第4节机械能及其转化.docVIP

第4节 机械能及其转化 【教学目标】 一、知识与技能 1.理解机械能的概念，理解各种机械能之间的相互转化，知道机械能守恒的条件. 2.了解天然的机械能——水能、风能以及人类对它们的开发利用. 3.能用机械能之间的相互转化解释日常生活中的一些现象. 二、过程与方法 通过观察和实验,认识动能和势能的转化过程，分析人类对机械能的实际应用. 三、情感、态度与价值观 1.通过介绍利用水能、风能发电的实例使学生认识到物理知识在实际生产、生活中得到了广泛的应用. 2.培养学生关注生活、关注科技的良好意识，激发学生的求知欲. 【教学重点】动能和势能的相互转化分析. 【教学难点】机械能守恒 【教具准备】滚摆、铁锁、细绳、细线、铁架台、溜溜球、钢球、带弹簧的斜面、多媒体课件等. 【教学课时】1课时 【巩固复习】 教师引导学生复习上一节内容，并讲解学生所做的课后作业，加强学生对知识的巩固. 【新课引入】 教师操作溜溜球，吸引学生注意.并请学生思考，溜溜球在松手后，为什么能够不停地上下来回运动？（切回主题） 生：因为溜溜球具有能量，在运动过程中有能量的转化. 师 前一节课我们学习了动能和势能，这一节课我们就一起来探究动能和势能的转化. 【进行新课】 机械能及其转化 1.探究滚摆中动能和势能的变化 教师出示滚摆（参照教材P71页《想想做做》的图11.4-2甲），并简单介绍滚摆的构造及实验的操作方法.实验前教师应事先在摆轮的侧面某处涂上红色标志，并提醒学生观察红色标志，可以判断摆轮转动的快慢，同时观察滚摆的高度如何变化,分析动能、重力势能如何变化. 生讨论并回答，师引导学生分析并叙述：开始释放滚摆时，滚摆在最高点静止，此时滚摆只有重力势能，没有动能.滚摆下降时其高度降低，重力势能减少；滚摆旋转着下降，而且越转越快，其动能越来越大.滚摆到最低点时，转动最快，动能最大；其高度最低，重力势能最小.在滚摆下降的过程中，其重力势能逐渐转化为动能. 然后仿照上述分析，教师引导学生回答滚摆上升过程中的能量转化：上升过程中，滚摆的动能逐渐转化为重力势能. 教师总结：滚摆上下摆动的过程中，动能和重力势能相互转化. 2.机械能及其相互转化 教师引导学生做教材P71页《想想做做》图11.4-2乙中的实验，并请学生分析小球在摆动过程中动能和势能的相互转化. 生：图乙中，小球在A点时，具有重力势能，向下运动到B点的过程中，高度减小，速度增大，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能；由B点向C点运动的过程中，速度减小，高度增大，动能变小，重力势能增大，动能转化为重力势能；由C点运动到B点的过程中，高度减小，速度增大，重力势能变小，动能增大，重力势能转化为动能；再由B点向A点运动的过程中，速度减小、高度增大，动能变小，重力势能增大，动能转化为重力势能. 教师总结：从上面这两个实验探究的分析中可以看出，它们的共同特点是动能和势能之间相互转化.动能、重力势能、弹性势能统称为机械能.（可再次强调动能是物体运动具有的能量，势能是存储着的能量） 板书：(1)动能、重力势能、弹性势能统称为机械能. (2)动能和势能之间可以相互转化. 机械能守恒 教师请一个学生参与进行教材P72页《想想做做》实验.强调他头千万不要移动，保持镇定（活跃气氛，其他同学替他捏把汗）.请其他学生注意观察，并认真分析、思考. 实验后，学生回答，教师点评：由于铁锁在摆动过程中要克服阻力做功，机械能不断减小，因此，上升的高度越来越小，不会碰到鼻子. 师 要是没有阻力的话，那么铁锁再次摆回的高度与原先的高度相同吗？ 生：相同. 师 为什么？ 生：机械能总量没有变化. 板书：如果只有动能和势能相互转化时，那么机械能的总和不变，即机械能守恒. 例题 （多媒体展示）如图所示，小球沿轨道由静止从A处运动到D处的过程中，忽略空气阻力和摩擦力，仅有动能和势能互相转化，则（ ） A.小球在A处的动能等于在D处的动能 B.小球在A处的动能大于在D处的动能 C.小球在B处的机械能小于在C处的机械能 D.小球在B处的机械能等于在C处的机械能 解析：小球在运动过程中由于忽略空气阻力和摩擦力，所以小球的机械能保持不变，只是在动能与重力势能之间相互转化.由A到B和由C到B过程中重力势能转化为动能，而由B到C和由B到D过程是动能转化为重力势能，在机械能保持不变的情况下，D处高度小于A处高度，故A处小球的重力势能大于D处小球的重力势能，所以D处小球的动能大于A处小球的动能，正确的选项只有D. 答案：D 师 用多媒体课件展示教材P73页《科学世界》——“人造地球卫星的机械能转化”，引导学生关注科技、热爱科技，激发学生的科学创新精神.同时请同学们分析,机械能如何变化的？ 水能和风能的利用 教师播放“水力发电厂”和“风力发电厂”的照片或视