师：各位同学，大家好。今天我们一起来学习八年级物理第十一章第三节动能和势能。这节课有三个学习目标：第一，知道能量、动能、重力势能和弹性势能；第二，知道动能、重力势能的大小与哪些因素有关；第三，能运用能量观念分析生活现象。首先请看一段实验视频。视频中运动的钢球碰到一个铝块，推动铝块移动一段距离后停止运动。请看实验示意图，请问运动的钢球是否对铝块做功了呢？
生：有做功。因为功的两个因素就是作用在物体上的力和物体在力的方向上移动的距离。钢球推动铝块运动时，钢球对铝块有向右的推力，而铝块在向右的方向上移动了一段距离，所以有做功。
师：回答得非常好，运动的钢球确实对铝块做了功。物理学中，一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。因此，实验中运动的钢球具有能量。显然，钢球如果能推动铝块做更多的功，说明运动钢球具有的能量更大。也就是说，物体能够做的功越多，物体具有的能量就越大。能量的单位和功的单位都是焦耳。刚才实验中运动的钢球能够推动铝块做功，具有能量，那么你觉得这个钢球是因为什么原因才具有这种能量的呢？
生：可能与钢球在运动有关。因为如果钢球静止，就不可能推动同样桌面上的这个铝块运动。
师：对，正是因为钢球在运动。物理学中将这种物体由于运动而具有的能叫做动能。运动的钢球具有动能，抛出去的篮球、冲刺的运动员、飞行的子弹都在运动，都具有动能。你还能列举出一些具有动能的物体吗？流动的水能推动水车运转，具有动能；行驶的车、飓风，它们也在运动，也具有动能。因此我们可以归纳出，一切运动的物体都具有动能，不同物体的动能大小一般是不同的。结合生活认知，你觉得动能的大小和哪些因素有关呢？请看图片，一辆大卡车拖着一节火车车厢和一辆白色小汽车在公路上并排匀速前行。请问，大卡车和白色小汽车并排以60千米每时的速度匀速行驶时，按照生活认知，你认为哪辆车动能更大呢？
生：我觉得大卡车的动能会更大。因为大卡车的质量更大，万一发生交通事故，大卡车造成的伤害会更大一些。所以我认为质量较大的物体动能也会较大。
师：是的，肯定是大卡车动能更大。因为万一发生交通事故，碰到其他人或物，大卡车造成的伤害要严重得多。这说明动能与物体的质量有关系，速度相同的物体，质量越大，其动能也越大。好，请看第二个问题。一段时间后，白色小汽车以120千米每时的速度超车行驶。你认为白色小汽车在超车前和超车时哪个时候动能更大呢？
生：我认为超车时的动能会更大。因为同样都是这辆白色小汽车，超车时的速度比超车前的速度要大一些。万一超车时发生交通事故，造成的伤害会更大一些，所以我认为速度越大的物体动能也会更大。
师：是的，当然是超车时动能更大些。这说明物体动能大小还与物体的运动速度有关。同一物体，速度越大，其动能也越大。因此，请同学们千万要注意交通安全，提醒家人和亲友遵守交通规则。“道路千万条，安全第一条，行车不规范，亲人两行泪”。好，我们来小结一下动能的规律。大量的事实证明，物体的动能大小与质量和速度都有关系，并且运动速度相同的物体，质量越大，具有的动能越大；质量相同的物体，运动速度越大，具有的动能越大。下面我们用动能的规律来分析两个实际问题。请看第一个问题，消防直升机灭火时会水平匀速飞行，将携带的水倾倒在火灾区域。如图所示，倾倒过程中消防直升机的动能是变大、变小还是不变呢？理由是什么？同学们可以先将画面暂停，思考后，再听听其他同学的解答。好，我们来听听小希同学是怎样分析的。
生：题目中问的是消防直升机的动能怎么变化。根据物体动能大小跟物体的质量大小和速度大小有关。题目中说直升机救火的时候会匀速飞行，所以它的速度不变，它倒水过程中它的总质量会减小。所以直升机具有的动能会变小。
师：他的答案是变小，对不对呢？我们一起来分析下。分析物理现象首先要明确问题是什么。此题的问题是判断直升机的动能如何变化。然后要根据问题找出所依据的原理，根据原理再从题中情景中找到需要的条件进行分析说明，最后才能得出结论。这就是我们分析物理问题的三个环节。那么此题依据的原理是物体的动能大小与质量和速度的关系。从题中情景可以知道，直升机匀速飞行即速度不变，倒水过程中总质量会减小。因此我们得到直升机具有的动能变小。小希同学的解答非常准确，同学们，你也是这样思考的吗？好，下面我们利用这种方法再看一题。如图，质量较大的大雁与质量较小的燕子在空中匀速飞行，如果它们的动能相等，那么大雁和燕子哪个飞得更快呢？好，请听听这位同学的分析。
生：题目要求的是大雁和燕子哪一个飞得更快。根据动能大小与物体的质量和速度的关系，题目告诉我们，燕子的质量比较小，而它们的动能是相等的，所以只有燕子的速度更高，它们的动能才可能相等，所以答案就是燕子飞得更快。
师：太好了，非常完美的分析过程，答案就是燕子飞得更快。这是一个逆向分析的问题，我们再按照思维过程来捋一遍。题目问题是燕子和大雁哪个飞得更快？分析过程仍然是三个环节。由题意可知，依据的原理是动能大小与质量和速度的关系。由于燕子和大雁的动能相等，而燕子的质量小于大雁的质量，因此只有燕子的速度更大，才可能与大雁具有相同的动能。所以答案是燕子飞得更快，同学们，你会了吗？下面我们看另一个场景，如图，楼顶一个大铁架挂着，指不定什么时候掉落，同学们还会从楼下经过吗？肯定不会，因为担心被大铁架掉落而砸到。这说明悬在高处的大铁架子可能也具有能量。我们可以用一个简单的实验来模拟下这种情景。如图，在铁架台上放置一个钩码，随时有可能掉落，模拟楼上的大铁架子，在钩码下方放置一盆面粉，承接可能掉落的钩码，模拟万一铁架掉落时造成的危害。请看实验视频。
师：上面的实验中，悬空的钩码稍有松动会下落，将下面的面粉砸出个坑。深坑说明悬空的钩码确实具有能量。那悬空的钩码或者楼上的大铁架具有的能量是动能吗？
生：大铁块没有动能，因为它处于静止状态，没有运动，所以它没有动能。
师：对，运动的物体才有动能，而大铁架静止显然不具有动能。那它具有什么形式的能量呢？下面我们通过分析给此时的能量命个名字。分析力学问题，通常要受力分析，当钩码稍微松动后，钩码为什么会下落呢？
生：受到重力而下落，从而可以对下面的面粉做功。也就是悬空的钩码的这种能量与它的重力有关。
师：还有其他的原因吗？
生：还必须有一定的高度。例如图中桌面上的另一个钩码是不能将桌面上的面粉砸出深坑的。
师：所以悬空的钩码，其能量来自于钩码受重力作用且处于一定高度。那么物理学上将这种能量定义为重力势能，即物体由于受到重力作用并处于一定高度具有的能。显然前面楼上的大铁架子的重力势能比模拟实验中钩码的重力势能要大得多。那根据这一现象和重力势能的定义，你觉得重力势能的大小与哪些因素有关，又有怎样的关系呢？
生：因为重力势能是物体由于受到重力作用并处于一定高度具有的能，所以我认为物体的重力势能与重力和高度有关系。并且我觉得重力越大，高度越高，物体的重力势能也越大。
师：不错，可能与物体的重力和所处的高度有关。那么请问物体的重力大小又与什么因素有关呢？