能初步體會利用實驗能夠探究物理規律，解決科學問題。能夠通過團隊間的交流協作，培養學生團隊溝通、協作的能力。
四、本章教學目標
（一）內容目標：
1.知道功的概念
2.知道做功的兩個必要因素；
3.知道用功的計算公式進行簡單計算；
4.知道功率的概念；
5.知道用功率的計算公式進行簡單的計算；
6.知道動能、重力勢能、彈性勢能的概念及影響因素；
7.知道動能和勢能可以相互轉化；
8.知道機械能守恒
（二）學業目標：
1.通過對本章內容的學習，能出初步建立能量的概念，能通過能量的內容解決實際問題。
2.通過學習機械能，培養學生理論聯系實際的能力，提高學生的學習熱情。
五、教學重點
1.功的概念的建立；
2.理解功的兩個必要因素；
3.功率的概念；
4.動能和勢能的概念；
5.探究影響動能和勢能大小的影響因素；
6.動能和勢能的相互轉化。
六、教學難點
1.會用W=F.s進行簡單的計算；
2.對功率意義的理解及功率的計算；
3.對能量的認識；
4.理解機械能守恒，并能解釋機械能轉化的物理現象。
七、學情分析和建議
功和機械能現象是學生在生活中比較熟悉的，也是他們容易發生興趣的現象。教學中要注意培養學生對物理的興趣，充分發揮演示實驗的作用，迎合他們好奇、好動、好強的心理特點，調動他們學習的積極性和主動性。另外應注意引導學生利用已有知識，通過理論分析和推斷來獲得新知識的能力，發展抽象思維能力。以便學生理解和掌握。
初中生的思維方式要求逐步由形象思維向抽象思維過渡，因此在教學中應注意積極引導學生應用已掌握的基礎知識，通過理論分析和推理判斷來獲得新知識，發展抽象思維能力。當然在此過程仍需以一些感性認識作為依托，可以借助實驗加強直觀性和形象性，以便學生理解和掌握。
八、本章活動主題
滿載游客的過山車，在機械的帶動下向著軌道的最高端攀行……忽然，它像一匹脫韁的野馬，從軌道的最高端飛駛而下!它又如一條蛟龍，時而上下翻騰，時而左搖右擺，時而駛上高高聳立著的大回環的頂端。
你知道過山車的速度為什么有那么多的變化嗎？你知道過山車為什么能夠到達大回環的最高處嗎？
九、整體教學課時安排
單元主題 任務 問題 活動
壓強 任務一：功（1課時） 問題1：功的概念 活動一：說一說，含有“功”的成語或詞語，指出其中“功”的含義。
問題2：做功的兩個必要因素 活動一：標出物體受到力的方向和物體移動的方向，判斷力是否做功？活動二：三種不做功的情況。
問題3：功的計算 活動一：利用功的計算公式進行簡單計算。
任務二：功率（1課時） 問題1：功率和功的區別 活動一：想想議議：一個大人和一個小孩一起爬相同的樓梯，做功相同嗎？做功的快慢相同嗎？
問題2：功率的計算 活動一：利用功率計算公式進行簡答計算。活動二：測量爬樓的功率。
任務三：動能和勢能（1課時） 問題1：物體動能大小的影響因素？ 活動一：探究物體的動能跟哪些因素有關。
問題2：物體重力勢能大小的影響因素？ 活動一：探究物體的重力勢能跟哪些因素有關
任務四：機械能及其轉化（1課時） 問題1：動能和勢能的相互轉化 活動一：將滾擺卷起后釋放，分析滾擺能量的變化。活動二：單擺來回擺動，分析能量變化。活動三：讓木球從斜槽上端滾下，觀察木球碰擊彈簧片的過程。
問題2：機械能守恒 活動一：鐵鎖能碰到鼻子嗎？
十、學習評價量化表
評價指標 評價等級即分值 得分
一級指標 二級指標 優秀 良好 合格 自評 他評 師評
活動態度（20％） 學習興趣 對本課有濃厚的學習興趣 對本課有較高的學習興趣 對本課的學習興趣一般
學習態度 學習態度認真負責，努力完成預定任務 認真參與，在同學的協助下努力實現預定任務 認真參與，在同學的協助下努力未能全部實現預定任務
合作交流（20％） 與人合作 主動和同學配合，分工合作，樂于幫助同學 能和同學配合，做好自己分內的事 有需要時才和同學合作，喜歡個人學習
與人溝通 態度謙虛，認真傾聽同學意見，能合作解決問題 會傾聽同學意見，基本能和同學合作解決問題 不太喜歡發言和傾聽同學意見，不喜歡和同學合作解決問題
探究實驗（30％） 動手操作 能熟練操作實驗器材，并在規定時間內完成實驗任務 操作器材叫熟練，能夠完成實驗任務，但有缺陷 不能熟練操作實驗器材，不能完成實驗任務，或效率太低
分析歸納 根據實驗現象和數據能夠快速地分析歸納得出結論，并能和同學交流反思 能根據實驗現象和數據得出實驗結論，不能和同學交流反思 能記錄現象和數據，不能得出對應的結論，或不能得出完整的結論
學習成果（30％） 獲取知識 能夠完成本節課的學習目標，能完全理解本節課重難點 基本能完成本節課的學習目標，能在老師或同學的協助下理解本節課重難點 基本能完成本節課的學習目標，不能完全理解本節課重難點
熟練運用 能夠獨立、快速完成課堂或課后練習，能運用所學內容解釋一些實際問題 能夠在老師或同學的幫助下完成課堂或課后練習，能解決一些實際問題 不能完成全部的課堂或課后練習，在解決實際問題時存在較大困難
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