合理利用机械能.doc

合理利用机械能

一、 教学目标
1、通过本节的内容教学，让学生初步了解动能、势能、机械能的概念。
2、采用实验探究的方法让学生知道决定动能、势能大小的因素。
3、能用实例说明物体的动能和势能以及它们之间的转化。
4、通过阅读资料、让学生认识到能量与人们日常生活、生产息息相关、以增加合理利用能源，节约能源的意识。
二、 教学重、难点
1、实验探究动能、重力势能大小与哪些因素有关。
2、能用实例说明物体的动能和 势能可以互相转化。
三、 教学过程
（一）新课引入
在日常生活中，我们都经常在报纸或电视上看到或听到“能源危机”“能源开发、利用”等，还经常听到风能、水能、太阳能、热能等。能量与我们的生活息息相关，那么什么是能量呢？
科学研究表明，自然界中能量展现的形式多种多样，能量以不同的形式存在，如风能、水能、太阳能等。今天介绍其中的一种能量，叫做机械能。
（二）新课过程
如果一个物体能够对另一个物体做功，我们就说这个物体具有能量。如我们用力推桌子前进，在力的方向上它通过了距离，那我们就对桌子做了功，反过来我们消耗了能量，也说明了我们本身具有能量。
物体做功的过程就是能量的转化过程，做的功越多说明转化为另一种形式的能量就越多，所以功和能的单位是一样的，都是焦（J）。
流动的风、水，张开的弓都能对别的物体做功，说明它们都具有能量。这种能量就是我们今天要学的机械能。
1、 机械能
物体由于运动具有的能叫动能；物体由于被举高或发生形变具有的能叫势能，前者叫重力势能，后者叫弹性势能。动能和势能统称为机械能。
如挂在天花板的电灯具有重力势能；正在操场上跑步的同学具有动能；在在空中飞行的飞机，既有动能，又有重力势能；被压缩的弹簧发生了形变了具有弹性势能。
2、 动能大小的决定因素
动能的大小和什么有关呢？可能与质量、速度有关。实验探究，利用控制变量法。当质量相同时，研究动能与速度的关系；当速度相同时，研究动能与速度大小的关系。课本186实验探究1。实验中小球从光滑的斜面上下滑，到达底端的速度只与起点的高度有关，起点越高，到达底端的速度就越大；实验中通过观察小球撞击木块后，木块通过的距离比较小球动能的大小，通过的距离越长，动能就越大。
结论：物体的动能与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越大，物体具有的动能就越大。
3、 势能大小的决定因素
重力势能的大小跟什么有关？可能与质量、高度有关。
课本187实验探究2。实验中重物下落撞在放在沙上的物体时，物体陷入沙中越深，说明重物原来具有的重力势能越大。
结论：物体被举得越高，质量越大，它所具有的重力势能就越大。
弹性势能跟发生弹性形变的程度有关，形变程度越大，弹性势能就越大。弹簧被压缩的越厉害，弹跳得就越远，说明它原有的弹性势能就越大。
4、 动能和势能的转化
演示实验：竖直上抛的乒乓球：上升：速度越来越慢，动能在减小，高度越来越高，重力势能在增大，动能转化为重力势能；下降：速度越来越快，动能在增加，高度越来越低，重力势能在减小，重力势能转化为动能。
‚滚摆：上升：上升：速度越来越慢，动能在减小，高度越来越高，重力势能在增大，动能转化为重力势能；下降：速度越来越快，动能在增加，高度越来越低，重力势能在减小，重力势能转化为动能。
ƒ单摆的小球左右摆动：最高点到最低点：重力势能转化为动能；最低点到最高点：动能转化为重力势能。
实例：在火车站进站和出站的轨道都与站台构成一个缓坡，是为了充分
的利用能量，在火车进站前设计一小段上坡，可以将火车的动能转化为重力势
能，减少刹车所损耗的能量。出站时有可以将重力势能转化为动能，使启动更
方便，同时节约了启动时消耗的能量。这样有利于节约能源。
5、风能、水能的利用
空气在流动过程中所具有的机械能叫做风能。空气流速越高，动能越大。
人们可以用风车把风的动能转化为旋转的动作去推动发电机，以产生电力，方
法是透过传动轴，将转子（由以空气动力推动的扇叶组成）的旋转动力传送至
发电机。到2008年为止，全世界以风力产生的电力约有 94.1 百万千瓦，供应
的电力已超过全世界用量的1%。风能虽然对大多数国家而言还不是主要能源，
但在1999年到2005年之间已经成长了四倍以上。风能作为一种无污染和可再
生的新能源有着巨大的发展潜力，特别是对沿海岛屿，交通不便的边远山区，
地广人稀的草原牧场，以及远离电网和近期内电网还难以达到的农村、边疆，
作为解决生产和生活能源的一种可靠途径，有着十分重要的意义。即使在发达
国家，风能作为一种高效清洁的新能源也日益受到重视，比如：美国能源部就
曾经调查过，单是得克萨斯州和南达科他州两州的风能密度就足以供应全美国
的用电量。
风能的优点：洁净的能量来源，风能设施日趋进步，大量生产降低成本，
在适当地点，风力发电成本已低于发电机，能设施多为不立体化设施，可保护
陆地和生态 ，风力发电是可再生能源，很环保。
流动的水具有动能，高处的水具有势能，水具有的机械能叫水能。水的落差在重力作用下形成动能，从河流或水库等高位水源处向低位处引水，利用水的压力或者流速冲击水轮机，使之旋转，从而将水能转化为机械能，然后再由水轮机带动发电机旋转，切割磁力线产生交流电。而低位水通过水循环的阳光吸收而分布在地球各处，从而回复高位水源的水分布。水能资源最显著的特点是可再生、无污染。开发水能对江河的综合治理和综合利用具有积极作用，对促进国民经济发展，改善能源消费结构，缓解由于消耗煤炭、石油资源所带来的环境污染有重要意义，因此世界各国都把开发水能放在能源发展战略的优先地位。利用水能的优点是成本低、可连续再生、无污染，保护环境。
四、归纳小结
本节课主要是学习了机械能、动能和势能的概念，以及通过实验探究了影响了动能势能大小的因素，还学会了动能和势能之间的转化，了解了风能和水能的利用。
五、课后反思
这节课要理解的机械能比较抽象，学生要发挥自己的想象力。所以在课堂设计的时候，就尽量举生活中常见而且都是大家亲身感受过的事例，这样对学生来说也是比较简单，有利于增加他们学习物理的兴趣。同时，通过学习动能和势能之间的转化，提高学生的环保意识，节约能源。这堂课达到的很好的效果，课堂气氛比较活跃，所以今后上课我要像这节课一样，多观察生活中的事物，应用到课堂中，让物理课不再枯燥，提高学生学习的兴趣。