合理利用機械能教案

2022-10-11 16:06:06 字數 4318 閱讀 9662

一、教學目標

1、通過本節內容的教學,讓學生初步理解動能、勢能、機械能的概念。

2、通過**,讓學生知道決定動能、勢能大小的相關因素;並能解釋簡單的現象。

3、能夠運用控制變數法進行實驗設計,逐步養成在實驗中認真觀察,勤於思考的習慣;善於分析資料、歸納總結的思維培養。

4、通過查閱資料,讓學生認識到能量與人們生活、生產息息相關;增強合理利用能源的意識。

二、教學重、難點

1、重點:初步理解動能、勢能、機械能的概念

2、難點:通過**,讓學生知道決定動能、勢能大小的相關因素;並能解釋簡單的現象。

三、教學過程

(一)動能與勢能

1.認識能量 (新課引入)

流動的水可以推動水輪機做功;風可以推動帆船前進而做功;張開的弓可以使箭射出而做功,等等。

物理學中,乙個物體能夠對別的物體做功,即它具有做功的本領,我們就說它具有能量。因此,流動的水、風,張開的弓都具有能量。能量這個概念與前面學過的功的概念有著密切的聯絡,物體做功的過程就是能量轉化的過程,乙個物體能夠做的功越多,表示這個物體具有的能量就越大。

打個比方,一家企業對外能夠支付的錢越多,就表示這家企業的資金越雄厚。

(多舉日常生活中的例項;引導學生了解「能」概念)

概念規律:

(1) 能量的概念:如果乙個物體對別的物體做功,我們就說這個物體具有能量,簡稱:能

(2) 能量的大小:物體做功的過程就是能量的轉化過程,物體能夠做的功越多,說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)。

說明:根據能量的概念,物體具有能量說明物體具有做功的本領。乙個正在做功的物體,它一定具有能量;而乙個具有能量的物體,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有做功,由於石塊下落時能夠做功,故石塊具有能量,而正在下落的石塊,石塊的重力對石塊做功,該石塊一定具有能量。

2.動能與勢能

我們周圍的能量形式具有多種多樣,最常見的是動能與勢能;我們先來認識幾個具有動能和勢能的物體做功的例項

(1) 風吹帆船航行;急流的河水把石塊沖走;運動的鋼球把木塊推開。這些都是運動的物體對外做功的例項,表明運動的物體具有能量。

(2) 人在打樁時,先把重錘高高舉起,重錘落下就能把木樁打入地里;鉛球從高處落下時能把地面砸個坑。重錘和鉛球由於被舉高而能夠對外做功,表明被舉高的物體具有能量。

(3) 弓被拉彎後能把箭射出去,彈簧被壓縮後能把壓在它上面的物體彈起,弓和彈簧由於發生彈性形變能夠對外做功,表明發生彈性形變的物體具有能量。

概念規律:

(1) 物體由於運動具有的能叫做動能

(2) 勢能分為重力勢能和彈性勢能:

物體由於被舉高而具有的能叫做重力勢能

物體由於發生彈性形變而具有的能叫做彈性勢能

(3) 動能和勢能統稱為機械能

說明:乙個物體可以單獨具有動能、勢能;也可以同時具有動能和勢能。如:在空中飛行的飛機因為它在運動而具有動能,又因為它在高處而具有重力勢能。

(投影)練習:例1.正在公升空的飛機具有什麼能量?

例2.空中飛行的乙個球重力勢能是5j,動能是4j,那麼球的機械能則為

(二)影響動能和勢能大小的因素

1.**影響動能大小的因素

問題:物體動能的大小與什麼因素有關呢?

猜想:學生猜想、、、

**:(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(h1和h2)由靜止開始向下運動,撞擊木塊,記下木塊被撞擊後運動的距離。

(2) 分別讓體積相同的實心木球和鋼球從同一高度(h)由靜止開始向下運動,撞擊木塊,記下木塊被撞擊後運動的距離。

(3) 把資料記入下表,並比較各組資料

**演示

**說明:小球在光滑斜面上由靜止開始下滑,到達斜面低端的速度只與起點的高度有關,起點越高,到達低端時的速度就越大。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(實驗時用筆做好標記)滾下(步驟2)。小球從光滑斜面上禁止滾下,到達低端並撞擊水平木板上的木塊;被撞木塊的運動距離越長,小球做的功越多,運動小球所具有的動能越大。

資料分析:對比表中1、2兩行資料,同一鋼球從不同的高度靜止釋放,起點高的2鋼球到達低端的速度大,與小車撞擊後使小車運動的距離長,表明2鋼球的動能大;對比2、3兩行資料,質量不同,鋼球的質量大,當他們從同一高度被靜止釋放時,到達斜面低端的速度相同,但鋼球撞擊木塊運動的距離長,表明鋼球的動能大。

結論:質量相同時,速度大的物體具有的動能大;速度相同時,質量大的物體具有的動能大。

概念規律:影響動能大小的因素:物體的質量和速度。物體的質量越大,速度越大,物體所具有的動能就越大。

2.**影響勢能大小的因素

問題:物體勢能的大小與什麼因素有關呢?

猜想:學生發言、、、

**:(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(h1,h2)自由下落衝入水中,記下下沉深度。

(2) 將體積相近的,質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) 把資料記入下表,比較各組資料

**演示:

資料分析:對比表1、2行,同一鉤碼被舉得越高,能使小球下沉的越深,說明質量相同的物體,被舉得越高,它的重力勢能越大;對比表3、4兩行資料,小球被舉得相同的高度,小球的質量大,小球下陷的深,說明被舉高高度相同的物體,質量越大,它的重力勢能越大。

概念規律:影響重力勢能大小的因素:物體的質量和物體所處在的高度。物體的質量越大,所處在的高度越高,物體的重力勢能就越大。

(另外一種勢能---彈性勢能和物體的彈性形變有關,物體的彈性形變越大,它具有的彈性勢能就越大。舉例:拉弓,形變越大,箭射的越遠。蹦床形變越大,運動員蹦的越高。)

鞏固練習:

1.下列說法正確的是( )

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,它就具有能,但不能誤認為具有能量的物體一定在做功;物體具有的能越大,也不代表它做功多,也不能說做的功越多具有的能越大。應該是能夠做的功越多,具有的能越大,所以選d

2.下列物體各具有什麼形式的機械能?

a、鐘錶上的發條 b、正在爬坡的汽車 c、在平直軌道上勻速行駛的列車

d、正在空中飛行的鳥兒 e、山坡上靜止的石頭 f、靜止在水平地面上的自由伸長的彈簧

分析:c、只具有動能;e、只具有重力勢能;a、只具有彈性勢能;b、d即有動能也有重力勢能;f、不具有任何形式的機械能

3.小明去百貨商店購物時,自動扶梯把他從一樓勻速送到三樓的過程中他的動能、勢能、機械能是怎樣變化的? 分析:動能不變,勢能增加,機械能增加。

**動能與勢能的相互轉化

問:盪鞦韆具有什麼特點,它們動能、勢能大小有發生變化嗎?

學生回答:……

**展示:

分析:(單擺)小球在最高點時,只具有重力勢能,沒有動能,當放手小球下降到最低點的過程中,小球的高度降低重力勢能減小,運動速度變快,動能增加,重力勢能轉化為動能。小球從最低點上公升到最高點過程中,速度變小,動能變小,高度公升高,重力勢能增大,動能轉化為重力勢能。

(麥克斯韋滾擺、彈簧門在推開以後能自己關閉。說明這件事怎樣利用了能的轉化。)讓學生試著自己分析,老師加以補充。

練習:課後作業

五、小結:(板書)

一、功的本領稱為能

可以反映乙個物體做功的本領大小(注意:具有能的物體不一定正在做功)

2、機械能:

動能:物體由於運動而具有的能叫動能

重力勢能:物體由於被舉高而具有的能叫重力勢能

彈性勢能:物體由於發生形變而具有的能叫彈性勢能

動能(質量越大,速度越大,動能越大)

三、機械能

重力勢能(質量越大,高度越高,重力勢能越大)

勢能彈性勢能(彈性形變越大,彈性勢能越高)

四、動能與勢能的相互轉化

作業:練習冊

課後反思:

能的概念比較抽象,人們既不能看到它,又不能摸到它,只能通過相關的物理現象來肯定它的存在。所以在引入能量的概念前應該盡量多舉例;針對例項中共同存在的「有做功的能力」這個因素,進而推出動能、勢能和機械能的概念。在引入能的單位時,要適度的介紹功與能的關係,讓學生初步認識到「功是能量轉化的量度」,在此不做深入介紹。

實驗**是本節課的重點與難點,是本節課的重要環節,教學中要注意引導學生積極參與,引導學生利用控制變數法來**乙個物理問題,同時引導學生分析資料、歸納總結出:決定動能、勢能的影響因素。

同時,利用課堂鞏固練習來辨析本節所學的幾個有關「能」的基本概念,進一步的鞏固提高對「能」的認識

由於學生第一次接觸到「能」的概念,它非常的抽象,在多舉例說明的同時,更應該控制教學的進度,關注學生的反應。

機械能聯絡

機械能練習題 試卷副標題 考試範圍 考試時間 100分鐘 命題人 第i卷 選擇題 請點選修改第i卷的文字說明 1 關於勻速圓周運動,下列物理量發生變化的是 a 轉速 b.線速度 c.週期 d.角速度 2 下列說法正確的是 a.勻速圓周運動是一種勻速運動 b.平拋運動是一種勻變速曲線運動 c.勻速圓周...

機械能練習

機械能機械能守恆 複習要點 1 理解功的概念 掌握功的計算公式。2 掌握功率的概念 理解功率的含義。3 掌握動能 重力勢能 彈性勢能等概念及其物理意義。4 掌握動能定理,並能運用動能定理分析與解決相關的力學問題。5 掌握機械能守恆定律 理解機械能守恆的條件,並能運用機械能守恆定律分析與解決相關的力學...

機械能試題

2 質量為m的小球,從離桌面h高處由靜止下落,桌面離地面高度為h,如圖1所示,若以桌面為參考平面,那麼小球落地時的重力勢能及整個下落過程中重力勢能的變化分別是 a mgh,減少mg h b mgh,增加mg h c mgh,增加mg h d mgh,減少mg h 4 物體從高處自由下落,若選地面為參...