12.案例:
下面是张老师讲授初中物理“动能和势能”一节的教学片段。
张老师:刚才通过运动的钢球撞击木块,使木块运动了一段距离,对木块做了功,表明钢球具有能量,这种能叫作动能。下面我们学习另一种形式的能。每个小组的桌上都有砝码、木块、沙盆以及小木桌。先让木块从高处落下,砸向沙盆里的小木桌,会有什么现象?
(同学们开始实验)
张老师:哪位同学说说观察到了什么?
甲同学:木桌的腿被砸进了沙里
张老师:木块将桌腿砸进了沙里,木块对木桌做了功,说明木块具有一定的能量,就把这种由于物体被举高而具有的能量叫作重力势能。大家明白了吗?
同学们:明白了。
乙同学:(怯怯地说)老师,是不是没有做功就没有重力势能呢?我们小组做实验时,桌腿向上,木桌没有被砸进沙里。
张老师:没有做功的能力就没有重力势能,你们的实验有问题。下面我们来研究重力势能大小与什么因素有关。大家看大屏幕(图9)按照图中的方式做实验。
(学生开始实验,观察并讨论)
张老师:好,我看大家都已经做完了,请分享你们的体验。
丙同学:砝码重、木块轻,将砝码提起砸向木桌,桌腿陷进沙子要深些。
丁同学:把砝码提得越高,桌腿陷进沙子越深。
甲同学:把木块提得更高些,也能比用砝码将桌腿砸得更深。
张老师:很好!同学们能不能总结出重力势能的大小与什么因素有关?
甲同学:重力势能与高度有关,与质量有关。
张老师:对,重力势能与高度有关,与质量有关。结合以上实验结果,可以得到这样的结论:物体的重力势能与物体的质量有关,与被举的高度有关。质量越大,高度越高,它具有的重力势能越大。记住黑板上给出的结论,下面我们学习弹性势能。
