动能和势能
（一）教学目标
1.了解能量的基本概念。
2.知道什么是动能，以及影响动能大小的因素。
3.了解什么是势能，以及影响势能大小的因素。
4.了解什么是机械能及其单位。
（二）教学辅助工具
溜槽、钢球、木块、橡皮筋、压缩弹簧等。
（三）教学过程
1. 审查
由于能量与功的概念密切相关，因此采用“怎样才算做功”这一问题来引导学生进一步理解力的有效性及功的两个要素。
当力作用于一个物体时，物体沿力的方向移动了一定的距离，这个力就产生了作用，我们说这个力做了功。
展示一个木块，将其放在水平桌面上。说明木块受到重力的作用，但木块并不沿重力方向移动，因此重力对木块不做功。然后用手推木块，使其移动一定距离。在此过程中，重力仍然不做功，但手的推力做功。然后强调力和沿力方向行进的距离是功的两个要素，功的大小等于二者的乘积。
2. 推出新课程
展示斜槽，演示钢球从斜槽中滚落，撞击水平桌面上的木块，使木块移动一定距离，让学生分析碰撞过程中是否做功。
利用学生分析的结果“钢球对木块做了功”，引入能量的概念：如果一个物体能做功，我们就说这个物体有能量。可见，在物理学中，能量和功是紧密相关的，能量反映的是物体做功的能力。
不同物体做功的能力不同，物体做的功越多，其能量就越大。
3. 开展新课程
物体有各种形式的能量，以后我们会逐渐了解各种形式的能量。刚才的实验中，钢球撞击木块可以做功，但如果钢球停在木块的一侧（边演示边讲解），钢球就不能推动木块做功。只有运动的钢球才能推动木块做功。
（1）动能：物体由于运动而能做功，它所具有的能量叫做动能。
引导学生广泛举例说明运动的空气、水及各种物体都能做功，具有动能。总结“一切运动的物体都具有动能”。
举例说明：运动物体所拥有的动能大小是不同的，例如强风可以吹倒一棵树，而微风只能使树枝摇晃。然后通过演示实验，总结决定物体动能大小的因素。
按照教材图1-1演示实验，实验可分为三步：
①将同一个钢球从斜坡上的不同高度滚下，让学生观察钢球推动木块的距离。木块被推的不同距离表明钢球对木块所作的功不同。木块被推的越远，钢球的动能就越大。实验描述：从不同高度滚下的网球，其动能不同。
②上述实验可知，钢球从较高处滚落时，其动能较大。那么钢球从不同的高度滚落时，会有哪些区别呢？我们通过观察实验可以得出结论。从溜槽最高处和靠近溜槽底部的位置同时投放两颗质量相同的钢球，在水平溜槽上，从最高处滚落的钢球可以追上从底部滚落的钢球，实验可知，从高处滚落的钢球速度较大。因此，我们可以得出结论：物体的动能和速度有关，速度越大，物体的动能越大。
③ 用不同质量的钢球，让它们从同一高度滚落，让学生观察钢球推动木块的距离，从而得出运动物体的质量越大，其动能就越大的结论。
演示实验后，总结实验结果：运动物体的速度越大，质量越大初中物理重力势能，其动能就越大。
（2）势能：物体由于运动而具有动能。物体也可能由于其他原因而具有能量。例如，同学们都玩过用橡皮筋发射纸子弹的游戏。拉长的橡皮筋可以对纸子弹施加力，推动它移动一定距离，从而对纸子弹做功。同样，弯曲的弓或压缩的弹簧也可以做功。它们都具有能量。这种能量称为弹性势能，即物体由于弹性变形而具有的能量。
解释弹性变形：物体由于外力而改变形状称为变形。如果外力撤去，物体可以恢复到原来的形状。这种变形称为弹性变形。举例说明物体的弹性变形。例如：拉伸的弹簧、扁平的球、弯曲的钢锯条、缠绕的钟表弹簧等。
课本图1-4实验说明，物体的弹性变形越大，其弹性势能就越大。为了节省课堂时间，课前按照课本图1-4将两根性质相同的弹簧压缩到不同的长度，依次烧断拉紧弹簧的绳索，每次将重物弹到不同的高度。弹簧压缩得越紧，松弛时做的功就越多，说明其弹性势能越大。
举得高的重物也能做功。例如，举得高的铅球落地时会在地面上打出一个洞；举得高的夯锤落下时会把木桩打入地面。举起的物体所具有的能量称为重力势能。
举例说明：物体的质量越大初中物理重力势能，举得越高，其重力势能就越大。例如，铅球和乒乓球举到同样的高度，铅球下落时做的功多，重力势能就大。铅球举得越高，其重力势能就越大。
引导学生讨论树上的苹果是否具有重力势能？通过讨论，学生可以理解“物体能做功”的含义。能做功只是说明物体有做功的“能力”，但并不一定是做功。树上的苹果虽然不做功，但只要从树上掉下来，它就能做功，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子上的钢球是否有能量？（有重力势能）再让学生分析在桌子上滚动的钢球有什么能量？通过分析得知，滚动的钢球既有动能，又有势能。
动能和势能统称为机械能。如果一个物体既有动能又有势能留学之路，那么动能与势能之和就是该物体的总机械能。
（4）能量的单位：从前面的讨论中，我们可以认识到能量是一个与功密切相关的概念。能量反映物体做功的能力。能量的大小可以通过所能做的功的多少来衡量。因此，动能、势能和机械能的单位与功的单位相同，也是焦耳。
4. 总结
通过以下问题的讨论，学生可以进一步理解能量、动能、势能、机械能等概念，以及机械能的单位。
（1）山上有一块大石头，稳稳地立在那里。它有能量吗？它有什么样的能量？
（2）列举几个物体具有动能、重力势能、弹性势能的例子。
（3）一个在空中飞行的球，其重力势能为5焦耳，动能为4焦耳，该球的总机械能是多少？
（4）在同一高度，铅球和棒球的重力势能不相等，有什么方法可以使它们的重力势能相等？
（5）从滑槽顶部滚落的小球有重力势能吗？它的重力势能大小在滚落过程中会变化吗？为什么？小球在滚落过程中有动能吗？它的动能会变化吗？为什么？
（四）说明
1、能量是物理学中的重要概念之一，但相对比较抽象，初中生理解起来比较困难，要紧扣课本，理解“物体能做功”的含义，才能理解能量。其实就是“能量是物体做功的能力”。这个说法虽然不是很严谨，但比较通俗易懂。
2. 关于动能，应说明运动的物体能对其他物体施加力，推动物体做功，所以具有能量。因为弹性变形的物体对其他物体施加力并做功很容易解释，学生更容易理解，所以在重力势能之前提到弹性势能。
3.势能应由物体系统（受保守力作用）所共有。被举高的重物能做功，应该是因为重物与地球组成的系统具有势能。重力势能表现出做功的能力时，通常有一个重力势能先转化为动能的过程。但本课不宜介绍这些内容，学生只能大致知道被举物体能做功。
4、势能的大小是相对的，势能的相对性是不能给初中生讲的，只能以地面作为零势能面来分析问题。
5.摘要中的（5）问题暗含着势能与动能的转化，其目的是为下一课做准备。