動能和勢能
（一）教學目標
1.了解能量的基本概念。
2.知道什么是動能，以及影響動能大小的因素。
3.了解什么是勢能，以及影響勢能大小的因素。
4.了解什么是機械能及其單位。
（二）教學輔助工具
溜槽、鋼球、木塊、橡皮筋、壓縮彈簧等。
（三）教學過程
1. 審查
由于能量與功的概念密切相關，因此采用“怎樣才算做功”這一問題來引導學生進一步理解力的有效性及功的兩個要素。
當力作用于一個物體時，物體沿力的方向移動了一定的距離，這個力就產生了作用，我們說這個力做了功。
展示一個木塊，將其放在水平桌面上。說明木塊受到重力的作用，但木塊并不沿重力方向移動，因此重力對木塊不做功。然后用手推木塊，使其移動一定距離。在此過程中，重力仍然不做功，但手的推力做功。然后強調力和沿力方向行進的距離是功的兩個要素，功的大小等于二者的乘積。
2. 推出新課程
展示斜槽，演示鋼球從斜槽中滾落，撞擊水平桌面上的木塊，使木塊移動一定距離，讓學生分析碰撞過程中是否做功。
利用學生分析的結果“鋼球對木塊做了功”，引入能量的概念：如果一個物體能做功，我們就說這個物體有能量?？梢?，在物理學中，能量和功是緊密相關的，能量反映的是物體做功的能力。
不同物體做功的能力不同，物體做的功越多，其能量就越大。
3. 開展新課程
物體有各種形式的能量，以后我們會逐漸了解各種形式的能量。剛才的實驗中，鋼球撞擊木塊可以做功，但如果鋼球停在木塊的一側（邊演示邊講解），鋼球就不能推動木塊做功。只有運動的鋼球才能推動木塊做功。
（1）動能：物體由于運動而能做功，它所具有的能量叫做動能。
引導學生廣泛舉例說明運動的空氣、水及各種物體都能做功，具有動能。總結“一切運動的物體都具有動能”。
舉例說明：運動物體所擁有的動能大小是不同的，例如強風可以吹倒一棵樹，而微風只能使樹枝搖晃。然后通過演示實驗，總結決定物體動能大小的因素。
按照教材圖1-1演示實驗，實驗可分為三步：
①將同一個鋼球從斜坡上的不同高度滾下，讓學生觀察鋼球推動木塊的距離。木塊被推的不同距離表明鋼球對木塊所作的功不同。木塊被推的越遠，鋼球的動能就越大。實驗描述：從不同高度滾下的網球，其動能不同。
②上述實驗可知，鋼球從較高處滾落時，其動能較大。那么鋼球從不同的高度滾落時，會有哪些區別呢？我們通過觀察實驗可以得出結論。從溜槽最高處和靠近溜槽底部的位置同時投放兩顆質量相同的鋼球，在水平溜槽上，從最高處滾落的鋼球可以追上從底部滾落的鋼球，實驗可知，從高處滾落的鋼球速度較大。因此，我們可以得出結論：物體的動能和速度有關，速度越大，物體的動能越大。
③ 用不同質量的鋼球，讓它們從同一高度滾落，讓學生觀察鋼球推動木塊的距離，從而得出運動物體的質量越大，其動能就越大的結論。
演示實驗后，總結實驗結果：運動物體的速度越大，質量越大初中物理重力勢能，其動能就越大。
（2）勢能：物體由于運動而具有動能。物體也可能由于其他原因而具有能量。例如，同學們都玩過用橡皮筋發射紙子彈的游戲。拉長的橡皮筋可以對紙子彈施加力，推動它移動一定距離，從而對紙子彈做功。同樣，彎曲的弓或壓縮的彈簧也可以做功。它們都具有能量。這種能量稱為彈性勢能，即物體由于彈性變形而具有的能量。
解釋彈性變形：物體由于外力而改變形狀稱為變形。如果外力撤去，物體可以恢復到原來的形狀。這種變形稱為彈性變形。舉例說明物體的彈性變形。例如：拉伸的彈簧、扁平的球、彎曲的鋼鋸條、纏繞的鐘表彈簧等。
課本圖1-4實驗說明，物體的彈性變形越大，其彈性勢能就越大。為了節省課堂時間，課前按照課本圖1-4將兩根性質相同的彈簧壓縮到不同的長度，依次燒斷拉緊彈簧的繩索，每次將重物彈到不同的高度。彈簧壓縮得越緊，松弛時做的功就越多，說明其彈性勢能越大。
舉得高的重物也能做功。例如，舉得高的鉛球落地時會在地面上打出一個洞；舉得高的夯錘落下時會把木樁打入地面。舉起的物體所具有的能量稱為重力勢能。
舉例說明：物體的質量越大初中物理重力勢能，舉得越高，其重力勢能就越大。例如，鉛球和乒乓球舉到同樣的高度，鉛球下落時做的功多，重力勢能就大。鉛球舉得越高，其重力勢能就越大。
引導學生討論樹上的蘋果是否具有重力勢能？通過討論，學生可以理解“物體能做功”的含義。能做功只是說明物體有做功的“能力”，但并不一定是做功。樹上的蘋果雖然不做功，但只要從樹上掉下來，它就能做功，所以我們說它具有重力勢能。
（3）機械能：讓學生分析靜止在桌子上的鋼球是否有能量？（有重力勢能）再讓學生分析在桌子上滾動的鋼球有什么能量？通過分析得知，滾動的鋼球既有動能，又有勢能。
動能和勢能統稱為機械能。如果一個物體既有動能又有勢能留學之路，那么動能與勢能之和就是該物體的總機械能。
（4）能量的單位：從前面的討論中，我們可以認識到能量是一個與功密切相關的概念。能量反映物體做功的能力。能量的大小可以通過所能做的功的多少來衡量。因此，動能、勢能和機械能的單位與功的單位相同，也是焦耳。
4. 總結
通過以下問題的討論，學生可以進一步理解能量、動能、勢能、機械能等概念，以及機械能的單位。
（1）山上有一塊大石頭，穩穩地立在那里。它有能量嗎？它有什么樣的能量？
（2）列舉幾個物體具有動能、重力勢能、彈性勢能的例子。
（3）一個在空中飛行的球，其重力勢能為5焦耳，動能為4焦耳，該球的總機械能是多少？
（4）在同一高度，鉛球和棒球的重力勢能不相等，有什么方法可以使它們的重力勢能相等？
（5）從滑槽頂部滾落的小球有重力勢能嗎？它的重力勢能大小在滾落過程中會變化嗎？為什么？小球在滾落過程中有動能嗎？它的動能會變化嗎？為什么？
（四）說明
1、能量是物理學中的重要概念之一，但相對比較抽象，初中生理解起來比較困難，要緊扣課本，理解“物體能做功”的含義，才能理解能量。其實就是“能量是物體做功的能力”。這個說法雖然不是很嚴謹，但比較通俗易懂。
2. 關于動能，應說明運動的物體能對其他物體施加力，推動物體做功，所以具有能量。因為彈性變形的物體對其他物體施加力并做功很容易解釋，學生更容易理解，所以在重力勢能之前提到彈性勢能。
3.勢能應由物體系統（受保守力作用）所共有。被舉高的重物能做功，應該是因為重物與地球組成的系統具有勢能。重力勢能表現出做功的能力時，通常有一個重力勢能先轉化為動能的過程。但本課不宜介紹這些內容，學生只能大致知道被舉物體能做功。
4、勢能的大小是相對的，勢能的相對性是不能給初中生講的，只能以地面作為零勢能面來分析問題。
5.摘要中的（5）問題暗含著勢能與動能的轉化，其目的是為下一課做準備。