有趣的科学实验：重力小车

一、教学目标

1．了解动能和重力势能，知道能量是守恒的。 2. 提高动手能力和创新意识。

3. 学会利用重物下落带动轮子转动的原理搭建小车。

二、教学重难点

1．教学重点：动能和重力势能的关系。

2．教学难点：自主设计实验，通过能量的相互转换实现小车运动。

三、教学准备：

教师用 学生用/每组 备注 器材 弹球*1、滑轮*1、绳子*1、重物*1，铁架台 铁架台重力小车套装*1 学校自备 试剂 —— ——

四、教学过程：

（一） 回顾

请小朋友们回顾一下上节课我们做了什么有趣的实验？通过这个实验我们了解到了哪些有趣的知识？哪位小朋友愿意举手和大家分享一下呢？找2-3位同学分享，老师总结。

（二）情景引入

骑自行车、滑板或者溜冰鞋上下坡时，我们会有这样的感受：上坡时很吃力费力气，而下坡时非常轻松容易，有时可能下坡还要带点刹车防止速度过快带来

危险。同学们知道其中蕴含的科学原理吗？请同学们结合自己的实际经验谈感受。

（三）探究——能量

重力：物体由于地球的吸引而受到的力叫重力。重力的方向总是竖直向下。物体受到的重力的大小跟物体的质量成正比。如苹果熟透了会落下地面，而不向天上飞，就是因为苹果受到地球引力的作用，因此重力的方向总是竖直向下的。

重力势能：重力势能是物体因为重力作用而拥有的能量，对于重力势能，其大小由地球和地面上物体的相对位置决定。物体的质量越大、相对的位置越高、做的功越多，从而使物体具有的重力势能变大。某种程度上来说，就是当高度一定时，质量越大，重力势能越大；质量一定时，高度越高，重力势能越大。

例如人们打桩时，先把锤子高高举起，锤子落下就能把木桩打入地里。物体的质量越大，举得高度越高，它具有的重力势能就越大。被举高的锤子就有重力势能，而且锤子质量越大，举得高度越高，它具有的重力势能就越大。玩滑滑梯时，上到滑滑梯越高的地方，滑下来的速度就越快。但是为了安全，滑滑梯不能制作的太高。

动能：物体由于运动而具有的能量，称为物体的动能。质量相同的物体，运动速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，具有的动能就越大。例如行走的动物、飞行的子弹、奔驰的骑车等都具有动能。

能量守恒：能量守恒，是物理学名词。能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一个物体传递给另一个物体，而且能量的形式也可以互相转换。这就是人们对能量的总结，称为能量守恒定律。

播放视频。

以地面为参照，被举起的小球具有重力势能。当放手后，相对位置变低，重力势能变小，小球增加了动能。

（四）探究——定滑轮

老师演示定滑轮的用法和作用。滑轮是

一个周边有槽，能够绕轴转动的小轮。使用滑轮时，轴的位置固定不动的滑轮称之为定滑轮。定滑轮的功能是改变力的方向，但不能省力。

（五）探究——重力小车

同学们自己设计方案，实现通过重物的重力势能转变成小车的动能，从而使小车运动起来。

步骤：

生活中的能量

蹦床：蹦床运动中涉及的能量转化过程很多，在蹦床运动的不同过程中，能量转化过程是不同的。

运动员在向下蹬床时是重力势能和体内的化学能转化为弹性势能，在弹起过程中是弹性势能转化为动能和重力势能，脱离蹦床向上弹出的过程，是动能转化为重力势能，向下落但未接触蹦床过程中时重力势能转化为动能，下落接触蹦床后到速度为零过程中，动能和重力势能又转化为弹性势能。

五、分享总结

学生分享 教师总结