第4节机械能及其转化.doc

第十一章 机械能第4节 机械能及其转化【教学目标】知识与能力：1知道什么是机械能；2理解动能和势能的转化，机械能守恒；3能的利用。过程与方法：通过体验和观察，了解机械能的转化，及机械能与其他形式能的转化。情感态度与价值观：通过探究，培养合作意识。渗透合理利用能源、保护环境意识的教育。【教学重点】理解动能和势能的转化。【教学难点】理解动能和势能的转化。【教学准备】多媒体课件、滚摆、单摆、教科书第74页的“罐子”。【教学过程】主 要 教 学 过 程教学环节及内容教师活动学生活动1、 游戏引入【小游戏】 将一只铁罐沿不太陡的斜面滚下。会有什么出人意料的现象发生吗？（1）开始铁罐在斜面上具有什么能？（2）向下滚动时具有什么能？（3）铁罐滚动时橡皮筋有什么变化？具有什么能？（4）去掉皮筋看看运动情况有什么不同？【过度】这个铁盒为什么会爬坡？学习了本节内容，大家就会明白其中的奥妙？本节课我们来学习：第4节机械能及其转化。（板书）观察：铁罐的运动情况思考：是什么使它逆行而上？剖析：铁罐内部结构讨论老师问题：（1）开始具有动能（2）下滑具有动能（3）皮筋缠绕，具有势能（4）实验对比：去掉皮筋，铁罐运动快了，没有逆行。（设计意图：通过小制作魔术罐实验，激发学生积极学习新知识的欲望。）二、合作探究，建构知识机械能机械能守恒滚摆单摆机械能守恒根据所学内容解释现象。过山车水能和风能的利用【知识回顾】一、机械能物理学中把动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。这句话有两层意思，一是说机械能由动能和势能组成，二是说机械能的大小等于动能和势能的总和。板书：一、 机械能1动能、势能统称为机械能； 动能机械能 重力势能 势能 弹性势能2物体具有机械能的总量等于动能、势能两种能量之和。二、机械能守恒【演示实验】请学生观察滚摆和单摆的运动，思考滚摆和单摆在运动过程中动能和势能是如何变化的？1、观察“滚摆”运动过程(见教材图11.4-2甲)。分析它的能量变化。 运动阶段质量速度高度动能重力势能在最高点某值下降时最低点时上升时结论： 2、观察“单摆”运动过程(见教材图11.4-2乙)。分析它的能量变化。 运动阶段质量速度高度动能重力势能在最高点A某值从A到B最低点B从B到C在最高点C从C到B最低点B从B到A 结论：3、分析“张弓射箭”过程。分析它的能量变化。运动阶段箭的质量箭的速度弓的形变箭的动能弓的弹性势能松手前50g 小大 小 大 松手后50g 大 小 大 小 结论：【总结】如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的总和不变，或者说，机械能是守恒的。板书：1动能和势能能够相互转化2机械能守恒【联系生活、实例分析】1、试分析过山车运动过程中动能和势能的转化情况。2、试分析拍球过程中动能和势能的转化情况。3、生活中还有哪些动能和势能转化的实例吗？能分析这些实例中能量转化情况吗？ 三、水能和风能的利用。展示图片或视频：利用请学生观看图片或者视频，认识自然界存在的机械能。水能和风能是水或者空气因为运动或者位置高而具有的机械能。展示：危害展示图片或者视频，表现自然界的机械能有利也有弊。 四、人造地球卫星的机械能转化播放人造地球卫星的动画，问：人造地球卫星离地面有时远有时近，势能如何变化的？动能呢？真空如果不受阻力则：近地点：动能最大，势能最小；远地点：动能最小，势能最大。【亲身体验】用绳子把一个铁锁悬挂起来。把铁锁拿近自己的鼻子，稳定后松手，头不要动。铁锁向前摆去又摆回来。（1）铁锁摆回时会碰到你的鼻子吗？（2）你看到了什么现象？（3）这表明铁锁的机械能总量变_，为什么？（4）这其中是否有其他能量的转化？（5）假设没有阻力,会怎么样呢?（6）如果用力将铁锁推出去，鼻子不动，会怎样？为什么？学生看课本了解机械能。只有势能或动能时也具有机械能。（设计意图：从生活中的现象切入新课。有些物体会同时具有动能和势能，且动能与势能可以相互转化，将动能和势能统称为机械能有必要，便于研究能量问题。）老师引导学生：1、滚摆下降时：高度逐渐降低,速度越来越大,重力势能逐渐减小,动能越来越大，重力势能转化为动能。滚摆上升时：高度逐渐增大,速度越来越小,重力势能逐渐大,动能越来越小，动能转化为重力势能。让学生说说单摆的能量转化。2、单摆让学生学习分析动能和势能的转化问题。学生“张弓射箭”能量变化（设计意图：突出本节课的重点。说明势能可以转化为动能，学生通过实验，体会动能和势能能够在一定条件下相互转化且守恒。）交流讨论、实例分析1、过山车向上爬行时：动能转化为重力势能；向下运动时：重力势能转化为动能。2、球下落时：重力势能转化为动能。与地接触时：动能转化为弹性势能。反弹时：弹性势能转化为动能。上升时：动能转化为重力势能。3、举例：如拉弓射箭、撑杆跳、打夯、蹦极、蹦床等。了解机械能与其他形式能的转化。还有别的利用自然界中机械能的例子吗？潮汐了解事物有两面性机械能守恒。动能和势能相互转化。不能。因为有空气阻力（1）不会；（2）比出发位置低（3）小 可能转化成别的能量（4）用力推（5）会回到原高度（6）用力推的话，最初的机械能会大于原位置的重力势能，所以会上升到比原来高的位置，打到鼻子。（设计说明：通过学生亲自试验和观察，单摆的运动和能量特点，意识到由于摩擦的存在，机械能是不守恒的） 三、课堂小结这节课你学到了什么？如何利用压强与流速关系解释现象？学生回顾本节知识要点四、课堂检测老师巡视、讲评，注意辅导接受慢，的学生。完成检测题见附件1五、布置作业自主评价题 见附件2课后完成【板书设计】第4节 机械能及其转化10一、机械能1动能、势能统称为机械能； 动能机械能 重力势能 势能 弹性势能2物体具有机械能的总量等于动能、势能两种能量之和。二、机械能转化与守恒1、动能和势能能够相互转化2机械能守恒：当只有动能和势能互相转化时，机械能总量不变。三、水能和风能和利用1、利用2、危害课后反思：一、案例的“亮点” 1.利用“蹦极”或是“过山车”的视频引入，极大激发了学生的好奇心。2.采用列表的方式使学生更加理解了机械能的转化问题。二、教学中易出现的问题1.教学过程中做了“滚摆”（可以类比“悠悠球”）和“罐子从斜面上滚下”的实验，课下要准备好，并试用一下，保证课上好用。2.由于本节主要是概念的理解，注意多举例解释。3.防止一些学生只看热闹不参与思考、讨论和理论解释。附件1： 课堂检测1. 在载人飞船返回舱减速降落地面时，其动能不断_，重力势能不断_，其机械能的总量_(选填“增加”、“减少”或“不变”)。2. 如图所示，是北京奥运会射箭项目的图标。运动员射箭时，要用力将弓拉开，然后弓将箭射出，在此过程中是弓的 能转化为箭的 能。3. 甲站在0.5m/s匀速上行的自动扶梯上，乙站在0.7m/s匀速下行的自动扶梯上甲、乙两人质量相等，甲上行中动能 （选填“增加”、“不变”、“减少”）某时刻他们的位置如图所示，该时刻甲的重力势能 乙的重力势能，甲的机械能乙的机械能（选填“大于”、“等于”、“小于”）。4. 世界上最著名的苹果树生长在哪里？答案是在伟大的英国科学家艾萨克牛顿家花院里。牛顿被一个从树上掉落的苹果砸中脑袋，受到启发发现万有引力定律。如图所示,熟透的苹果从树上自由下落时A.动能减小，重力势能减小B.动能减小，重力势能增大 C.动能增大，重力势能减小 D.动能增大，重力势能增大5. 如图所示，轨道ABC光滑，弹簧固定在水平轨道末端，小球从A处由静止滚下，撞击弹簧后又将沿水平轨道返回，接着滚上斜面。在整个过程中，机械能转化的情况是A重力势能动能重力势能B动能弹性势能动能C动能势能动能势能动能D重力势能动能弹性势能动能重力势能7. 如图所示，将悬线密绕在滚摆的轴上，让滚摆上升到顶端，然后松开手。关于滚摆下降过程中正确的说法是：（ ）A. 动能减少，重力势能增加 B. 动能减少，重力势能减少C. 动能增加，重力势能减少D. 动能减少，重力势能减少 附件2：自主评价题1. 如右图所示是卫星的轨道示意图，人造卫星沿椭圆轨 道绕地球运行。离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点。卫星在运行过程中机械能守恒。当卫星从远地点向近地点运动时，它的势能_，动能_，速度_。2. 跳高运动员从地面向上跳起的过程中， 转化为 ，苹果从树上落下过程中， 增大。（均选填“动能”或“重力势能”）3. 下列过程中，重力势能转化为动能的是 A跳伞运动员匀速下落 B“神舟9号”飞船由远地点飞向近地点 C钟表里的发条带动指针转动 D将小球向上抛出，小球在上升阶段4. 下面四幅图描述的情景中属于动能转化为重力势能的是5. 如图所示，一根不可伸长的细绳一端固定在O点，另一端系一小球，O点的正下方固定有一根钉子P。位置1在O点的正下方，位置3与A点等高，位置5是A与l之间的某点，位置2是l与3之间的某点，位置4是高于3的某点。不考虑空气阻力，小球从A点静止释放（ ）A第一次过位置l后最高能到达位置2B第一