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文檔簡介
1、機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)(一)知識與技能1知道動能、重力勢能和彈性勢能統(tǒng)稱為機(jī)械能。2能通過實(shí)驗(yàn)或?qū)嵗?,認(rèn)識物體的動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化。能解釋與機(jī)械能轉(zhuǎn)化有關(guān)的現(xiàn)象。3通過實(shí)例認(rèn)識能量可以從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,不同形式的能量可以互相轉(zhuǎn)化。(二)過程與方法1通過觀察和實(shí)驗(yàn),認(rèn)識動能和勢能之間的相互轉(zhuǎn)化的過程。2通過動手設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),勇于探索自然現(xiàn)象和身邊的物理道理。(三)情感態(tài)度與價(jià)值觀1通過水能和風(fēng)能的利用,知道人類如何利用機(jī)械能的轉(zhuǎn)化與守恒解決實(shí)際問題。提高運(yùn)用機(jī)械能轉(zhuǎn)化與守恒觀點(diǎn)分析力學(xué)問題的意識。2關(guān)心機(jī)械能與人們生活的聯(lián)系,有將機(jī)械能應(yīng)用于生活的意識。二、教學(xué)重難點(diǎn)本節(jié)內(nèi)容由
2、“機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化” “水能和風(fēng)能的利用”兩部分構(gòu)成,教學(xué)的重點(diǎn)是動能和勢能之間的相互轉(zhuǎn)化。 為了能夠從能量轉(zhuǎn)化與守恒的觀點(diǎn)將動能和勢能聯(lián)系起來, 可以讓學(xué)生分析、討論生活現(xiàn)象,如蕩秋千、跳蹦蹦床、拍皮球等過程中物體高度、速度的變化,進(jìn)而討論動能和勢能的變化情況,引出動能和勢能的轉(zhuǎn)化規(guī)律。三、教學(xué)策略本節(jié)要求學(xué)生不僅要知道動能和勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化, 而且要了解轉(zhuǎn)化過程中遵從的規(guī)律。教學(xué)中,以滲透機(jī)械能的轉(zhuǎn)化與守恒思想為前提,加強(qiáng)實(shí)驗(yàn),并利用動畫、視頻激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣, 使學(xué)生能夠從影響物體動能、 重力勢能和彈性勢能大小的因素的角度判斷物體的機(jī)械能如何變化。四、教學(xué)資源準(zhǔn)備多媒體課件、單擺、滾
3、擺、彈簧、小球等。五、教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動 學(xué)生活動 設(shè)計(jì)意圖手持粉筆頭高高舉起。 提問: 被舉高的粉筆具不具有能量?為什么?學(xué)生回答提問后, 再引導(dǎo)學(xué)生分析粉筆頭下 學(xué)生思考并回答 從 身 邊 的導(dǎo)入新課(5 分鐘)落的過程。首先提出當(dāng)粉筆頭下落路過某點(diǎn)時, 粉筆頭具有什么能量? (此時既有重力勢能, 又有動能) 繼而讓學(xué)生比較在該位置和起始位置, 粉筆頭的重力勢能和動能各有什么變化?(重力勢能減少,動能增加)實(shí)驗(yàn)出發(fā),充 分 調(diào) 動學(xué) 生 參 與課 堂 教 學(xué)的積極性在粉筆頭下落的過程, 重力勢能和動能都有變化,指出自然界中動能和勢能變化的事例很多新課 一、機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化 學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
4、并回答問題:教學(xué) 給出機(jī)械能的概念, 重力勢能、 彈性勢能統(tǒng) 重力勢能。(30稱為勢能, 動能、 勢能統(tǒng)稱為機(jī)械能。 物體 下降時:質(zhì)量不變、高度分鐘) 具有的機(jī)械能等于動能、勢能兩種能量之 變小、速度變大、重力勢能和。 之所以把動能、 勢能統(tǒng)稱為機(jī)械能, 是 變小、動能變大,減小的重因?yàn)閯幽芎蛣菽芸梢韵嗷マD(zhuǎn)化, 滾擺和單擺 力勢能變成了動能。是動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化的常見實(shí)例。 下 上升時:質(zhì)量不變、高度 改 為 學(xué) 生面通過實(shí)驗(yàn)分析實(shí)例中動能和勢能如何相 變大、速度變小、重力勢能 實(shí)驗(yàn),讓他互轉(zhuǎn)化的? 變大、動能變小。減小的動 們 參 與 實(shí)1探究活動一:如圖 1,將滾擺卷起后釋能變成了重
5、力勢能。 驗(yàn)探究。 在放,讓學(xué)生觀察分析: 動能和重力勢能之間可以 試 驗(yàn) 中 獲滾擺在最高處時具有什么能? 相互轉(zhuǎn)化。 取知識, 增釋放后觀察滾擺的高度、 速度、 質(zhì)量的變 長本領(lǐng)?;7謩e分析滾擺下降和上升過程中動能、 勢能的變化情況。 學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并回答問題:動能和重力勢能之間是否可以相互轉(zhuǎn)擺球在 A、C 處位置最高,化? 具有的重力勢能最大。擺球在 B 處速度最大,具有的動能最大。擺球從 A B 運(yùn)動過程中,重力勢能不斷減小,動能不斷變大,是重力勢能不斷轉(zhuǎn)化為動能。擺球從 BC 運(yùn)動過程中,重力勢能不斷增大,動能不 通 過 精 心斷減小,是動能不斷轉(zhuǎn)化為 設(shè) 計(jì) 的 問重力勢能。 題,
6、激活學(xué)生的思維,學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并回答問題: 提 高 學(xué) 生1觀察到木球在彈簧片的作參 與 課 堂用下在水平槽內(nèi)運(yùn)動。在此 教 學(xué) 的 積過程中,彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn) 極 性 和 有化為木球的動能。 效性。圖 1 圖 22從甲乙圖中, 木球的動2探究活動二:如圖 2,將單擺的擺球置能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能。于 A 處,然后釋放。擺球就可以在 A、B、從乙丙圖中彈簧的彈性勢C 之間來回?cái)[動。能轉(zhuǎn)化為木球的動能。擺球在哪些位置高度最高? 這說明動能和彈性勢能可以擺球在哪些位置速度最大? 相互轉(zhuǎn)化。分析擺球從 A B 運(yùn)動過程中, 動能、 勢能的變化情況。分析擺球從 BC 運(yùn)動過程中, 動能、 勢學(xué)生討論回答
7、:滾擺上升能的變化情況。 的最大高度越來越小,說明總結(jié):動能和重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化。 滾擺具有的機(jī)械能總量不斷3探究活動三:按下圖 3 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 1手減小。持著木球?qū)椈善茝?,而后突然釋放?滾擺機(jī)械能總量減小的原球,觀察到什么現(xiàn)象?在此過程中, 涉及哪 因是摩擦和空氣阻力。如果些能量的轉(zhuǎn)化? 沒有摩擦和空氣阻力,機(jī)械2讓木球從斜槽上端滾下,觀察木球碰擊能的總量不會變化。彈簧片的過程。 分析圖 3 中,木球從甲乙動能和彈性勢能之間可以圖和乙丙圖能量轉(zhuǎn)化的過程。 相互轉(zhuǎn)化。學(xué)生閱讀并思考后回答:守恒,因?yàn)樾l(wèi)星在太空運(yùn)圖 3行,沒有空氣阻力,只有動4回顧滾擺實(shí)驗(yàn)后思考:滾擺上下運(yùn)動能和勢能之間
8、的相互轉(zhuǎn)化。的過程中機(jī)械能總量有什么變化, 為什么? 重力勢能增大, 動能減小,滾擺機(jī)械能總量減小的原因是什么?如 速度減小。果沒有摩擦和空氣阻力, 機(jī)械能的總量還會 在近地點(diǎn)時動能最大,在 人 造 地 球不會變化? 遠(yuǎn)地點(diǎn)時重力勢能最大。 衛(wèi) 星 涉 及總結(jié):在動能和勢能相互轉(zhuǎn)化的過程中, 如 到 機(jī) 械 能果沒有摩擦和空氣阻力則機(jī)械能的總量保 的 轉(zhuǎn) 化 和持不變,這就是機(jī)械能守恒定律。 守恒,可以思考: 乒乓球落地后又彈起來, 為什么達(dá)不 拓 寬 學(xué) 生到原來的高度,能量是怎么轉(zhuǎn)化的? 視野介紹人造地球衛(wèi)星在運(yùn)行過程中發(fā)生的動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化。 思考:衛(wèi)星運(yùn)行過程中機(jī)械能是否守恒?衛(wèi)星
9、從遠(yuǎn)地點(diǎn)向近地點(diǎn)運(yùn)動時重力勢能、動能、速度分別怎么變化?衛(wèi)星在什么時候動能最大?什么時候重力勢能最大?二、 水能和風(fēng)能的利用請學(xué)生觀看圖片或者視頻, 認(rèn)識自然界存在 通 過 水 能的機(jī)械能。 指出: 水能和風(fēng)能是水或者空氣 請學(xué)生觀看圖片或者視頻, 和 風(fēng) 能 的因?yàn)檫\(yùn)動或者位置高而具有的機(jī)械能。 了解水電站是怎樣使發(fā)電機(jī) 利用,知道修筑攔河壩可以提高壩前上游的水位, 水位 轉(zhuǎn)動的, 風(fēng)力發(fā)電是怎樣的。 人 類 如 何越高, 水的重力勢能就越大。 這樣水從壩上 利 用 機(jī) 械落下時轉(zhuǎn)化成的動能就越大, 水推動壩下方 能 的 轉(zhuǎn) 化的水輪機(jī)轉(zhuǎn)動,水輪機(jī)又帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電, 與 守 恒 解水能最終轉(zhuǎn)化為電能。 決 實(shí) 際 問利用風(fēng)能做功主要是靠風(fēng)車, 也可以用風(fēng)車 題。提高運(yùn)的轉(zhuǎn)動帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。 利用風(fēng)能不會有環(huán) 用 機(jī) 械 能境污染, 但風(fēng)能不穩(wěn)定, 不像攔河壩那樣能 轉(zhuǎn) 化 與 守把“風(fēng)能”儲存起來。 恒 觀 點(diǎn) 分展示圖片或者視頻, 表現(xiàn)自然界的機(jī)械能有 析 力
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