机械能和内能复习教案.doc

“机械能和内能”复习
镇江市外国语学校 王蕾
一、教学目标

1.进一步加深理解动能、重力势能、弹性势能、机械能的含义，并能列举实例说明物体具有何种形式机械能以及能量之间相互转化的情况.
2.了解内能的概念，能简单描述内能、温度、热量之间的关系.
3.知道改变物体内能的两种方式和对应的能量转化或转移的过程.
4.知道热机的工作原理和汽油机的工作过程.
5.了解比热容概念，会用比热容进行热量计算.
6.知道燃料的热值，会进行燃料燃烧放热的简单计算.
7.引导学生注重实验设计的方法，培养自主学习能力和分析问题能力.

二、重点、难点

重点：（1）决定动能、重力势能、弹性势能大小的因素的运用.
（2）联系实际判断动能和势能的变化，理解动能、势能相互转化的现象.
（3）知道改变物体内能的两种方式和对应的能量转化或转移的过程.
（4）知道热机的工作原理和汽油机的工作过程.
（5）会用比热容计算式和热值计算式进行热量的计算.
难点：弄清机械能与内能、内能与热量、内能与温度、能量与功的关系
(1)实验过程如何体验和理解实验研究的方法.
(2)将物理知识应用的生活实践，解决实际问题.

三、设计思想
复习课不是对旧知识的简单重复，而是使学生在对所学知识进行全面系统再认识过程中，体会到新角度、新方法，拓宽思维，知识结构和认知水平达到新的水平.本章涵盖的知识多，抽象概念多，引导学生把握内容的逻辑联系和发展线索，建构知识框架是复习课的重要内容.本章知识与实际联系较多，复习过程从实例入手，深入理解物理知识与生活、社会的联系，提高运用知识解决实际问题的能力. 通过运用多媒体视频、动画的播放或实际操作，再现实验的过程，引导学生思考、理解、掌握科学的探究方法.
四、教学资源
斜面、小球、木块、单摆、滚摆。
多媒体课件：PPT、课件动画素材、课件图片素材.

五、教学过程
教师活动
学生活动
说明

●知识回顾，形成体系

引导、参与组内讨论

实物投影。

师生共同交流、补充、完成结构图。

课前作业反馈
各小组讨论、互评课前作业——建构《机械能和内能》一章的知识结构图。

小组推荐出知识结构图，成果共享。

回顾知识形成体系提高自主学习的能力

在交流中实现知识结构的顺应和同化
● 一、机械能 ◆ 动能 ◆ 势能
视频播放，实验过程在现
研究动能大小的决定因素
质疑：
1、本实验研究什么？

2、需要观察什么？

3、运用哪些研究方法？结合实验说明如何运用？

视频播放，实验过程在现
研究势能大小的决定因素
质疑：
1、本实验研究什么？

2、需要观察什么？

3、运用哪些研究方法？结合实验说明如何运用？

问题1.质量较大喜鹊和质量较小燕子在空中飞，如果它们的重力势能相等，________的位置高些。如果它们的动能相等，_____的速度小些.

问题2.一辆洒水车在平直的马路上洒水，并匀速前进，它的动能 　 ，重力势能　　，机械能　　。

问题3 如图所示，让钢球从斜面上由静止滚下，打到一个小木块上，能将木块撞出一段距离．放在同一水平画上相同位置的木块，被撞得越远，表示钢球的动能越大．现用质量不同的钢球从同一高度滚下，看哪次木块被推得远．回答以下问题：
（1）设计本实验的目的是研究__________．

（2）让不同的钢球从同一高度滚下是为了_______________

（3）此实验得出的结论是_____________

例题一　 请分析以下两个有关能量的问题
(1)“强弩之末势不能穿鲁缟者也”。强弩之末不能穿透薄薄的丝绸，说明物体的动能大小与它的________有关。
(2)旋转图中的吸管后，将可乐罐放在桌面上，罐就会运动起来，这是因为罐中的橡皮筋积蓄了____________能。
．
例题二 小新想探究弹性势能的大小与哪些因素有关．她利用一段弹簧、光滑轨道、物块A和B等器材进行实验．如图所示，用物块将弹簧压缩到一定程度后释放，物块沿轨道向左滑行，最高可冲到光滑斜面虚框处．（1）实验时，由于弹簧的的弹性势能越大，最终转化成滑块的 __能越大，因此可以通过观察同一滑块________来判断弹簧弹性势能的大小．(2）比较如图（a）、（b）两个实验可以初步得出，同一段弹簧的弹性形变越大，具有的弹性势能就 ．（3）若物块冲上斜面的最大高度ha=hc＜hb，弹性形变的大小la＜lb=lc，则物块达到最高处所具有的重力势能Ea、Eb、Ec的大小关系是 ．
A、B两个物体的质量的大小关系是 ．

探究活动一：动能大小与哪些因素有关？
思考回答：
研究小车的动能

观察木块被推动的距离

研究方法控制变量法
转换法
对比法

探究活动二：重力势能大小与哪些因素有关？
研究“重锤”的重力势能

观察：木桩陷入沙坑的深度

研究方法控制变量法
转换法
对比法

学生分析影响重力势能和动能的相关因素，小燕子质量小必定位置高，喜鹊质量大速度小

分析在平直马路上匀速前进，速度、高度不变，质量变小，动能、势能都减小。

思考回答

研究动能与质量的关系

钢球到达斜面底端时的速度相同

速度相同,物体质量越大,动能越大

学生分析
(1)动能的大小与物体的质量和速度两个因素有关，根据题意可知，“强弩之末势不能穿鲁缟者也”强调的是动能大小与物体速度的关系；
(2)分析题意可知，旋转图中的吸管，橡皮筋发生了弹性形变，具有了弹性势能。

分析
1、根据弹性势能与重力势能的转化关系判断出重力势能。
理解转换法并作出判断是上滑高度

2、由上滑高度判断出弹性势能大

3、利用探究结论同样的弹簧弹性形变越大重力势能越大得出
Ea﹤Eb﹦Ec
利用影响重力势能相关因素高度相同重力势能大的质量大
mA﹤mB

通过两个探究实验的回顾总结出相同的实验研究方法，加深印象，促进学生对方法的理解和应用

考察学生用科学的实验方法进行实验探究解决新问题的能力
● 二、动能和势能可以相互转化

演示实验
将单摆从最低点拿到某一高度静止释放

师生共同分析单摆在摆动过程中能量转化
质疑：实际生活中单摆上升的高度会越来越低，为什么？

质疑一
分析皮球落地又弹起过程能量的转化
播放视频动画

例题一 如图所示是“北斗八号”导航卫星的轨道示意图。 ，已知该卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程中机械能守恒，则关于该卫星从远地点向近地点运行过程中势能、动能、速度的变化情况是(　　)
A．势能增加、动能减小、速度减小
B．势能减小、动能增加、速度增加
C．势能减小、动能增加、速度不变
D．势能不变、动能不变、速度不变

例题2 观察分析理想情况下滚摆运动过程中能量的转化
播放视频，并讲解

归纳小结
只有重力或弹力对物体做功的条件下(或者不受其他外力的作用下），物体的动能和势能发生相互转化，机械能的总量保持不变
如果考虑阻力和摩擦，则机械能减小

观察摆球动能和重力势能的转化
思考分析得出结论
学生思考产生这一变化的原因

学生分析回答
下落过程:重力势能转化为动能
撞击过程:动能转化为弹性势能
恢复过程:弹性势能转化为动能
上升过程:动能转化为重力势能

解析
首先看是否有摩擦或空气阻力，判断机械能是否守恒，再注意物体质量、速度和高度的改变，从而分析物体势能与动能的变化情况。

分析得出
动能和重力势能的相互转化，机械能守恒

渗透能量守恒的思想观点

● 三、内能 ◆ 比热容 ◆ 热值

结合内能的概念介绍内能与质量、温度、物质的种类、物质的状态有关

介绍比热容、热值的概念

探究活动一：探究水和沙子吸热升温的现象
质疑：
本实验的设计方案、研究方法、测量器材各是什么？

探究活动二 比较质量相等的不同燃料充分燃烧时放出的热量
质疑：
（1）本实验的设计方案、研究方法各是什么？

（2）本实验需控制哪些条件相同，改变什么条件？

问题一 例举生活中与水的比热容较大相关的一些实例，并加以解释。

问题二 如图所示，为比较酒精和碎纸片的热值，用两同规格的烧杯装质量______ 的水，取质量_______的酒精和碎纸片，分别放入两个燃烧皿中，点燃分别给烧杯加热，直到__________时候，通过比较____________来确定酒精和碎纸片热值的大小。

例题一 如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同．燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量也相同．比较不同燃料的热值，应选择________两图进行实验；比较不同物质的比热容，应选择______________两图进行实验；

例题二 煤油炉每1min燃烧2g煤油，如果煤油完全燃烧放出的热量全部被水吸收，需要多少时间才能使10㎏、20℃的水，温度升高50℃？（煤油的热值4.6×107J/kg)

探究活动一：探究水和沙子吸热升温的现象
思考回答
设计方案：
用相同的酒精灯，对质量相同的沙子和水进行加热，
①升高相同的温度，比较加热时间的长短。
②加热相同时间，比较升高温度的多少。
控制物体在相同时间内，吸收的热量相同。
研究方法：控制变量法、转换法
器材：秒表、天平、 温度计

探究活动二 比较质量相等的不同燃料充分燃烧时放出的热量
学生思考回答
实验方案：质量相等的水，吸收质量相等的不同燃料完全燃烧放出的热量，比较水吸热后升高的温度。
研究方法：控制变量法、转换法
相同条件：吸热液体的种类、吸热液体的质量
盛装容器(烧杯)
燃料的质量
盛装容器(燃烧皿)
周围环境
燃料的种类不同

学生举例：
⑴海陆风的形成
⑵水暖供热
⑶汽车发动机应用循环流动水进行冷却
⑷沿海地区昼夜温差比内陆地区小
学生根据实验原理分析
1、水的质量相同
2、燃料的质量相同
3、燃料完全燃烧
4、比较水升高的温度

分析
比较不同燃料的热值被加热液体种类、质量应相同，燃料种类不同，则选择甲乙；比较不同物质的比热容，燃料相同，被加热液体不同，则选择甲丙

知识要点分析
热平衡方程Q放﹦Q吸
Q=cmΔt
Q=mq

掌握实验方法和培养实验技能

巩固理解实验的原理方案，对学生来说是个难点

●四、改变内能的两种方式 ◆热传递◆ 做功

引导学生理清在做功、热传递过程中内能改变与热量、做功、温度的关系

问题一
以下由于做功使内能增加的是 ；
由于热传递使内能增加的是 ；
用做功和热传递两种方式使内能增加的是_________

A、放在室内的热水温度逐渐降低
B、水蒸气将锅盖顶起
C、冬天，用“哈气”的办法取暖
D、用电熨斗烫衣服，衣服发热
E、用打气筒打气，气筒壁发热
F、“流星”进入大气层时燃烧发光

问题二 夏天，突然打开汽水瓶时，随着“嘭”一声响，还可以看到瓶口处冒“白气”，为什么？

用填空的方式给学生的回答提供支架

对比两个实验
机械能转化为内能——空气压缩点火仪

内能转化为机械能——观察点火爆炸现象，盒盖飞出去

内能的应用——热机

一个循环、4个冲程、活塞往复2次、曲轴旋转2圈、燃气对外做1次功

问题三 一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1200r/min，则汽油机每秒内完成 个冲程，做功 次。

弄清四个物理量的关系
物体吸收（放出）热量,内能增大（减小）.
物体对外做功,物体内能减小.
外界对物体做功,物体内能增大.

分析：打气筒内能改变的方式
一方面：活塞与筒壁摩擦，用做功的方式使筒壁内能增加，温度升高。
另一方面：活塞压缩筒内空气，用做功的方式使空气内能增加，温度升高，空气再通过热传递向筒壁传递能量，使筒壁内能增加，温度升高。

解答：这是因为当突然打开瓶盖时，瓶内气体迅速膨胀，对外______，内能______，温度_______，瓶口附近的水蒸气遇冷______形成大量的小水珠，就是我们看到的“白气”。

对比、逆向思维

学生分析
每秒20转，每转四个冲程，做一次功，共完成80个冲程，20次功

通过实例的研究弄清四个物理量的关系化解学习中的难点

研究问题多角度，培养建立逆向思维方式
● 归纳总结
(1)二种能量:机械能、内能

（2）二个物理属性：比热容c、热值q

（3）四个探究实验
探究动能大小与哪些因素有关
探究影响重力势能大小的因素
比较沙子和水吸热升温快慢
比较燃料燃烧放出热量的多少

（4）一种机器：热机

师生共同分析归纳

板

书

“机械能和内能”复习