合理利用机械能教案.doc

合理利用机械能一、教学目标1、通过本节内容的教学，让学生初步理解动能、势能、机械能的概念。2、通过探究，让学生知道决定动能、势能大小的相关因素；并能解释简单的现象。3、能够运用控制变量法进行实验设计，逐步养成在实验中认真观察，勤于思考的习惯；善于分析数据、归纳总结的思维培养。4、通过查阅资料，让学生认识到能量与人们生活、生产息息相关；增强合理利用能源的意识。二、教学重、难点1、重点：初步理解动能、势能、机械能的概念2、难点：通过探究，让学生知道决定动能、势能大小的相关因素；并能解释简单的现象。三、教学过程（一）动能与势能1.认识能量 （新课引入）流动的水可以推动水轮机做功；风可以推动帆船前进而做功；张开的弓可以使箭射出而做功，等等。物理学中，一个物体能够对别的物体做功，即它具有做功的本领，我们就说它具有能量。因此，流动的水、风，张开的弓都具有能量。能量这个概念与前面学过的功的概念有着密切的联系，物体做功的过程就是能量转化的过程，一个物体能够做的功越多，表示这个物体具有的能量就越大。打个比方，一家企业对外能够支付的钱越多，就表示这家企业的资金越雄厚。（多举日常生活中的实例；引导学生了解“能”概念）概念规律：（1） 能量的概念：如果一个物体对别的物体做功，我们就说这个物体具有能量，简称：能（2） 能量的大小：物体做功的过程就是能量的转化过程，物体能够做的功越多，说明此物体具有的能量越大；反之，则越小。即功可以衡量能量的大小。（3） 能量的单位：同功的单位一样：焦耳（J）。说明：根据能量的概念，物体具有能量说明物体具有做功的本领。一个正在做功的物体，它一定具有能量；而一个具有能量的物体，它一定能做功；但是它未必正在做功。例如：静止在高山上的石块没有做功，由于石块下落时能够做功，故石块具有能量，而正在下落的石块，石块的重力对石块做功，该石块一定具有能量。2.动能与势能 我们周围的能量形式具有多种多样，最常见的是动能与势能；我们先来认识几个具有动能和势能的物体做功的实例（1） 风吹帆船航行；急流的河水把石块冲走；运动的钢球把木块推开。这些都是运动的物体对外做功的实例，表明运动的物体具有能量。（2） 人在打桩时，先把重锤高高举起，重锤落下就能把木桩打入地里；铅球从高处落下时能把地面砸个坑。重锤和铅球由于被举高而能够对外做功，表明被举高的物体具有能量。（3） 弓被拉弯后能把箭射出去，弹簧被压缩后能把压在它上面的物体弹起，弓和弹簧由于发生弹性形变能够对外做功，表明发生弹性形变的物体具有能量。概念规律：（1） 物体由于运动具有的能叫做动能（2） 势能分为重力势能和弹性势能：物体由于被举高而具有的能叫做重力势能物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能（3） 动能和势能统称为机械能说明：一个物体可以单独具有动能、势能；也可以同时具有动能和势能。如：在空中飞行的飞机因为它在运动而具有动能，又因为它在高处而具有重力势能。（投影）练习：例1.正在升空的飞机具有什么能量？ 例2.空中飞行的一个球重力势能是5J，动能是4J，那么球的机械能则为 。（二）影响动能和势能大小的因素1.探究影响动能大小的因素 问题：物体动能的大小与什么因素有关呢？ 猜想：学生猜想、 探究：（1） 将木板放在光滑斜面下的水平桌面上，将木块放在木板上，分别让同一钢球从不同的高度（h1和h2）由静止开始向下运动，撞击木块，记下木块被撞击后运动的距离。（2） 分别让体积相同的实心木球和钢球从同一高度（h）由静止开始向下运动，撞击木块，记下木块被撞击后运动的距离。（3） 把数据记入下表，并比较各组数据视频演示序号下滑物体下滑高度（高/低）木块运动的距离（远/仅）1大钢球低2大钢球高3小钢球高探究说明：小球在光滑斜面上由静止开始下滑，到达斜面低端的速度只与起点的高度有关，起点越高，到达低端时的速度就越大。所以要增加小球滚到水平木板上的速度，只需增加小球的高度即可(如步骤1)。同理要使小球在水平面具有相同的速度，必须使小球从斜面的同一高度（实验时用笔做好标记）滚下（步骤2）。小球从光滑斜面上禁止滚下，到达低端并撞击水平木板上的木块；被撞木块的运动距离越长，小球做的功越多，运动小球所具有的动能越大。数据分析：对比表中1、2两行数据，同一钢球从不同的高度静止释放，起点高的2钢球到达低端的速度大，与小车撞击后使小车运动的距离长，表明2钢球的动能大；对比2、3两行数据，质量不同，钢球的质量大，当他们从同一高度被静止释放时，到达斜面低端的速度相同，但钢球撞击木块运动的距离长，表明钢球的动能大。结论：质量相同时，速度大的物体具有的动能大；速度相同时，质量大的物体具有的动能大。概念规律：影响动能大小的因素：物体的质量和速度。物体的质量越大，速度越大，物体所具有的动能就越大。2.探究影响势能大小的因素 问题：物体势能的大小与什么因素有关呢？ 猜想：学生发言、 探究：（1） 将小方桌腿朝下水平放在沙箱的沙子上，使用同一小球从不同高度（h1,h2）自由下落冲入水中，记下下沉深度。（2） 将体积相近的，质量不同的小球和木块从同一高度h自由下落落入沙子中，记下两小球下陷的深度。（3） 把数据记入下表，比较各组数据视频演示：序号举高的物体举高的高度（高/低）小球下沉深度（深/浅）1相同小球2相同小球序号举高高度举高物体质量（大/小）下陷深度（深/浅）3相同高度4相同高度数据分析：对比表1、2行，同一钩码被举得越高，能使小球下沉的越深，说明质量相同的物体，被举得越高，它的重力势能越大；对比表3、4两行数据，小球被举得相同的高度，小球的质量大，小球下陷的深，说明被举高高度相同的物体，质量越大，它的重力势能越大。概念规律：影响重力势能大小的因素：物体的质量和物体所处在的高度。物体的质量越大，所处在的高度越高，物体的重力势能就越大。（另外一种势能-弹性势能和物体的弹性形变有关，物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大。举例：拉弓，形变越大，箭射的越远。蹦床形变越大，运动员蹦的越高。）巩固练习：1.下列说法正确的是（ ）A、具有能量的物体一定在做功 C、物体做的功越多，它具有的能越大 B、物体具有的能越大，它做的功越多 D、物体能够做的功越多，它具有的能越大分析：物体有做功的本领，它就具有能，但不能误认为具有能量的物体一定在做功；物体具有的能越大，也不代表它做功多，也不能说做的功越多具有的能越大。应该是能够做的功越多，具有的能越大，所以选D2.下列物体各具有什么形式的机械能？A、钟表上的发条 B、正在爬坡的汽车 C、在平直轨道上匀速行驶的列车D、正在空中飞行的鸟儿 E、山坡上静止的石头 F、静止在水平地面上的自由伸长的弹簧分析：C、只具有动能；E、只具有重力势能；A、只具有弹性势能；B、D即有动能也有重力势能；F、不具有任何形式的机械能3. 小明去百货商店购物时，自动扶梯把他从一楼匀速送到三楼的过程中他的动能、势能、机械能是怎样变化的？ 分析：动能不变，势能增加，机械能增加。探究动能与势能的相互转化问：荡秋千具有什么特点，它们动能、势能大小有发生变化吗？学生回答：视频展示：分析：（单摆）小球在最高点时，只具有重力势能，没有动能，当放手小球下降到最低点的过程中，小球的高度降低重力势能减小，运动速度变快，动能增加，重力势能转化为动能。小球从最低点上升到最高点过程中，速度变小，动能变小，高度升高，重力势能增大，动能转化为重力势能。 （麦克斯韦滚摆、弹簧门在推开以后能自己关闭。说明这件事怎样利用了能的转化。）让学生试着自己分析，老师加以补充。 练习：课后作业五、小结：（板书）一、功的本领称为能可以反映一个物体做功的本领大小（注意：具有能的物体不一定正在做功）二、 机械能：动能：物体由于运动而具有的能叫动能重力势能：物体由于被举高而具有的能叫重力势能弹性势能：物体由于发生形变而具有的能叫弹性势能 动能（质量越大，速度越大，动能越大）三、机械能 重力势能（质量越大，高度越高，重力势能越大） 势能 弹性势能（弹性形变越大，弹性势能越高）四、动能与势能的相互转化作业：练习册课后反思：能的概念比较抽象，人们既不能看到它，又不能摸到它，只能通过相关的物理现象来肯定它的存在。所以在引入能量的概念前应该尽量多举例；针对实例中共同存在的“有做功的能力”这个因素，进而推出动能、势能和机械能的概念。在引入能的单位时，要适度的介绍功与能的关系，让学生初步认识到“功是能量转化的量度”，在此不做深入介绍。实验探究是本节课的重点与难点，是本节课的重要环节，教学中要注意引导学生积极参与，引导学生利用控制变量法来探究一个物理问题，同时引导学生分析数据、归纳总结出：决定动能、势能的影响因素。同时，利用课堂巩固练习来辨析本节所学的几个有关“能”的基本概念，进一步的巩固提高对“能”的认识 由于学生第一次接触到“能”的概念，它非常的抽象，在多举例说明的同时，更应该控制教学的进度，关注学生的反应。