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几个能量转化问题的探究 江北实验中学 应秋雁 教学目标： 1、通过几个能量转化问题的探究，理解能量可以从一种形式转化为另一种形式；知道几种常见的能量转化方式。 2、培养学生分析问题、化繁为简、从整体上解析问题的能力。 3、培养学生实事求是的实验态度，理解科学探究的过程。 二、教学重点： 学会联系已学知识，判断能量转化过程中是何种形式的能量转化为何种形式。 三、教学难点 解决一个新的问题时能从已学的知识中发现新问题与旧知识的内在联系。 四、教学过程： 上课之前我们来做一个有趣的实验。这里有一大一小两块木板，谁能用力把它们吹倒？ 学生上台演示：用力吹一大一小两块木板，小的被吹倒，大的不被吹倒。 师：如果换一种方式我们看看大的木块是不是能倒呢？ 学生上台演示：探究一：变形的多米诺骨牌。 师：这个装置类似于什么你们知道吗？ 生：类似于多米诺骨牌。 师：多米诺骨牌实际上是发源于中国古代的“牌九”。据记载，18世纪流传到意大利后，人们利用牌九上面的点数来做一些拼图游戏，后来一个意大利人好奇地把骨牌竖起来，逐渐发展成了原始的“多米诺”。有同学能说说多米诺骨牌中的物理道理吗？ 生：玩多米诺骨牌时势能转化为动能。 师：骨牌竖着时，重心较高，倒下时重心下降，倒下过程中，将其重力势能转化为动能，它倒在第二张牌上，这个动能就转移到第二张牌上，第二张牌将第一张牌转移来的动能和自己倒下过程中由本身具有的重力势能转化来的动能之和，再传到第三张牌上......所以每张牌倒下的时候，具有的动能都比前一块牌大，因此它们的速度一个比一个快，也就是说，它们依次推倒的能量一个比一个大。哪个同学能来解释下刚才的实验中为什么小小的木块能使大的木块推倒的原因吗？ 生：小木块倒下时重力势能转化为动能，这个动能转移到第二个木块上，促使第二个木块倒下，这个动能和第二个木块的具有重力势能就转移到了第三个木块，以此类推，越是后面的木块具有的能量越大，最后能使质量很大的木块被推倒。 师：老师这里的木板都是不一样大的，共6张，第一张最小，长80mm，宽49mm，厚7.5mm，以后每张扩大1.5倍，这个数据是按照一张骨牌倒下时能推倒一张1.5倍体积的骨牌而选定的。最大的第6张长约500mm，宽约350mm，厚约45mm，把这套骨牌按适当间距排好，轻轻推倒第一张，必然会波及到第6张。如果有13张，第13张骨牌倒下时释放的能量比第一张牌倒下时整整要扩大20多亿倍。因为多米诺骨牌效应的能量是按指数形式增长的。可见多米诺骨牌效应产生的能量的确令人瞠目。所以说用一个手指的力推倒一幢大厦也不是问题了。 课堂练习1、多米诺是一项集动手、动脑于一体的运动。一幅图案由几百、几千甚至上万张骨牌组成。骨牌需要一张张摆下去，它不仅考验参与者的体力、耐力和意志力，而且还培养参与者的智力、想象力和创造力。骨牌推移过程中发生了能量的 ，前一张骨牌倒下时 转化为 ，碰倒后一张骨牌时 为后一张骨牌的 。 师：从刚才的探究中我们知道多米诺骨牌主要是运用了势能和动能转化以及能量的转移。那么老师下面展示的两个小球所具有的能量又是如何变化的呢？ 探究二、磁性小球在铝管中的运动 师演示：小球自由下落 问：小球自由下落时能量如何变化？ 生演示：小球在铝管中和空中同时自由下落； 师：小球在空气中和铝管都以同样的速度自由下落，可见小球在铝管中下落时势能也是转化为了动能。 师：但今天新鲜出炉的魔术师xxx却有不一样的做法和看法，请大家仔细观察这个魔术，我们看看能不能破解这个魔术的秘密呢？ 生演示：磁性小球在铝管中的运动。 师：谁能破解这个魔术的秘密呢？为什么小球在铝管中运动的速度变慢了呢？ 生：验证这个小球的材质，得知这个是磁性小球。 小组讨论：为什么普通小球在铝管中下落时速度和空气中是一样的，而磁性小球在铝管中下落的速度会变慢呢？ 学生汇报： 师补充实验：小球穿过线圈时产生感应电流。 生：磁性小球从铝管中自由下落时重力势能转化为电能和动能。 课堂练习二、磁性小球在铝管中自由下落时，铝管仿似无数个铝线圈，磁性小球切割线圈就产生了 ，此时，磁性小球的重力势能转化为 和 。 师：1820年，法拉第发现了电磁感应现象，从而发明了发电机。 演示：手摇式发电机发电； 有了电之后科学家又发明了电动机。 演示：两个手摇式发电机连接，其中一个转化为电动机。 探究三、有趣的电动机实验 师：这是一个自制的电动机，它的中间接了一个双刀双掷开关，也就是说这个开关可以分别向两边闭合，（讲解电动机结构）我们知道向左闭合开关，电动机通电转动，此时断开开关，飞轮会不会马上停下来？生：不会。如果反向向右闭合开关，请大家猜测下飞轮