第二節(jié) 機械能及其轉(zhuǎn)化

1、第二節(jié) 機械能及其轉(zhuǎn)化教學(xué)目標(biāo) 1知識與能力 知道機械能包括動能和勢能 能用實例說明動能和勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化，能解釋有關(guān)動能、重力勢能、彈性勢能之間相互轉(zhuǎn)化的簡單現(xiàn)象 初步了解機械能守恒的含義 通過觀察和實驗，認(rèn)識動能和勢能之間的相互轉(zhuǎn)化的過程 動手設(shè)計實驗，勇于探索自然現(xiàn)象和身邊的物理道理 3情感態(tài)度與價值觀 關(guān)心機械能與人們生活的聯(lián)系，有將機械能應(yīng)用于生活的意識 樂于參加觀察、實驗、制作等科學(xué)實踐教學(xué)重點與難點能量守恒的理解和動能和勢能的轉(zhuǎn)化教學(xué)課時：1時教學(xué)過程：引入新課手持粉筆頭高高舉起。以此事例提問：被舉高的粉筆具不具有能量？為什么？學(xué)生回答提問后，再引導(dǎo)學(xué)生分析粉筆頭下落的過程。

2、首先提出，當(dāng)粉筆頭下落路過某一點時，粉筆頭具有什么能量？（此時既有重力勢能，又有動能）繼而讓學(xué)生比較在該位置和起始位置，粉筆頭的重力勢能和動能各有什么變化？（重力勢能減少，動能增加）在粉筆頭下落的過程，重力勢能和動能都有變化，自然界中動能和勢能變化的事例很多，下面我們共同觀察滾擺的運動，并思考動能和勢能的變化。實驗1：滾擺實驗。出示滾擺，并簡單介紹滾擺的構(gòu)造及實驗的做法。事先應(yīng)在擺輪的側(cè)面某處涂上鮮明的顏色標(biāo)志，告訴學(xué)生觀察顏色標(biāo)志，可以判斷擺輪轉(zhuǎn)動的快慢。引導(dǎo)學(xué)生復(fù)述并分析實驗中觀察到的現(xiàn)象。開始釋放擺輪時，擺輪在最高點靜止，此時擺輪只有重力勢能，沒有動能。擺輪下降時其高度降低，重力勢能減少

3、；擺輪旋轉(zhuǎn)著下降；而且越轉(zhuǎn)越快，其動能越來越大。擺輪到最低點時，轉(zhuǎn)動最快，動能最大；其高度最低，重力勢能最小。在擺輪下降的過程中，其重力勢能逐漸轉(zhuǎn)化為動能。仿照擺輪下降過程的分析，得出擺輪上升過程中，擺輪的動能逐漸轉(zhuǎn)化為重力勢能。實驗2：單擺實驗。此實驗擺繩宜長些，擺球宜重些。最好能掛在天花板上，使單擺在黑板前，平行于黑板振動，以便在黑板上記錄擺球運動路線中左、右最高點和最低點的位置。分析單擺實驗時，擺球高度的變化比較直觀，而判斷擺球速度大小的變化比較困難，可以從擺球在最高點前后運動方向不同，分析擺球運動到最高點時的速度為零，作為這一難點的突破口。順便指出像單擺這種往復(fù)的運動，在物理學(xué)中叫做振

4、動。綜述實驗1、2，說明動能和重力勢能是可以相互轉(zhuǎn)化的。實驗3：彈性勢能和動能的相互轉(zhuǎn)化。演示課本圖17動能和彈性勢能的轉(zhuǎn)化實驗。實驗可分兩步做。首先手持著木球?qū)椈善茝?，而后突然釋放木球，木球在彈簧片的作用下在水平槽?nèi)運動。讓學(xué)生分析在此過程中，彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能。第二步實驗，讓木球從斜槽上端滾下，讓學(xué)生觀察木球碰擊彈簧片的過程。然后，依據(jù)課本圖17，甲乙圖和乙丙圖分析動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能和彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能的過程。得出：動能和彈性勢能也是可以相互轉(zhuǎn)化的。自然界中動能和勢能相互轉(zhuǎn)化的事例很多。其中有一些比較直觀，例如：物體從高處落下、瀑布流水等這些事例也可以讓學(xué)生列舉，說明動能和勢能的相互轉(zhuǎn)

5、化。有些事例比較復(fù)雜，例如：踢出去的足球在空中沿一條曲線（拋物線）運動過程中，動能和勢能是如何相互轉(zhuǎn)化的呢？（板畫足球軌跡，依圖分析）首先我們來分析足球離地面的高度的變化，這是判斷足球重力勢能變化的依據(jù)。很明顯，在上升過程中足球的重力勢能增加；在下降過程中重力勢能減少。接著再分析足球的速度。足球在最高點時不再上升，說明它向上不能再運動。所以，足球在上升過程中，速度逐漸變小；在下降過程中速度又逐漸變大。通過以上分析，可以看到足球在上升階段動能轉(zhuǎn)化為重力勢能；在下降階段重力勢能轉(zhuǎn)化為動能。人造地球衛(wèi)星在運行過程中，也發(fā)生動能和重力勢能的相互轉(zhuǎn)化。人造地球衛(wèi)星大家并不陌生，然而圍繞人造衛(wèi)星，同學(xué)們還

6、有許多的謎沒有揭開。例如：人造衛(wèi)星為什么能繞地球運轉(zhuǎn)而不落下來？在人造衛(wèi)星內(nèi)失重是怎么回事？等等，這些問題還有待于同學(xué)們進一步學(xué)習(xí)，今天我們只討論衛(wèi)星運行過程中，動能和重力勢能的相互轉(zhuǎn)化。人造衛(wèi)星繞地球沿橢圓軌道運行，它的位置離地球有時近、有時遠(yuǎn)。（出示我國發(fā)射的第一顆人造衛(wèi)星軌道圖）現(xiàn)以我國發(fā)射的第一顆人造衛(wèi)星為例，它離地球最近時（此處叫近地點）離地面439公里，離地球最遠(yuǎn)時（此處叫遠(yuǎn)地點）離地面高度是2384公里，它繞地球一周的時間是114分鐘。它在近地點時，速度最大，動能最大；此時離地面最近，重力勢能最小。衛(wèi)星由近地點向遠(yuǎn)地點運行時動能減小，重力勢能增大，動能向重力勢能轉(zhuǎn)化。直到遠(yuǎn)地點時，動能最小，重力勢能最大。衛(wèi)星