《機械能》課件-(公開課獲獎)2022年教科版物理

2021年“精英杯”全國公開課大賽獲獎作品展示2021年“精英杯”教育部“精英杯”公開課大賽簡介2021年6月，由教育學會牽頭，教材編審委員會具體組織實施，在全國8個城市，設置了12個分會場，范圍從“小學至高中”全系列部編新教材進行了統(tǒng)一的培訓和指導。每次指導，都輔以精彩的優(yōu)秀示範課。在這些示範課中，不乏全國名師和各省名師中的佼佼者。他們的課程，無論是在內容和形式上，都是經(jīng)過認真研判，把各學科的核心素養(yǎng)作為教學主線。既涵蓋城市中小學、又包括鄉(xiāng)村大部分學校的教學模式。適合全國大部分教學大區(qū)。本課件就是從全國一等獎作品中，優(yōu)選出的具有代表性的作品。示范性強，有很大的推廣價值。教育部“精英杯”公開課大賽簡介2021年6月，由機械能復習機械能復習一、能量：知識點解析1、如果一個物體能夠對別的物體做功，我們就說這個物體具有能量，簡稱能。2、物體能夠做的功越多,具有的能量越大，因此，能的單位與功的單位相同，在國際單位制中，功的單位是焦耳（J），能的單位也是焦耳（J）一、能量：知識點解析1、如果一個物體能夠對別的物體做功，我們二機械能勢能重力勢能定義：物體由于被舉高而具有的能量。大小因素：物體質量越大、舉得越高，勢能就越大。彈性勢能定義：發(fā)生形變的物體具有的能量。大小因素：物體彈性形變越大、彈性勢能就越大。動能定義：物體由于運動而具有的能量。大小的因素：物體速度越大、質量越大，動能就越大。知識點解析二機勢能重力勢能定義：物體由于被舉高而具有的能量。大小因素一、動能和勢能1．能：一個物體能夠做功，就說這個物體具有__________，它是表示物體做功本領大小的物理量，其單位與功的單位相同，也是________。2．動能：物體由于運動而具有的能叫_______，其大小與_______和___________有關，一切運動的物體都具有動能。3．重力勢能：物體由于被舉高而具有的能叫____________，其大小與______和_________________有關。4．彈性勢能：物體發(fā)生___________而具有的能叫彈性勢能，同一物體發(fā)生_________________越大，具有的彈性勢能越大。能量(能)焦(J)動能質量運動速度重力勢能質量被舉的高度彈性形變彈性形變一、動能和勢能能量(能)焦(J)動能質量運動速度重力勢能質量二、機械能及其轉化5．機械能：____能和____能統(tǒng)稱為機械能。6．機械能的轉化：動能和勢能可以相互轉化，若只有動能和勢能之間的轉化(不計各種阻力)，機械能的總量________，或者說機械能是守恒的。__________________________________________)重力勢能速度增大,高度減小高度增加,速度減小動能彈性形變增大,速度減小速度增加,彈性形變減小彈性勢能動勢不變總機械能守恒(不計能量損失，物體質量不變二、機械能及其轉化動勢不變總機械能守恒(不計能量損失，物體質判斷一個物體的動能、重力勢能和彈性勢能是否改變，看該物體的質量、速度、被舉高的高度、彈性形變是否改變。判斷一個物體的動能、重力勢能和彈性勢能是否改變，看該物體的質1．(2013，廣安)為捍衛(wèi)祖國海疆，人民解放軍某航空兵大隊在南海上空舉行了多次實兵實戰(zhàn)對抗演習。在演習過程中，一空中加油機給某殲－10戰(zhàn)機進行空中加油，加油后若該殲－10戰(zhàn)機仍以原來的高度和速度勻速飛行，則該戰(zhàn)機的動能_______，機械能_______。(均選填“增大”“減小”或“不變”)2．(2013，咸寧)一物體沿固定的粗糙斜面勻速下滑，物體在下滑的過程中()A．動能不變，勢能減小，機械能不變B．動能不變，勢能減小，機械能減小C．動能增大，勢能減小，機械能不變D．動能增大，勢能減小，機械能減小增大增大B鞏固練習1．(2013，廣安)為捍衛(wèi)祖國海疆，人民解放軍某航空兵大隊3．(2013，荊門)一根細長繩的下端系一金屬小球，上端固定，制成一個擺，把小球拉離豎直位置松手，讓他擺動起來，如圖所示，可以觀察到小球擺動過程中擺動的幅度會逐漸減小，最終停下來，對于小球在擺動過程中的能量轉化情況，下列說法不正確的是()A．小球從高處向低處擺動過程中，勢能部分轉化為動能B．小球從低處向高處擺動過程中，動能部分轉化為勢能C．小球擺動過程中機械能守恒D．小球依次經(jīng)過最低點時，動能會逐漸減少C3．(2013，荊門)一根細長繩的下端系一金屬小球，上端固定4．(2013，菏澤)2013年4月20日，四川雅安發(fā)生7.0級地震，引發(fā)的次生災害造成巨大損失。關于次生災害，下列說法中錯誤的是()A．地震中心蘆山的主要道路發(fā)生山體滑坡，泥石的勢能轉化為動能B．蘆山縣玉溪河和金雞峽已形成堰塞湖，水的勢能增大C．堰塞湖水面上的漂浮物受到的浮力大于重力D．流動的洪水具有巨大的動能5．(2014，齊齊哈爾)2013年12月2日“嫦娥三號”發(fā)射升空，12月14日“嫦娥三號”探測器在月球表面成功軟著陸，下列說法正確的是()A．“嫦娥三號”升空時動能不變，重力勢能增加，機械能增加B．“嫦娥三號”沿橢圓軌道繞地球飛行，在近地點時動能最大，在遠地點時勢能最大C．“嫦娥三號”沿橢圓軌道繞月球飛行，從近月點向遠月點運動時勢能轉化為動能D．“嫦娥三號”探測器接近月面減速下降時，機械能不變CB4．(2013，菏澤)2013年4月20日，四川雅安發(fā)生7.6．(2014，蘭州)如圖所示是“探究物體動能的大小與哪些因素有關”的實驗裝置。(1)該實驗利用了轉換法，通過觀察________________來判斷______(選填“小球”或“木塊”)動能的大??；(2)讓同一小球從斜面的不同高度由靜止?jié)L下，推動木塊做功，目的是為了探究動能的大小與_______的關系；(3)換用質量不同的小球，使它們從斜面的_______(選填“相同”或“不同”)高度由靜止?jié)L下，推動木塊做功，目的是為了探究動能的大小與______的關系。木塊移動的距離小球速度相同質量6．(2014，蘭州)如圖所示是“探究物體動能的大小與哪些因【例1】(2013，黔南州)如圖是高速公路避險車道示意圖。當高速行駛的汽車出現(xiàn)剎車失靈時，可通過進入避險車道快速降低車速直至停止。避險車道的作用是降低汽車因高速行駛而具有的哪種能量帶來的危害(

)A．動能B．勢能C．內能D．電能【解析】高速行駛的汽車具有較大的動能，如果不能及時停止，撞到其他車輛或人都會造成事故，汽車剎車失靈時，可通過進入避險車道快速降低車速直至停止，這是將動能轉化為重力勢能，故A選項正確?！敬鸢浮縿幽芎蛣菽蹵【例1】(2013，黔南州)如圖是高速公路避險車道示意圖。當【變式題1】上緊發(fā)條的玩具車在水平桌面上由靜止開始運動，運動所需的能量來源于()A．動能B．電能C．重力勢能D．彈性勢能D【變式題1】上緊發(fā)條的玩具車在水平桌面上由靜止開始運動，運動【例2】如圖是運載火箭點火起飛的情景。在火箭離地升空的過程中，關于火箭中搭載的衛(wèi)星的能量及能量轉化，下列說法正確的是(

)A．動能轉化為重力勢能B．重力勢能轉化為動能C．機械能的總量不變D．機械能的總量增加【解析】衛(wèi)星在火箭的動力推動下加速升空，是火箭燃料燃燒的內能轉化為火箭與衛(wèi)星的機械能，所以衛(wèi)星的機械能增加，故D選項正確?！敬鸢浮繖C械能及其轉化D【例2】如圖是運載火箭點火起飛的情景。在火箭離地升空的過程中【變式題2】如圖所示，小明從滑梯上下滑，在這一過程中，他的()A．動能轉化為重力勢能B．重力勢能全部轉化為動能C．機械能保持不變D．機械能一定減少D【變式題2】如圖所示，小明從滑梯上下滑，在這一過程中，他的(一、探究動能的大小與哪些因素有關(1)在同一平面上，運動的鐵球將木塊撞得越遠，說明鐵球的動能就越大，這里應用了轉換法；(2)讓不同的鐵球在斜面同一位置釋放是為了控制不同的鐵球在撞擊木塊時速度相同；讓同一鐵球在斜面不同的位置釋放是為了控制同一鐵球在撞擊木塊時速度不同；應用控制變量法探究鐵球的動能大小與其質量和速度的關系。一、探究動能的大小與哪些因素有關二、探究重力勢能的大小與哪些因素有關(1)由物體下落時的破壞力(或痕跡的大小程度)來判斷其重力勢能的大小，這里用到了轉換法；(2)用控制變量法探究重力勢能的大小與其質量和被舉高度的關系?！纠?】(2013，邵陽)為了探究重力勢能的大小與哪些因素有關，小明找到A、B、C三個體積相同的小球，讓小球從高處自由落下，通過觀察小球砸入沙坑中的深淺程度來比較重力勢能的大小，其中mA＝mB＞mC，三次實驗如圖所示。

二、探究重力勢能的大小與哪些因素有關(1)為了探究重力勢能的大小與質量的關系，他應選擇圖甲和圖____進行對比實驗。(2)為了探究重力勢能的大小與高度的關系，他應該選擇圖甲和圖____進行對比實驗。(3)本次實驗用到了多種研究物理問題的方法，請你任意指出其中一種方法，如：____?！窘馕觥恐亓菽艽笮∪Q于物體的質量和高度，所以在探究重力勢能大小與質量的關系時，要控制高度相同，物體的質量不同，所以應選擇圖甲和圖丙進行對比實驗；在探究重力勢能大小與高度的關系時，要控制物體的質量相同，高度不同，所以應選擇圖甲和圖乙進行對比實驗，這利用了控制變量法。同時，在此實驗中，用小球砸入沙坑中的深淺程度來體現(xiàn)重力勢能的大小，這利用了轉換法?！敬鸢浮?1)丙(2)乙(3)控制變量法(或轉換法)(1)為了探究重力勢能的大小與質量的關系，他應選擇圖甲和圖_常見易錯現(xiàn)象①認為物體水平勻速運動，動能和重力勢能一定不變(根據(jù)影響動能和重力勢能的因素分析，物體水平勻速運動，高度、速度不變，但質量有時發(fā)生變化，如飛機噴撒農(nóng)藥等)；②認為機械能守恒時，動能最大，勢能最小(可以由容易分析的高度和形變大小先判斷勢能，再判斷動能的變化)；③混淆機械能守恒和能量守恒(機械能守恒的條件是忽略一切阻力，能量守恒是指不同形式能量總和，它包含機械能、內能等)。常見易錯現(xiàn)象【例7】(2013，廣元)把籃球拋向空中，忽略空氣阻力，圖中哪一圖象能正確反映球離手后至落回地面前機械能(E)與籃球離地高度(h)的關系(

)【解析】如果忽略空氣阻力，在把籃球拋向空中到落回地面前的過程中，動能與重力勢能相互轉化，但總的機械能保持不變，所以機械能(E)的大小與高度(h)無關，故A選項正確?！敬鸢浮緼【例7】(2013，廣元)把籃球拋向空中，忽略空氣阻力，圖中【例1】跳傘運動員跳出機艙后，在打開降落傘之前，他的動能將

，重力勢能將

；打開降落傘勻速降落時，他的動能將

，重力勢能將

；機械能將

（填“增大”或“減小”“不變”）

【例2】騎自行車時，在上坡前往往要加緊蹬幾下，以加大車的速度，從而增大上坡前車的

能，這樣在上坡的過程中，這些

能會轉化為

能，使車較容易爬上坡頂。增大減小不變減小動動重力勢減小思考：全過程的能量轉化怎樣？思考：全過程的能量轉化怎樣？典型例題解析【例1】跳傘運動員跳出機艙后，在打開降落傘之前，他的動能將典型例題解析【例3】物體沿粗糙的斜面勻速上坡，關于此過程說法正確的是()A.重力勢能轉化為動能，機械能不變B.動能轉化為重力勢能，機械能不變C.重力勢能增大，動能不變，機械能增大D.重力勢能、動能和機械能都不變【例4】乒乓球從高處自由下落，經(jīng)地板反彈后再跳起.針對這一現(xiàn)象分析下列問題：①在這一過程中動能和勢能的相互轉化情況.②為什么跳起的高度總比原來下落的高底低?③怎樣拋出乒乓球才能使它彈跳到高于拋出時的位置C典型例題解析【例3】物體沿粗糙的斜面勻速上坡，關于此過程說法【例5】如圖所示，小球先后從傾角分別為30°和60°的光滑斜面由靜止開始從頂端滑到底端，它滑到底端時的速度大小分別為v1和v2，則下列關系式中正確的是()

A.v1＞v2B.v1=v2C.v1＜v2D.無法確定B典型例題解析【例5】如圖所示，小球先后從傾角分別為30°和60°的光滑斜【例6】(2014，昆明)草原發(fā)生大面積蝗災時，農(nóng)業(yè)部門利用飛機噴灑農(nóng)藥消滅蝗蟲。當飛機在某一高度水平勻速飛行噴灑農(nóng)藥時，它的(

)A．動能不變，勢能不變B．動能減少，勢能增加C．動能增加，勢能減少D．動能減少，勢能減少【解析】物體的動能與物體的質量和運動速度有關，物體的重力勢能與物體的質量和高度有關，飛機在某一高度水平勻速飛行噴灑農(nóng)藥時，飛機飛行的速度不變，質量減少，所以動能減少；飛機飛行的高度不變，質量減少，所以重力勢能減少，故正確答案為D。本題易錯認為高度不變，速度不變，所以動能和勢能都不變。【答案】D【例6】(2014，昆明)草原發(fā)生大面積蝗災時，農(nóng)業(yè)部門利用測量電阻測量電阻實驗方案用電壓表測出用電流表測出要測量電阻R=?根據(jù)歐姆I=U/R

得到R=U/I需知道:R兩端的電壓U和通過R的電流I實驗方案用電壓表測出用電流表測出要測量電阻R=?根據(jù)歐姆I=實驗電路圖實驗電路圖實驗記錄表格第一次第二次第三次電壓U/V電流I/A電阻R/Ω實驗次數(shù)項目電阻的計算:R=R1+R2+R33實驗記錄表格第一次第二次第三次電壓U/V電流I/A電阻R/Ω比比誰答的又快又準1.電流表應怎樣連接?

電流表與被測電阻串聯(lián)電流表與被測電阻并聯(lián)2.電壓表應怎樣連接?

電壓表與被測電阻串聯(lián)電壓表與被測電阻并聯(lián)√√5.滑動變阻器應當怎樣連接?

與被測電阻串聯(lián)并在開關閉合前將滑片滑到阻值最大的位置與被測電阻串聯(lián)并在開關閉合前將滑片滑到阻值最小的位置√3.電流表和電壓表在連接時極性上有什么要求?

負進正出正進負出√4.實驗時電源電壓是3V,未知電阻5～10Ω滑動變阻器大約20Ω,那么電壓表和電流表應選擇?

電壓表0～15V;電流表0～3A

電壓表0～3V;電流表0～0.6A√A.B.XA.XB.A.XB.A.XB.A.B.X比比誰答的又快又準1.電流表應怎樣連接?√√5.滑動變阻器有電流表可測