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文檔簡介
1、機械能及其轉化教學設計教學目標(一)知識與技能1知道動能、重力勢能和彈性勢能統(tǒng)稱為機械能。2能通過實驗或實例,認識物體的動能和勢能可以相互轉化。能解釋與機械能轉化有關的現(xiàn)象。3通過實例認識能量可以從一個物體轉移到另一個物體,不同形式的能量可以互相轉化。(二)過程與方法1通過觀察和實驗,認識動能和勢能之間的相互轉化的過程。2通過動手設計實驗,勇于探索自然現(xiàn)象和身邊的物理道理。(三)情感態(tài)度與價值觀1通過水能和風能的利用,知道人類如何利用機械能的轉化與守恒解決實際問題。提高運用機械能轉化與守恒觀點分析力學問題的意識。2關心機械能與人們生活的聯(lián)系,有將機械能應用于生活的意識。二、教學重難點本節(jié)內容由
2、“機械能及其轉化” “水能和風能的利用”兩部分構成,教學的重點是動能和勢能之間的相互轉化。 為了能夠從能量轉化與守恒的觀點將動能和勢能聯(lián)系起來, 可以讓學生分析、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,進而討論動能和勢能的變化情況,引出動能和勢能的轉化規(guī)律。三、教學策略本節(jié)要求學生不僅要知道動能和勢能之間可以相互轉化, 而且要了解轉化過程中遵從的規(guī)律。教學中,以滲透機械能的轉化與守恒思想為前提,加強實驗,并利用動畫、視頻激發(fā)學生的學習興趣, 使學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械能如何變化。四、教學資源準備多媒體課件、單擺、滾
3、擺、彈簧、小球等。五、教學過程教學環(huán)節(jié)教師活動 學生活動 設計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?學生回答提問后, 再引導學生分析粉筆頭下 學生思考并回答 從 身 邊 的導入新課(5 分鐘)落的過程。首先提出當粉筆頭下落路過某點時, 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)實驗出發(fā),充 分 調 動學 生 參 與課 堂 教 學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、機械能及其轉化 學生進行實驗
4、并回答問題:教學 給出機械能的概念, 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)稱為機械能。 物體 下降時:質量不變、高度分鐘) 具有的機械能等于動能、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)稱為機械能, 是 變小、動能變大,減小的重因為動能和勢能可以相互轉化, 滾擺和單擺 力勢能變成了動能。是動能和勢能可以相互轉化的常見實例。 下 上升時:質量不變、高度 改 為 學 生面通過實驗分析實例中動能和勢能如何相 變大、速度變小、重力勢能 實驗,讓他互轉化的? 變大、動能變小。減小的動 們 參 與 實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。 驗探究。 在放,讓學生觀察分析: 動能和重力勢能之間可以 試 驗 中 獲滾擺在最高處時具有什么能? 相互轉化。 取知識, 增釋放后觀察滾擺的高度、 速度、 質量的變 長本領?;?。分別分析滾擺下降和上升過程中動能、 勢能的變化情況。 學生進行實驗并回答問題:動能和重力勢能之間是否可以相互轉擺球在 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,是重力勢能不斷轉化為動能。擺球從 BC 運動過程中,重力勢能不斷增大,動能不 通 過 精 心斷減小,是動能不斷轉化為 設 計 的 問重力勢能。 題,
6、激活學生的思維,學生進行實驗并回答問題: 提 高 學 生1觀察到木球在彈簧片的作參 與 課 堂用下在水平槽內運動。在此 教 學 的 積過程中,彈簧的彈性勢能轉 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 之間來回擺動。能轉化為木球的動能。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? 相互轉化。分析擺球從 A B 運動過程中, 動能、 勢能的變化情況。分析擺球從 BC 運動過程中, 動能、 勢學生討論回答
7、:滾擺上升能的變化情況。 的最大高度越來越小,說明總結:動能和重力勢能可以相互轉化。 滾擺具有的機械能總量不斷3探究活動三:按下圖 3 進行實驗。 1手減小。持著木球將彈簧片推彎,而后突然釋放木 滾擺機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。如果些能量的轉化? 沒有摩擦和空氣阻力,機械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化的過程。 相互轉化。學生閱讀并思考后回答:守恒,因為衛(wèi)星在太空運圖 3行,沒有空氣阻力,只有動4回顧滾擺實驗后思考:滾擺上下運動能和勢能之間
8、的相互轉化。的過程中機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, 機械能的總量還會 在近地點時動能最大,在 人 造 地 球不會變化? 遠地點時重力勢能最大。 衛(wèi) 星 涉 及總結:在動能和勢能相互轉化的過程中, 如 到 機 械 能果沒有摩擦和空氣阻力則機械能的總量保 的 轉 化 和持不變,這就是機械能守恒定律。 守恒,可以思考: 乒乓球落地后又彈起來, 為什么達不 拓 寬 學 生到原來的高度,能量是怎么轉化的? 視野介紹人造地球衛(wèi)星在運行過程中發(fā)生的動能和勢能的相互轉化。 思考:衛(wèi)星運行過程中機械能是否守恒?衛(wèi)星
9、從遠地點向近地點運動時重力勢能、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、 水能和風能的利用請學生觀看圖片或者視頻, 認識自然界存在 通 過 水 能的機械能。 指出: 水能和風能是水或者空氣 請學生觀看圖片或者視頻, 和 風 能 的因為運動或者位置高而具有的機械能。 了解水電站是怎樣使發(fā)電機 利用,知道修筑攔河壩可以提高壩前上游的水位, 水位 轉動的, 風力發(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 械落下時轉化成的動能就越大, 水推動壩下方 能 的 轉 化的水輪機轉動,水輪機又帶動發(fā)電機發(fā)電, 與 守 恒 解水能最終轉化為電能。 決 實 際 問利用風能做功主要是靠風車, 也可以用風車 題。提高運的轉動帶動發(fā)電機發(fā)電。 利用風能不會有環(huán) 用 機 械 能境污染, 但風能不穩(wěn)定, 不像攔河壩那樣能 轉 化 與 守把“風能”儲存起來。 恒 觀 點 分展示圖片或者視頻, 表現(xiàn)自然界的機械能有 析 力
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