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1、合理利用機(jī)械能一、教學(xué)目標(biāo)1、 通過(guò)本節(jié)內(nèi)容的教學(xué),讓學(xué)生初步理解動(dòng)能、勢(shì)能、機(jī)械能的概念。2、 通過(guò)探究,讓學(xué)生知道決定動(dòng)能、勢(shì)能大小的相關(guān)因素;并能解釋簡(jiǎn)單的現(xiàn)象。3、 能夠運(yùn)用控制變量法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),逐步養(yǎng)成在實(shí)驗(yàn)中認(rèn)真觀察,勤于思考的習(xí)慣; 善于分析數(shù)據(jù)、歸納總結(jié)的思維培養(yǎng)。4、 通過(guò)查閱資料,讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到能量與人們生活、生產(chǎn)息息相關(guān);增強(qiáng)合理利用能源的意 識(shí)。二、教學(xué)重、難點(diǎn)1、 重點(diǎn):初步理解動(dòng)能、勢(shì)能、機(jī)械能的概念2、 難點(diǎn):通過(guò)探究,讓學(xué)生知道決定動(dòng)能、勢(shì)能大小的相關(guān)因素;并能解釋簡(jiǎn)單的現(xiàn)象。 三、教學(xué)過(guò)程(一)動(dòng)能與勢(shì)能1.認(rèn)識(shí)能量 (新課引入)流動(dòng)的水可以推動(dòng)水輪機(jī)做功;風(fēng)
2、可以推動(dòng)帆船前進(jìn)而做功;張開(kāi)的弓可以使箭射出 而做功,等等。物理學(xué)中,一個(gè)物體能夠?qū)e的物體做功,即它具有做功的本領(lǐng),我們就說(shuō)它具有能 量。因此,流動(dòng)的水、風(fēng),張開(kāi)的弓都具有能量。能量這個(gè)概念與前面學(xué)過(guò)的功的概念有著 密切的聯(lián)系,物體做功的過(guò)程就是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程,一個(gè)物體能夠做的功越多,表示這個(gè)物 體具有的能量就越大。打個(gè)比方,一家企業(yè)對(duì)外能夠支付的錢越多,就表示這家企業(yè)的資金 越雄厚。(多舉日常生活中的實(shí)例;引導(dǎo)學(xué)生了解“能”概念)概念規(guī)律:(1) 能量的概念:如果一個(gè)物體對(duì)別的物體做功,我們就說(shuō)這個(gè)物體具有能量,簡(jiǎn)稱: 能(2) 能量的大小:物體做功的過(guò)程就是能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程,物體能夠做的功
3、越多,說(shuō)明此 物體具有的能量越大;反之,則越小。即功可以衡量能量的大小。(3) 能量的單位:同功的單位一樣:焦耳(j)。說(shuō)明:根據(jù)能量的概念,物體具有能量說(shuō)明物體具有做功的本領(lǐng)。一個(gè)正在做功的物體,它 一定具有能量;而一個(gè)具有能量的物體,它一定能做功;但是它未必正在做功。例如:靜止 在高山上的石塊沒(méi)有做功,由于石塊下落時(shí)能夠做功,故石塊具有能量,而正在下落的石塊, 石塊的重力對(duì)石塊做功,該石塊一定具有能量。2.動(dòng)能與勢(shì)能我們周圍的能量形式具有多種多樣,最常見(jiàn)的是動(dòng)能與勢(shì)能;我們先來(lái)認(rèn)識(shí)幾個(gè)具有動(dòng)能和勢(shì)能的物體做功的實(shí)例(1) 風(fēng)吹帆船航行;急流的河水把石塊沖走;運(yùn)動(dòng)的鋼球把木塊推開(kāi)。這些都是運(yùn)
4、動(dòng)的 物體對(duì)外做功的實(shí)例,表明運(yùn)動(dòng)的物體具有能量。(2) 人在打樁時(shí),先把重錘高高舉起,重錘落下就能把木樁打入地里;鉛球從高處落下 時(shí)能把地面砸個(gè)坑。重錘和鉛球由于被舉高而能夠?qū)ν庾龉Γ砻鞅慌e高的物體 具有能量。(3) 弓被拉彎后能把箭射出去,彈簧被壓縮后能把壓在它上面的物體彈起,弓和彈簧由 于發(fā)生彈性形變能夠?qū)ν庾龉?,表明發(fā)生彈性形變的物體具有能量。概念規(guī)律:(1) 物體由于運(yùn)動(dòng)具有的能叫做動(dòng)能(2) 勢(shì)能分為重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能:物體由于被舉高而具有的能叫做重力勢(shì)能物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能叫做彈性勢(shì)能(3) 動(dòng)能和勢(shì)能統(tǒng)稱為機(jī)械能說(shuō)明:一個(gè)物體可以單獨(dú)具有動(dòng)能、勢(shì)能;也可以同時(shí)具有動(dòng)
5、能和勢(shì)能。如:在空中飛行的 飛機(jī)因?yàn)樗谶\(yùn)動(dòng)而具有動(dòng)能,又因?yàn)樗诟咛幎哂兄亓?shì)能。(投影)練習(xí):例 1.正在升空的飛機(jī)具有什么能量?例 2. 空 中 飛 行 的 一 個(gè) 球 重 力 勢(shì) 能 是 5j , 動(dòng) 能 是 4j , 那 么 球 的 機(jī) 械 能 則 為 。(二)影響動(dòng)能和勢(shì)能大小的因素1.探究影響動(dòng)能大小的因素問(wèn)題:物體動(dòng)能的大小與什么因素有關(guān)呢?猜想:學(xué)生猜想、探究:(1) 將木板放在光滑斜面下的水平桌面上,將木塊放在木板上,分別讓同一鋼球從不同 的高度(h 和 h )由靜止開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng),撞擊木塊,記下木塊被撞擊后運(yùn)動(dòng)的距離。1 2(2) 分別讓體積相同的實(shí)心木球和鋼球從同一高度
6、(h)由靜止開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng),撞擊木塊, 記下木塊被撞擊后運(yùn)動(dòng)的距離。(3) 把數(shù)據(jù)記入下表,并比較各組數(shù)據(jù)視頻演示序號(hào)下滑物體下滑高度(高/低)木塊運(yùn)動(dòng)的距離(遠(yuǎn)/僅)123大鋼球大鋼球小鋼球低高高探究說(shuō)明:小球在光滑斜面上由靜止開(kāi)始下滑,到達(dá)斜面低端的速度只與起點(diǎn)的高度有關(guān), 起點(diǎn)越高,到達(dá)低端時(shí)的速度就越大。所以要增加小球滾到水平木板上的速度,只需增加小 球的高度即可(如步驟 1)。同理要使小球在水平面具有相同的速度,必須使小球從斜面的同 一高度(實(shí)驗(yàn)時(shí)用筆做好標(biāo)記)滾下(步驟 2)。小球從光滑斜面上禁止?jié)L下,到達(dá)低端并 撞擊水平木板上的木塊;被撞木塊的運(yùn)動(dòng)距離越長(zhǎng),小球做的功越多,運(yùn)動(dòng)小球
7、所具有的動(dòng) 能越大。數(shù)據(jù)分析:對(duì)比表中 1、2 兩行數(shù)據(jù),同一鋼球從不同的高度靜止釋放,起點(diǎn)高的 2 鋼球到 達(dá)低端的速度大,與小車撞擊后使小車運(yùn)動(dòng)的距離長(zhǎng),表明 2 鋼球的動(dòng)能大;對(duì)比 2、3 兩 行數(shù)據(jù),質(zhì)量不同,鋼球的質(zhì)量大,當(dāng)他們從同一高度被靜止釋放時(shí),到達(dá)斜面低端的速度 相同,但鋼球撞擊木塊運(yùn)動(dòng)的距離長(zhǎng),表明鋼球的動(dòng)能大。結(jié)論:質(zhì)量相同時(shí),速度大的物體具有的動(dòng)能大;速度相同時(shí),質(zhì)量大的物體具有的動(dòng)能大。 概念規(guī)律:影響動(dòng)能大小的因素:物體的質(zhì)量和速度。物體的質(zhì)量越大,速度越大,物體所 具有的動(dòng)能就越大。2.探究影響勢(shì)能大小的因素問(wèn)題:物體勢(shì)能的大小與什么因素有關(guān)呢?猜想:學(xué)生發(fā)言、探
8、究:(1) 將小方桌腿朝下水平放在沙箱的沙子上,使用同一小球從不同高度(h ,h )自由下1 2落沖入水中,記下下沉深度。(2) 將體積相近的,質(zhì)量不同的小球和木塊從同一高度 h 自由下落落入沙子中,記下兩 小球下陷的深度。(3) 把數(shù)據(jù)記入下表,比較各組數(shù)據(jù)視頻演示:序號(hào)舉高的物體舉高的高度(高/低)小球下沉深度(深/淺)12相同小球相同小球序號(hào)34舉高高度相同高度相同高度舉高物體質(zhì)量(大/ ?。┫孪萆疃龋ㄉ?淺)數(shù)據(jù)分析:對(duì)比表 1、2 行,同一鉤碼被舉得越高,能使小球下沉的越深,說(shuō)明質(zhì)量相同的 物體,被舉得越高,它的重力勢(shì)能越大;對(duì)比表 3、4 兩行數(shù)據(jù),小球被舉得相同的高度, 小球的質(zhì)
9、量大,小球下陷的深,說(shuō)明被舉高高度相同的物體,質(zhì)量越大,它的重力勢(shì)能越大。 概念規(guī)律:影響重力勢(shì)能大小的因素:物體的質(zhì)量和物體所處在的高度。物體的質(zhì)量越大, 所處在的高度越高,物體的重力勢(shì)能就越大。(另外一種勢(shì)能-彈性勢(shì)能和物體的彈性形變有關(guān),物體的彈性形變?cè)酱螅哂械膹椥?勢(shì)能就越大。舉例:拉弓,形變?cè)酱?,箭射的越遠(yuǎn)。蹦床形變?cè)酱?,運(yùn)動(dòng)員蹦的越高。) 鞏固練習(xí):1.下列說(shuō)法正確的是( )a、 具有能量的物體一定在做功 c、物體做的功越多,它具有的能越大b、 物體具有的能越大,它做的功越多 d、物體能夠做的功越多,它具有的能越大分析:物體有做功的本領(lǐng),它就具有能,但不能誤認(rèn)為具有能量的物體一
10、定在做功;物體具 有的能越大,也不代表它做功多,也不能說(shuō)做的功越多具有的能越大。應(yīng)該是能夠做的功越 多,具有的能越大,所以選 d2.下列物體各具有什么形式的機(jī)械能?a、鐘表上的發(fā)條 b、正在爬坡的汽車 c、在平直軌道上勻速行駛的列車d、正在空中飛行的鳥(niǎo)兒 e、山坡上靜止的石頭 f、靜止在水平地面上的自由伸長(zhǎng)的彈簧 分析:c、只具有動(dòng)能;e、只具有重力勢(shì)能;a、只具有彈性勢(shì)能;b、d 即有動(dòng)能也有重力 勢(shì)能;f、不具有任何形式的機(jī)械能3.小明去百貨商店購(gòu)物時(shí),自動(dòng)扶梯把他從一樓勻速送到三樓的過(guò)程中他的動(dòng)能、勢(shì)能、機(jī)械能是怎樣變化的?分析:動(dòng)能不變,勢(shì)能增加,機(jī)械能增加。探究動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化問(wèn)
11、:蕩秋千具有什么特點(diǎn),它們動(dòng)能、勢(shì)能大小有發(fā)生變化嗎? 學(xué)生回答:視頻展示:分析:(單擺)小球在最高點(diǎn)時(shí),只具有重力勢(shì)能,沒(méi)有動(dòng)能,當(dāng)放手小球下降到最低點(diǎn)的 過(guò)程中,小球的高度降低重力勢(shì)能減小,運(yùn)動(dòng)速度變快,動(dòng)能增加,重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。 小球從最低點(diǎn)上升到最高點(diǎn)過(guò)程中,速度變小,動(dòng)能變小,高度升高,重力勢(shì)能增大,動(dòng)能 轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能。(麥克斯韋滾擺、彈簧門(mén)在推開(kāi)以后能自己關(guān)閉。說(shuō)明這件事怎樣利用了能的轉(zhuǎn)化。) 讓學(xué)生試著自己分析,老師加以補(bǔ)充。練習(xí):課后作業(yè)五、小結(jié):(板書(shū))一、功的本領(lǐng)稱為能可以反映一個(gè)物體做功的本領(lǐng)大?。ㄗ⒁猓壕哂心艿奈矬w不一定正在做功)二、機(jī)械能:動(dòng)能:物體由于運(yùn)動(dòng)而具
12、有的能叫動(dòng)能重力勢(shì)能:物體由于被舉高而具有的能叫重力勢(shì)能彈性勢(shì)能:物體由于發(fā)生形變而具有的能叫彈性勢(shì)能動(dòng)能(質(zhì)量越大,速度越大,動(dòng)能越大)三、機(jī)械能重力勢(shì)能(質(zhì)量越大,高度越高,重力勢(shì)能越大)勢(shì)能彈性勢(shì)能(彈性形變?cè)酱螅瑥椥詣?shì)能越高)四、動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化作業(yè):練習(xí)冊(cè)課后反思:能的概念比較抽象,人們既不能看到它,又不能摸到它,只能通過(guò)相關(guān)的物理現(xiàn)象來(lái) 肯定它的存在。所以在引入能量的概念前應(yīng)該盡量多舉例;針對(duì)實(shí)例中共同存在的“有做功 的能力”這個(gè)因素,進(jìn)而推出動(dòng)能、勢(shì)能和機(jī)械能的概念。在引入能的單位時(shí),要適度的介 紹功與能的關(guān)系,讓學(xué)生初步認(rèn)識(shí)到“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”,在此不做深入介紹。實(shí)驗(yàn)探究是
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