121动能势能机械能

1、§12.动能 势能 机械能教材说明：1能是物理学的重要概念之一，但它比较抽象。对于初中学生来说，认识它比较困难。应紧扣教材，从理解“一个物体能够做功”的含义来认识能量。这实际上是说“能是物体做功的本领”。尽管这种说法不甚严谨，但比较通俗、易懂。2关于动能，应讲明运动的物体能够对其他物体施力，并推动物体做功，所以它具有能量。因为容易讲清弹性形变的物体对别的物体施力并做功，便于学生理解，所以将弹性势能放在前面讲。3势能应是物体系统（有保守力作用的）所共有。举高的重锤能够做功，应当是重锤和地球组成的系统具有势能。而重力势能表现它做功本领时，通常有一个重力势能先转化为动能的过程。但在本节课中

2、都不宜引入这些内容。只能让学生粗略地知道，举起的物体能够做功。4势能的大小是相对的。对初中学生来说也不能引入势能的相对性。只能统一地用地面做为零势能面来分析问题。5小结中的问题(5)，暗含着势能和动能的转化，目的为下一节课作准备。6. 本节新课内容分2课时完成，练习讲评1课时。教学目标：知识与技能：（1）了解能量的初步概念。（2）知道什么是动能及影响动能大小的因素。（3）知道什么是势能及影响势能大小的因素。（4）知道机械能和机械能是可以相互转换的。2方法与过程：（1）通过观察和分析，知道机械能和势能的相互转换（3）体验用类比方法，加深对物理概念理解的过程，学会迁移学习。3情感、态度、价值观：（

3、1）有应用科学原理解决实际问题的意识和积极性。（2）通过探究，体验探究的过程，激发主动学习的兴趣。（3）学会自己查找资料，培养自学的能力。教学用具：斜面，力学小车，砝码，斜槽，钢球，木块，橡皮筋，压缩弹簧等。教学重点：探究动能、弹性势能、重力势能与哪些因素有关.教学难点：理解动能和势能的相互转化。教学过程：第1课时：设问引入图片12-1、12-2，师提出问题：为什么在高速公路上要限制汽车的最大行驶速度？运动员脚踩滑板从高处滑下，为什么越来越快？教学过程：引入新课出示斜槽，并演示钢球从斜槽上滚下，在水平桌面上撞击木块，使木块移动了一段距离。让学生分析碰撞过程中，做没做功？利用学生分析的结果“钢球

4、对木块做了功”引入能量的概念：一个物体能够做功，我们就说它具有能量。可见物理学中，能量和功有着密切的联系，能量反映了物体做功的本领。不同的物体做功的本领也不同。一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。进行新课(1)动能：物体由于运动而能够做功，它们具有的能量叫做动能。引导学生广泛地列举事例，说明运动的空气、水和各种物体都能够做功，而具有动能。概括出“一切运动的物体都具有动能。”列举事例说明：运动的物体具有的动能多少不尽相同。如狂风能吹倒大树，而微风只能使树枝摇动。进而通过演示实验，概括出决定物体动能大小的因素。演示课本实验（用小球代替小车，效果更明显，更容易观察），实验可分三步：将同一

5、个钢球，从斜面不同高度滚下，让学生观察钢球将木块推动的距离。将质量相同的两个钢球，同时从斜槽的最高点和接近斜槽底部的位置释放。换用不同质量的钢球，从同一高度让其滚下，让学生观察钢球推动木块的距离。演示实验之后，总结实验结果。(2)势能：物体由于运动的原因而具有动能，物体还可能由于其他的原因而具有能量。例如，同学们都玩过用橡皮筋弹射纸弹的游戏，拉长的橡皮筋能给纸弹一个力，并推动纸弹移动一段距离，从而对纸弹做了功。同样拉弯的弓，压缩的弹簧也能够做功，它们都具有能量，这种能量叫做弹性势能，它是由于物体发生弹性形变而具有的能量。解释弹性形变，列举事例说明物体的弹性形变。被举高的重物，也能够做功。列举事

6、例说明。(3)机械能：让学生分析静止在桌面上的钢球是否具有能量？（具有重力势能）继而让学生分析在桌面上滚动的钢球具有什么能？通过分析得知滚动的钢球既有动能，又有势能。动能和势能统称为机械能。(4)能量的单位：从前面的讨论，我们可以认识到能量是跟做功有密切联系的概念，能量反映了物体具有做功的本领，能量的大小可以用能够做功的多少来衡量。因此，动能、势能和机械能的单位跟功的单位相同，也是焦耳。4小结通过以下问题的讨论，进一步帮助学生理解能量、动能、势能、机械能等概念及机械能的单位。(1)高山上有一块大石头，稳稳地待在那里，它有没有能量？有什么能量？(2)列举几个物体具有动能、重力势能、弹性势能的事例

7、。(3)在空中飞行的球，它具有的重力势能是5焦，具有的动能是4焦，这只球具有的总机械能是多少？(4)在同一高度铅球和棒球具有的重力势能不相等，若使它们的重力势能相等，可采取哪些方法？(5)从斜槽上端滚下的小球，它有没有重力势能？在它下滚的过程中重力势能的大小有没有变化？为什么？在滚下的过程中有没有动能？它的动能有没有变化？为什么？【板书设置】 作业：教学反思：第2课时：教材说明:1滚摆实验能直观地表现动能和势能的转化。它的优点在于能量转化的过程比较缓慢，摆轮高度变化明显、直观，摆轮转动快慢变化也能直接现察。实验中应充分发挥上述优点，为此要注意以下几点。(1)摆轮的轴应相对细些，以减缓摆轮的升降

8、速度。固定摆绳时，应穿过轴的横孔，不宜用缠绕的方法固定，以防打滑。(2)要在摆轮的侧面某处涂上鲜明的颜色标志，便于观察摆轮速度的变化。(3)摆轮应当边缘厚重，以增大转动惯量。2关于人造卫星的知识，学生是非常感兴趣的，鉴于学生的知识基础，难以使学生揭开谜底，往往由此而损伤学生的求知欲。采用动画辅助方法进行讲解。水平地抛出一个物体，由于地球的吸引，它会落回地面，但是抛出的物体速度越快，它飞行的距离越远。人抛物体，抛出的距离不过几十米，但汽枪子弹能飞行几百米，步枪子弹能飞行几千米，而炮弹能飞行几十公里。我仍可以设想，物体的速度足够大时，它就能水远不落回地面，围绕地球旋转。这个速度大约是8公里秒。如果

9、速度再大些，物体绕地球运行的轨道就由圆形变为椭圆形。人造卫星就是根据这个道理发射的。1复习提问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引入新课学生回答提问后，再引导学生分析粉笔头下落的过程。首先提出当粉笔头下落路过某点时，粉笔头具有什么能量？(此时既有重力势能，又有动能)继而让学生比较在该位置和起始位置，粉笔头的重力势能和动能各有什么变化？(重力势能减少，动能增加)3进行新课 在粉笔头下落的过程，重力势能和动能都有变化，自然界中动能和势能变化的事例很多，下面我们共同观察滚摆的运动，并思考动能和势能的变化。实验1：滚摆实验出示滚摆，并简单介绍滚摆的构造及实验的做法。

10、事先应在摆轮的侧面某处涂上鲜明的颜色标志，告诉学生观察颜色标志，可以判断摆轮转动的快慢。引导学生复述并分析实验中观察到的现象。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。在摆轮下降的过程中，其重力势能逐渐转化为动能。仿照摆轮下降过程的分析，得出摆轮上升过程中，摆轮的动能逐渐转化为重力势能。实验2：单摆实验此实验摆绳宜长些，摆球宜重些。最好能挂在天花板上，使单摆在黑板前，平行于黑板振动，以便在黑板上记录摆球运动路线中左、右最高点和

11、最低点的位置。分析单摆实验时，摆球高度的变化比较直观而判断摆球速度大小的变化比较困难，可以从摆球在最高点前后运动方向不同，分折摆球运动到最高点时的速度为零，作为这一难点的突破口。顺便指出像单摆这种往复的运动，在物理学中叫做振动。综述实验1、2，说明动能和重力势能是可以相互转化的。实验3：弹性势能和动能的相互转化。演示下图动能和弹性势能的转化实验。实验可分两步做。首先手持着木球将弹簧 片推弯，而后突然释放木球，木球在弹簧片的作用下在水平槽内运动。让学生分析在此过程中，弹性势能转化为动能。第二步实验，让木球从斜槽上端滚下，让学生观察木球碰击弹簧片的过程。然后，依据下图，甲乙图和乙丙图分析动能转化为

12、弹性势能和弹性势能转化为动能的过程。得出：动能和弹性势能也是可以相互转化的。自然界中动能和势能相互转化的事例很多。其中有一些比较直观，例如：物体从高处落下、 瀑布流水等这些事仍也可以让学生列举，说明动能和势能的相互转化。有些事例比例复杂，例如：踢出去的足球在空中沿一条曲线(抛物线)运动过程中，动能和势能是如何相互转化的呢？(在黑板上画出足球轨迹，依图分析)首先我们来分析足球离地面的高度的变化，这是判断足球重力势能变化的依据。很明显，在上升过程中足球的重力势能增加，在下降过程中重力势能减少。接着再分析足球的速度。足球在最高点时不再上升，说明它向上不能再运动，所以，足球在上升过程中，速度逐渐变小，

13、在下降过程中速度又逐渐变大。通过以上分析，可以看到足球在上升阶段动能转化为重力势能，在下降阶段重力势能转化为动能。人造地球卫星在运行过程中，也发生动能和势能的相互转化。人造地球卫星大家并不陌生，然而围绕人造卫星，同学仍还有许多的谜没有揭开。例如：人造卫星为什么能绕地球运转而不落下来？在人造卫星内失重是怎么回事？等等，这些问题还有待于同学们进一步学习，今天我们只讨论卫星运行过程中，动能和重力势能的相互转化。人造卫星绕地球沿椭圆轨道运行，它的位置离地球有时近、有时远。(出示我国发射的第一颗人造卫星轨道图)现以我国发射的第一颗人造卫星为例，它离地球最近时(此处叫近地点)离地面439公里，离地球最远时(此处叫远地点)离地面高度是2384公里，它绕地球一周的时间是114分钟。它在近地点时，速度最大，动能最大，此时离地面最近，势能最小。卫星由近地点向远地点运行时动能减小，势能增大，动能向势能转化。直到远地点时，动能最小，势能最大。卫星由远地点向近地点运行时，势能向动能转化。在卫星运行过程中，不断地有动能和势能的相互转化。4巩固新课通过问题的讨论，进一步认识动能和势能的相互转化。(1)在动能和势能的