师：同学们好，今天我们一起来学习第十章第六节的内容——合理利用机械能。在此之前，我们已经知道了什么是对物体做功。比如说，现在老师给木块一个力，让木块在力的方向上移动了一段距离，这样就可以说老师对物体做了功。同学们想一想，还有哪些办法能让这个木块动起来呢？
生：可以让运动的小球撞击木块。
师：非常好。这说明运动的小球和我们人一样，都有对外做功的本领。生活中类似的现象有很多，比如流动的水能使水车转动，高高举起的重锤下砸地桩能使地桩下陷，拉伸的橡皮筋能弹射小球等等，它们都有对外做功的本领。
在物理学中，如果一个物体具有对外做功的本领，我们就说这个物体具有能量，简称能。通过能量的定义，我们可以发现功和能之间有着密切的联系，所以能量的单位和功的单位一样，都是焦耳，简称焦，用符号大写的J表示。但要注意，能量反映的是物体的做功能力，一个物体的能量越大，表示它能够做的功越多，不过这与这个物体是否正在做功无关。
以运动的小球为例，它能撞击木块，使木块运动，这表明运动的小球具有能量。但在小球撞击木块之前，运动的小球就处于一种有能量但没有对外做功的状态。同学们再仔细观察这三张图片：滚动的小球、举高的重锤和形变的弓弦，它们都能对外做功，但对外做功的原因似乎并不相同。分析发现，第一张图中小球由于运动而有了对木块做功的本领，小球具有了能量，若小球静止则无法撞击木块；第二张图中重锤由于被举高而有了对木桩做功的本领，重锤具有能量，如果重锤没有被举高，它无法从高处下砸，就很难使地桩下陷；第三张图中弓弦是由于发生了弹性形变，而有了对箭做功的本领，弓弦具有了能量，若弦没有发生弹性形变，则无法将箭射出。因此，我们可以分成以下三类：第一类，我们将物体由于运动而具有的能量称为动能。生活中具有动能的物体很多，比如流动的空气、被踢飞的足球、马路上行驶的汽车、飞行的飞机等等。这里展示了不同物体动能的大小，请同学们认真阅读表格。
师：我们发现体型较大的牛在行走时具有的动能大小只有60焦耳左右，而一颗小小的子弹若从步枪中射出，它具有的能量却能达到5000焦耳左右。因此，不同的物体在不同的情况下具有的动能大小都不一样。那么动能大小与哪些因素有关呢？请同学们结合生活实际，大胆提出你们的猜想。
生：足球可以用头顶，铅球不敢，因为铅球质量更大，能造成的伤害更大，具有的能量更多。所以我猜测动能的大小可能与物体的质量有关。
生：子弹分别用手丢出和从枪射出，显然从枪射出的子弹速度更大，伤害更高，能量更多。所以我猜测动能的大小还可能与物体的速度有关。
师：由于猜测中的可能影响因素有质量和速度两个，所以我们必须要满足控制变量法的思想，分两个步骤进行实验探究。先控制物体速度相同改变物体质量，研究动能与质量的关系；再控制物体质量相同改变物体运动速度，研究动能与速度的关系。接下来我们一起设计实验，老师在设计的过程中遇到了下面两个问题：第一个问题，对于质量不同的小球，我们该如何保证它们的速度相同？第二个问题，能量相对抽象，我们该如何直观地比较两小球动能的大小？请同学们先独立思考，然后阅读并理解课本108页加油站的内容。
师：同学们请看，加油站的第一句话告诉我们，由静止下滑的小球到达斜面底端的速度只与物体起点高度有关，高度越高，到达斜面底端的初始速度则越大。因此，我们可以利用同一个斜面，保证小球从斜面的同一高度由静止下落，这样即使小球质量不同，也能保证它们到达水平面的初始速度相同。加油站的第二句话告诉我们，我们可以通过比较小球对外做功的多少来间接地反映小球动能的大小。因此，让运动的小球撞击静止的木块，若木块被撞的距离越远，则说明小球对木块做的功越多，说明小球具有的能量越大。这里我们用到了转换法的思想。同学们请看实验器材，这是一个由斜面和导轨组装而成的装置，我们将滑块放在零刻度线上，铁球会从斜面下落撞击滑块。为了避免铁球对滑块的二次影响，在这里安装了磁石及时吸住铁球。
实验一：探究动能与物体质量的关系。我们采用大小不等的两个铁球，控制两小球到达水平面的初始速度相同，即保证两小球从斜面自由下落的高度相同即可。实验开始，第一步，将滑块放在0刻度线处，让小号铁球从斜面最上方红线处由静止自由下落，此时滑块停留在了15厘米刻度线处，做上标记；第二步，将滑块放回至0刻度线处，让大号铁球从同一位置由静止自由下落，此时滑块停留在了27厘米刻度线处，并做上标记。老师将实验结果展示在屏幕上，请同学们认真思考总结论。
生：当铁球运动速度相同时，铁球的质量越大，铁球能对外做的功越多，说明铁球具有的动能也就越大。
师：非常好。实验二：探究动能与物体运动速度的关系。我们采用两个大小相同的铁球，改变小球两次在水平面的初始速度，即改变小球两次下落高度即可。实验开始，将滑块放在零刻度线处。第一步，让铁球从中央红线处由静止自由下落，此时滑块停留在了17厘米刻度线处，做上标记；第二步，将滑块放回至零刻度线处，让同一铁球从斜面最上方红线由静止自由下落，此时滑块停留在了26厘米刻度线处，并做上标记。老师将第二次的实验结果也展示在了屏幕上，请同学们仔细观察并认真思考。