动能与重力势能的转化

机械能及其转化教学设计教学目标：1、 能说出动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。2、 通过对滚摆、单摆实验的观察分析，总结说出动能和重力势能的相互转化。3、 通过对皮球下落过程的分析，能说出动能与弹性势能的相互转化。4、 能说出机械能守恒的条件。5、了解水能和风能的开发与利用。教学重点：1、 动能和势能的相互转化。2、 能说出与机械能转化的有关现象。3、 能用机械能转化分析生活中实例。教学难点：1、动能和势能的相互转化。2、能说出与机械能转化的有关现象。3、能用机械能转化分析生活中实例。教学方法：合作探究教学用具：滚摆、单摆、皮球、人造卫星挂图。教学过程设计：1、展示目标：（1）能说出动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。（2）通过对滚摆、单摆实验的观察分析，总结说出动能和重力势能的相互转化。（3）通过对皮球下落过程的分析，能说出动能与弹性势能的相互转化。（4）能说出机械能守恒的条件。（5）了解水能和风能的开发与利用。2、引入新课1、复习（1）手持粉笔头高高举起。以此事例提问：被举高的粉笔具不具有能量？为什么？（2）根据上节课学习的知识回答下列问题：a动能的大小与那些因素有关？b重力势能的大小与那些因素有关？c弹性势能的大小与那些因素有关？d如何判断一个物体的动能、重力势能、弹性势能的大小的变化？学生思考、讨论交流：汽车由静止起动逐渐加速的过程中，动能如何变化？汽车行驶中司机关闭油门或踩刹车时，汽车逐渐减速停止的过程中，汽车的动能又如何变化？汽车由坡底爬到坡顶的过程中，重力势能如何变化？3、师生探究（1）机械能学生看书回答：什么是机械能？（动能和势能的总和叫做机械能。机械能的单位是焦耳，简称焦，用符号J表示。）（2）机械能及其转化师生探究：动能与重力势能的转化出示滚摆实验：思考：a、滚摆在下降时，动能与重力势能是如何变化的？ b、滚摆在上升时，动能与重力势能是如何变化的？学生讨论交流：说明判断的方法！教师小结：开始释放摆轮时，摆轮在最高点静止，此时摆轮只有重力势能，没有动能。摆轮下降时其高度降低，重力势能减少；摆轮旋转着下降，而且越转越快，其动能越来越大。摆轮到最低点时，转动最快，动能最大；其高度最低，重力势能最小。思考：在势能减小的时候，减小的势能到哪里去了？看看势能变化的时候动能在怎样变化的？说明滚摆下降的过程中，势能减小，动能却增大了。（也就是势能转化为动能了）同样的你们说说：滚摆上升的时候呢？是什么能转化为什么能？实验2：单摆实验。分析摆锤能量的转化。教师小结：动能和重力势能之间可以相互转化。思考：同学们在来看看溜溜球在往下甩动的过程中，溜溜球为什么会返回来啊？师生探究：动能和弹性势能的相互转化a同学们思考：玩弓射箭时，箭“嗖”的一声就飞出去了？这一过程是不是也向“滚摆”一样存在能量的转化呢？（讨论后回答）b看课本P71面，人在“蹦床运动”？思考：能量是如何变化的？教师小结：动能与势能（包括重力势能与弹性势能）是可以相互转化的。丙甲乙练习：在水平槽里竖立一个弹簧片，它的下端固定， 让木球从斜槽滚入水平槽，撞击弹簧片， 观察木球与弹簧片的碰撞过程，并思考其中能的转化。c机械能守恒的规律思考：P72面的“想想做做”，铁锁能打到你的鼻子吗？如果只有动能和势能的相互转化，又会出现什么情况？教师小结：教师归纳：如果只有动能和势能的相互转化，机械能的总量保持不变，即机械能守恒。但实际生活中，在机械能的相互转化过程中，往往要克服摩擦力，使机械能总和减小。（那么什么时候只有动能和势能的相互转化机械能守恒呢？科学世界：人造地球卫星的机械能转化（注意：近地点与远地点有何变化？）所以，上述实验中铁锁才不会打到我们。（3）水能与风能的利用a水电站 b风力发电三、课堂小结：1、机械能2、机械能及其转化3、机械能守恒的规律4、水能与风能的利用四、习题选择1.如图所示，是探究“动能的大小与什么因素有关？”实验的示意图。小球从a处滚下，在c处与小木块碰撞，并与小木块共同运动到d处停下。下面的一些判断正确的是（ ）A从a到b，小球的势能不变，动能增大B从b到c，小球的势能增大，动能增大C到达c处，小球的势能最小，动能最大D到达d处，小球的动能为零，小木块的动能最大2.在温哥华冬奥会上，来自黑龙江省的选手李妮娜在自由式滑雪比赛中获得银牌。她在比赛过程中运动的轨迹如图所示，如果不计空气阻力，下列说法正确的是 （ ）A从a点向b点运动过程中，重力势能全部转化为动能B在a点和c点速度都为零，因此重力势能相等C从c点下落到d点过程中，重力势能转化为动能D在a点和e点都处于静止状态，因此机械能相等3.过山车是一项非常惊险刺激的娱乐休闲活动过山车时而从轨道的最低端上升到最高端，时而从最高端飞驰而下(如图)不计能量损失，下列说法正确的是（ ）Aa点机械能小于b点机械能Bd点动能最大，b点势能最大，c点机械能最大C由a到b的过程中，动能减少，势能增大，机械能不变D由b到c的过程中，动能增大，势能减少，机械能变大填空1.撑杆跳高是一项技术性很强的体育运动，完整的过程可以简化成如图所示的三个阶段：持杆助跑、撑杆起跳上升、越杆下落。到达最高点的过程中是动能和_转化为_；下落过程中_能逐渐增加。2.修拦河大坝是为了提高上游水位，增加水的_可以获得更多的_能，从而带动发电机发电。水坝下部总要比上部建造得宽一些.这是因为_。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、