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113动能和势能
第3节动能和势能
一、教案内容简述
1、课题:
第3节动能和势能
2、课程类型:
新授课
3、备课日期:
2013年2月
4、备课人:
5、教学目标:
【知识与技能】
通过实例理解动能和势能的概念。
【情感目标】
在观察实验过程中,培养学生的科学态度;密切联系实际,提高科学技术应用于日常生活和社会的意识;鼓励学生积极参与探究活动。
【过程与方法】
通过实验了解动能、重力势能的大小各与什么因素有关,并能解释简单的现象。
6、教学重点:
通过实例理解动能和势能的概念。
7、重点突破:
通过生活中的现象理解动能和势能
8、教学难点:
通过实验了解动能、重力势能的大小各与什么因素有关,并能解释简单的现象。
9、难点突破:
通过实验探究影响势能动能大小的因素。
10、教学方法:
直观演示法、讲授、实验探究、讨论交流、多媒体辅助等。
11、教学用具:
斜槽,钢球,木块,橡皮筋,压缩弹簧等。
二、教学过程
1、课程导入
(1)VIP课程
运动员在激烈运动后,我们说消耗了体内储存的能量;燃烧煤可以取暖,我们说煤燃烧时放出了能量;电灯发光,电炉发热,电扇吹风,我们说都消耗了能量。
在这些不同的现象中,有一个共同的东西把它们联系起来,这就是能量,简称能。
能的概念跟前面学过的功的概念有密切联系。
一个物体能够对外做功,我们就说它具有能量。
自然界中,能的形式是多种多样的,今天我们学习最常见的能——动能和势能。
(2)班级课程
以通讯报道的形式讲述世界第一例鸟撞飞机的事例,并提问:
看似弱小的飞鸟为什么能将钢铁之身的飞机撞毁呢?
请大家讨论谈谈自已的看法。
飞鸟能将飞机撞毁,是因为飞鸟能够做功,具有能量的缘故。
提问:
在我们的生活中还有哪些物体具有能量呢?
课件展示六幅图片:
①撑杆跳高②射出的子弹③高挂在枝头的苹果④拉弯的弓⑤奔腾的黄河水⑥高举的铁锤
提问:
在这些现象中撑杆、子弹、苹果、黄河水、弓、铁锤都具有能量,它们有没共同点呢?
请同学们就此将图片进行分类。
归纳得出动能、重力势能、弹性势能的概念。
列举生活中的具动能和势能的物体。
2、教学内容
一、动能
1、能量:
一个物体能够对外做功,我们就说这个物体具有能量,简称能。
能量表示物体做功本领大小的物理量;能量可以用能够做功的多少来衡量。
一个物体“能够做功”,并不是一定“要做功”,也不是“正在做功”或“已经做功”。
2、动能
定义:
物体由于运动而具有的能,叫做动能。
探究:
动能的大小与什么因素有关
【实验器材】斜面、木块、大铁球和小铁球
【实验设计】
①如图所示,在桌面上架起一个斜面,在斜面末端放上木块,让铁球从斜面上自由滑下。
②让大铁球和小铁球先后从斜面的同一高度自由滚下,推动桌面上的木块,分别记下铁球推动木块移动的距离。
③让同一铁球先后从斜面上的不同高度自由滚下,分别记下木块两次被推动的距离。
【实验方法】控制变量法、转换法
【实验分析】
实验②说明:
物体动能与质量有关。
运动速度相同的物体,质量越大,它的动能也越大。
实验③说明:
物体动能与速度有关。
质量相同的物体,运动的速度越大,它的动能越大。
【实验结论】
物体动能与质量和速度有关。
质量相同的物体,运动的速度越大,它的动能越大;运动速度相同的物体,质量越大,它的动能也越大。
【注意事项】
①判断动能大小的方法:
看木块被推动的距离。
②控制速度不变的方法:
使钢球从同一高度滚下。
③改变钢球速度的方法:
使钢球从不同高度滚下。
(注意控制钢球质量一定)
质量相同的物体,运动的速度越大,它的动能越大;运动速度相同的物体,质量越大,它的动能也越大。
对物体动能大小影响较大的是速度。
二、势能
1、势能:
重力势能和弹性势能统称势能。
2、重力势能:
物体由于被举高而具有的能量,叫做重力势能。
●物体的重力势能与质量和被举高度有关。
质量相同的物体,被举高度越大,它的重力势能越大;被举高度相同的物体,质量越大,它的重力势能也越大。
●重力势能具有相对性。
选择的参照物不同,物体的重力势能也不同。
一般情况下,我们选择水平地面作参照物。
3、弹性势能:
物体由于弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。
弹性势能与物体弹性形变程度大小有关。
三、课后总结
1、课堂练习
见附录
2、板书设计
第3节动能和势能
一、能量
二、动能
1、定义:
2、表达式:
3、决定因素:
三、势能
1、定义:
2、种类:
1)重力势能
2)弹性势能
3、课堂小结
1、建立起正确的能的概念;
2、理解动能、势能以及他们的决定因素;
4、课后作业
1、课本的课后作业。
2、练习册
一、选择题。
1、小星和小华分别购买了两只不同品牌的乒乓球,为了比较两只乒乓球的弹性大小,他们设计了几种方案,你认为能够解决这个问题的最好方案是()
A.把两球向墙掷去,比较它们反弹后离墙的距离
B.让两球置于乒乓桌面上方同一高度自由落下,比较它们反弹的高度
C.用乒乓球拍分别击打两球,比较两球飞出去的距离
D.用手捏乒乓球,比较它们的硬度
2、如图是长征二号运载火箭将中国人自己设计制造的“神舟六号”载人飞船平地托起的情景。
下列关于“神六”的几种说法止确的是()
A.火箭上升过程中航天员聂海胜相对飞船是运动的
B.使火箭升高的力的施力物体是地面
C.火箭在上升过程中,动能和势能都增加
D.飞船进入椭圆形轨道,关闭发动机后平稳的从近地点到远地点运行的过程中,动能减少,势能增加
3、如图4所示,小明在玩蹦蹦杆,在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中,小明的重力势能、弹簧的弹性势能的变化是( )
A.重力势能减小,弹性势能增大B.重力势能增大,弹性势能增大
C.重力势能减小,弹性势能减小D.重力势能增大,弹性势能减小
4、.小明从家里去上学,如图所示,是他上学过程中的路程一时间图象,请你判断小明在哪一段时间内动能最大()
A.在t1~t2时间内,小明的动能最大B.在t2~t3时间内,小明的动能最大
C.在O~t1时间内,小明的动能最大D.无法判断
5、如图所示,是重物打木桩的示意图,把相同的三个木桩a,b,c插入沙中同一深度,让同一重物从不同高度打击a,b,再用较大质量的重物从与打击a的重物相同高度打击c,木桩被打入沙中不同深度,下列分析错误的是()
A.比较a和b,说明质量相等的物体被举得越高,具有的重力势能越大.
B.比较b和c,说明质量越大的物体,具有的重力势能越大
C.比较a和c,说明在同一高度处,质量越小的物体具有的重力势能越小
D.木桩被打入沙中越深,说明物体对木桩做的功越多
6、人造卫星绕地球沿椭圆轨道运行,如图所示,近地点为离地球中心最近的点,远地点为离地球中心最远的点.下列说法正确的是()
A.在近地点时,卫星势能最大B.在远地点时,卫星动能最大
C.卫星从近地点向远地点运动的过程中,势能转化为动能
D.卫星从远地点向近地点运动的过程中,势能转化为动能
7、一个小朋友从滑梯上匀速滑下来的过程中,下列说法正确的是()
A.动能减小,重力势能减小,机械能减小 B.动能减小,重力势能增大,机械能减小
C.动能不变,重力势力减小,机械能减小D.动能不变,重力势能减小,机械能不变
8、如图所示,轨道ABC光滑,弹簧固定在水平轨道末端,小球从A处由静止滚下,撞击弹簧后又将沿水平轨道返回,接着滚上斜面。
在这整个过程中,机械能转化的情况是()
A、重力势能→动能→重力势能
B、动能→弹性势能→动能C、动能→势能→动能→势能→动能
D、重力势能→动能→弹性势能→动能→重力势能
9、跳伞运动员跳出飞机后,立即打开降落伞,下落过程中所受空气阻力随运动速度增大,直至与重力等大.在整个下落过程中,运动员和降落伞的()
A.势能不断减少,动能不断增加,机械能不变
B.势能不断减少,动能不断增加,机械能减少
C.势能不断减少,动能先增加然后保持不变机械能减少
D.势能不断减少,动能先增加后减少,机械能不变
10、甲、乙两个完全相同的皮球,在同一水平面上以大小相等的速度,同时将甲球竖直向上抛出、将乙球竖直向下抛出,两球在地面上反复弹跳。
运动中不计空气阻力,与地面碰撞时不计能量损失。
则下列说法正确的是()
A.球在空中下降时,重力势能减小,动能增大
B.抛出时刻,甲球的动能大于乙球的动能
C.任何时刻,两球的机械能都相等
D.甲球的最大重力势能大于乙球的最大重力势能
11、.如图2所示,置于斜面顶端a的物体,分别沿ab、ac、ad三个不同路径滑落到b、c、d三个位置时,若不计摩擦和空气阻力,则比较它们动能的大小,正确的是()
A.b点的动能大B.c点的动能大
C.d点的动能大D.三点的动能一样大
12、如同6所示,体育运动中投掷的链球、铅球、铁饼和标枪都是把物体斜向上抛出的运动。
不计空气阻力,这些物体从被抛出到落地的
过程中()
A.物体的动能一直增大,重力势能一直减小
B.物体的动能一直减小,重力势能一直增大
C.物体的动能先减小后增大,重力势能先增大后减小
D.物体的动能先增大后减小,重力势能先减小后增大
13、唐家山堰塞湖是汶川地震后形成的最大堰塞湖.堰塞湖坝体顺河长度约803m,横河最大宽约611m,顶部面积约3×105m2.截止到5月26日,唐家山堰塞湖库容达到1.3×108m3,水位已经上升到7253m,距警戒线不足26m,“MI-26T”型直升机正在吊运挖掘机至唐家山堰顶挖泄流漕。
堰塞湖对下游群众的生命财产构成了严重威胁。
以下分析中不正确的是()
A.湖面水位再上升1cm,水量约增加300t
B.湖中水位越高,水对坝底的压强越大
C.堰塞湖围困的水量大、水位高,湖水具有很大的重力势能,因此具有很大的破坏作用
D.湖水从坝顶的泄流漕流下时,重力势能减小,动能增大
14、我们小时候都玩过秋千吧,闭上眼睛,那种时高时低的感觉如同在飞……你知道其中能量的转化吗?
对于图中荡秋千的小孩,下列分析错误的是()
A.小孩在A点具有最大动能 B.小孩在B点势能最小
C.小孩从B荡到C的过程中,动能转化为势能
D.如果没有能量损失,他将一直荡下去
15、如图,把不同的实心小铁球放在相同的实验装置的斜面上自由滚下,撞击静止于水平面上的小木块上进行实验.在下列几种情况中,能说明物体的动能与物体的质量有关的是()
A.甲、乙B.甲、丙C.乙、丙D.丙、丁
16、小文同学采用如图所示的两种不同的方式将同一货物搬运到同一辆汽车上,其中说法正确的是()
A.甲种方法克服重力做功多B.乙种方法更省力
C.两种方法机械效率相等D.两种情况下,货物机械能都增加
17、2007年12月4日,跳伞爱好者彭刚纳尔从亚洲第一高楼——“台北101大楼”楼顶跳下,从A处到B处的过程中下落速度越来越快,从B处到C处由于打开降落伞而匀速下降,则()
A.AB过程动能变小,BC过程动能不变
B.AB过程动能变小,BC过程动能变小
C.AB过程动能变大,BC过程动能变小
D.AB过程动能变大,BC过程动能不变
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
选项
18、"神舟五号"飞船的发射成功,标志着我国在载人航天领域迈进了一大步,"神舟五号"飞船在加速升空的过程中,其动能 ,势能 。
(选填"增大"、"减小"或"不变")一辆城市绿化洒水车,在一条平直的公路上匀速行驶,当它一边洒水一边行驶时,它的动能_________,重力势能_________.(填"增大""减小"或"不变")
19、如图所示,木块的下面拴一铁球悬浮在水中,当把细线剪断后,木块的机械能____________,铁球的重力势能__________,水的重力势能__________.(填"增大""减小"或"不变")
20、、在“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验中,小车碰撞木块后继续向前运动,木块在水平木板上滑动0.4m后停下,如图所示,木块在滑动过程中受到0.5N的摩擦力,则木块克服摩擦力所做的功W=_______J,设小车与木块碰撞前的动能为Ek,则Ek_______(大于/等于/小于)W.
21、一辆质量为20t的卡车,以10m/s的速度在水平公路上匀速行驶,则它具有的动能为______J,若它与另一辆以20m/s速度匀速行驶的汽车的动能相等,则该汽车的质量应为_____t。
离地面10m高的阳台上有一个质量为0.5kg的花盆,该花盆的重力势能为______J。
22.如左下图所示,在弹簧上放一砝码,发生的现象是,这时弹簧具有能;如果继续向下用手压木板上的砝码,弹簧会变,它的能增大;放手后,发现砝码被弹开了,这说明被压缩的弹簧能.
23.人造地球卫星在运行过程中可以认为其机械能守恒.它在轨道上运行的过程中,有时离地面较远,有时离地面较近.离地球中心最远的一点叫远地点,这里卫星的势能,动能;离地球中心最近的一点叫近地点,这里卫星的势能,动能.
24如图l2所示,是“研究动能的大小与哪些因素有关”的实验装置。
(1)实验中通过观察__________的大小,来判断小球动能的大小。
(2)实验中为了研究动能大小与质量的关系.需要控制小球撞击时的速度不变,具体的控制方法是____________________。
(3)质量和速度谁对动能的影响较大呢?
小文所在的物理兴趣小组借助速度传感器和其他仪器得出了两组数据如表一和表二所示。
表一(钢球撞击时的速度为v=8cm/s) 表二(钢球质量为m:
100g)
序号
钢球质量m/g,
木块滑行距离s/cm
1
100
10
2
200
20
3
300
30
序号l
钢球撞击速度v/cm.s-1
木块滑行距离
s/cm
1
8
10
2
16
40
3
24
90
分析这两组数据可以得出:
_____对物体的动能影响较大.依据是___________________________.
25、在某次探究活动中,小明对老师给出的“小球在光滑斜面由静止释放时,所处高度越高,到达斜面底端的速度越大,而与小球质量无关”这一结论产生了质疑。
他猜想小球从同一光滑斜面上自由滚到底端时的速度——
猜想一:
可能与小球在光滑斜面上的高度无关猜想二:
可能与小球的质量有关
他选择了一些实验器材,进行了如下实验(图中A、B、C分别表示小钢球在第0.1s末、第0.2s末、第0.3s末所处的位置,钢球1、2、3的质量关系为m1 (1)实验一是为了验证猜想(选填“一”或“二”),通过该实验他得到的结论是: 小球从同一光滑斜面上自由滚到底端时的速度与小球的质量___________(选填“有关”或“无关”) (2)实验二中,小球2和3在同一光滑斜面的不同高度处同时由静止释放,到达底端时的速度分别为v2、v3,请判断v2v3(选填“>”、“=”或“<”)。 (3)在完成了以上探究后,小明继续进行“探究动能的大小与速度的关系”的实验三,根据实验的结果: 他得出了“速度越大,动能越大”的结论,你认为他的结论是否可靠? (选填“可靠”或“不可靠”)。 原因是。 26、某地区的平均风速是6m/s,已知空气的密度是1.2kg/m3.此地有一风车,它的车叶转动时可以形成面积约为1200m2的圆面,求: (1)平均1s时间内有多少质量的气流冲击风车车叶形成的圆面? (2)已知lkg空气以这样的速度运动时具有的动能为18J,假如这个风车能将流过此圆面 内气流动能E动的10%转变为电能.则该风车平均每秒钟发出的电能E电是多少? ×××型电动自行车 整车质量(kg): 40 载重量(kg): 75 最高车速(km/h): 20 最大续行里程(km)<50 每百千米耗电(kW·h)≤1.2 1.(2007年淄博市)某型号电动自行车的主要技术参数如右表所示。 该车以最高车速行驶1.5h,其消耗的电能不超过kW·h。 骑电动自行车下坡时,关闭电源开关,不蹬脚踏板速度也会越来越大,在此过程中,自行车的动能逐渐,重力势能逐渐。 . 分析步下面是“嫦娥一号”发射的有关图片,利用学过的物理知识回答下列问题: (1)火箭向后喷出高速气体而使自身受力前进,这是运用了力的作用是____________的 道理,使火箭前进的力的施力物体是__________________。 (2)火箭载着“嫦娥一号”卫星在加速上升过程中受到向上的推力______________重力 (选填“大于∕小于∕等于”),由于地球自西向东不停地自转,为节省燃料,火箭升空后 应向______________(选填“偏东/偏西”)方向飞行,这是利用了_______________知识。 (3)11月5日,“嫦娥一号”卫星沿地月转移轨道到达月球,在距月球表面220km的P点 进行第一次“刹车制动”,接着被月球捕获而进入椭圆轨道Ⅰ绕月飞行,如图所示,以后 卫星在P点又经过两次“刹车制动”,最终在距月球表面220km的圆形轨道Ⅲ上绕月球做 匀速圆周运动。 若在轨道Ⅰ、轨道Ⅱ、轨道Ⅲ取卫星经过P点的速度分别为v1、v2、v3,则 它们间的大小关系是__________________________________。 (4)月球表面没有空气也没有水,请你说出月球表面没有水的一个可能原因。 骤一、三,得出的结论是: __________________________________________________
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