合理利用机械能教案Word文档格式.doc
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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。
(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
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
高
3
小钢球
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。
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:
举高的物体
举高的高度(高/低)
小球下沉深度(深/浅)
相同小球
举高高度
举高物体质量(大/小)
下陷深度(深/浅)
相同高度
4
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。
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D
2.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
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:
(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。
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- 合理 利用 机械能 教案