第十五章第五節(jié)動能和勢能的轉(zhuǎn)化

1、動能和勢能的轉(zhuǎn)化（一）教學(xué)目的1理解動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化并能舉例說明。2能解釋有關(guān)動能和勢能相互轉(zhuǎn)化的簡單現(xiàn)象。（二）教具1麥克斯韋滾擺。2課本圖1-7的裝置，在彈簧片前加一彈簧。3單擺、皮球（或乒乓球）。（三）教學(xué)過程1復(fù)習(xí)提問(1)動能的大小與哪些因素有關(guān)？怎樣判斷質(zhì)量一定的物體的動能的變化？(2)勢能的大小與哪些因素有關(guān)？怎樣判斷重力勢能大小的變化？（演示鋼球從斜槽滾下，斜槽傾角應(yīng)盡量小一些，使鋼球從斜槽滾下的時間盡量長一些，引導(dǎo)學(xué)生觀察鋼球豎直高度的變化和速度的變化，回答上述問題）2新課教學(xué)(1)動能和重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化。從上面實(shí)驗(yàn)可以看到，鋼球從斜槽滾下的過程中，高度降低，重力勢

2、能減??；速度變快，動能增大，這個動能是怎樣產(chǎn)生的？（引導(dǎo)學(xué)生回答是由重力勢能轉(zhuǎn)化來的）問：重力勢能可以轉(zhuǎn)化為動能，動能可不可以轉(zhuǎn)化為重力勢能呢？演示滾擺（將擺輪涂成黑白相間，使學(xué)生明顯觀察到轉(zhuǎn)速的變化），引導(dǎo)學(xué)生觀察：擺下降時，擺輪越轉(zhuǎn)越快；擺上升時，擺輪越轉(zhuǎn)越慢，并說明動能和重力勢能變化的情況，最后得出動能和重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化的結(jié)論。(2)動能和彈性勢能可以相互轉(zhuǎn)化嗎？演示課本圖1-7（水平槽末端加一彈簧，以使動能和彈性勢能的變化明顯顯示出來），引導(dǎo)學(xué)生觀察：鋼球接觸彈簧后，速度減小，彈簧壓縮；彈簧恢復(fù)時，形變減小，鋼球速度變大，但方向反過來了（教師應(yīng)指出：動能大小跟運(yùn)動快慢有關(guān)，跟運(yùn)動方

3、向無關(guān)，因?yàn)槲矬w向任何方向運(yùn)動都能做功）。對鋼球和彈簧間的能的轉(zhuǎn)化，應(yīng)分兩步講：從鋼球壓彈簧開始到彈簧形變最大：鋼球動能由最大變到零，彈簧彈性勢能由零到最大，即動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能。從彈簧形變最大到恢復(fù)原狀：彈簧彈性勢能又轉(zhuǎn)化為鋼球的動能。(3)動能和勢能相互轉(zhuǎn)化的例子。先讓學(xué)生列舉日常生活中例子，然后引導(dǎo)學(xué)生觀察和分析下列事例：演示單擺，引導(dǎo)學(xué)生觀察擺球在高度最大處和最低點(diǎn)的速度大小，說明動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化。人造衛(wèi)星：教師先指出：衛(wèi)星在遠(yuǎn)地點(diǎn)，勢能最大，在近地點(diǎn)勢能最小。問學(xué)生：衛(wèi)星由遠(yuǎn)地點(diǎn)向近球點(diǎn)運(yùn)動的過程中，速度怎樣變化？能量怎樣轉(zhuǎn)比？引導(dǎo)學(xué)生回答：衛(wèi)星由遠(yuǎn)地點(diǎn)到近地點(diǎn)，勢能減小了，減小

4、的勢能轉(zhuǎn)化為動能，故速度增大。再讓學(xué)生回答衛(wèi)星由近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)動能的轉(zhuǎn)化情況。撐竿跳高：由于過程比較復(fù)雜，可由教師分析講解。為使問題簡化，分析時一律不考慮起跳前助跑的作用。徒手跳高的高度由起跳時向上的速度決定。即起跳時的動能轉(zhuǎn)化為最高點(diǎn)的重力勢能。撐竿跳高時，人在起跳時使撐竿彎曲（形變），這時人具有動能，撐竿具有彈性勢能。到最高點(diǎn)時，撐竿恢復(fù)原狀。人的動能和撐竿的彈性勢能都轉(zhuǎn)化為人的重力勢能。故撐竿跳高比徒手跳高的高度大。跳板跳水：引導(dǎo)學(xué)生回答：起跳時為什么人要向下猛壓跳板？（答：使跳板形變，具有彈性勢能）人離開跳板時的動能是哪里來的？（答：跳板的彈性勢能轉(zhuǎn)化來的）人起跳的高度由什么因素決定

5、？（答：由起跳時的動能，也就是由跳板形變最大時的彈性勢能決定）注意：不討論人在空中的翻轉(zhuǎn)。3板書設(shè)計(jì)動能和重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化。動能和彈性勢能可以相互轉(zhuǎn)化4想想議議(1)演示皮球的下落和跳起（將皮球涂黑使它落在涂白的水平木板上，觀察木塊上的黑色圓斑），并提出問題，讓學(xué)生討論回答：為什么木塊上是圓斑，而不是黑點(diǎn)？（答：因?yàn)槠で虬l(fā)生了形變）發(fā)生彈性形變的皮球具有的彈性勢能是哪里來的？（答：由動能轉(zhuǎn)化來的）皮球反跳有向上的速度，即具有動能，這個動能是哪里來的：（答：彈性勢能轉(zhuǎn)化來的）最后提出：皮球從一定高度落下，反跳到最高點(diǎn)，說明這一過程能的轉(zhuǎn)化情況？（點(diǎn)名要學(xué)習(xí)好的學(xué)生回答）(2)演示皮球反跳高度

6、一次比一次低，再演示滾擺高度也是一次比一次低最后都要停下來，問：這是什么原因呢？（引導(dǎo)學(xué)生回答：物體運(yùn)動要克服摩擦和空氣阻力做功，要消耗物體的機(jī)械能。最后機(jī)械能完全被用來克服摩擦和空氣阻力做功消耗掉了，所以物體最后要停下來）教師點(diǎn)明：消耗掉的機(jī)械能并未消失，而是轉(zhuǎn)化為其他形式的能了。這個問題以后將學(xué)到。(3)物體能做功才具有能，舉高的物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，怎能做功？既然不能做功，為什么說它具有重力勢能？（引導(dǎo)學(xué)生回答：舉高的物體落下來具有動能，動能可以做功，但動能是由重力勢能轉(zhuǎn)化來的，故我們說勢能可以做功，實(shí)際上是勢能可以轉(zhuǎn)化為動能而做功）(4)鋼球落在鋼板上，也會反跳起來，反跳時的動能是怎樣轉(zhuǎn)變來的？教師指出：鋼球和鋼板相碰，也要發(fā)生彈性形變，只是這個形變較難覺察。事實(shí)上，任何堅(jiān)硬的物體相碰時，都要發(fā)生形變。然后讓學(xué)生回答。5布置作業(yè)(1)說明下列過程中機(jī)械能的轉(zhuǎn)化：雪橇從山坡上滑下；炮彈從炮口斜向上射出，又落到遠(yuǎn)處地上；玩具彈簧槍將“子彈”射出去；小孩坐在秋千上，在媽媽推了一次以后，自己蕩著。(2)你騎自行車時，在上坡前往往要加緊蹬幾下；汽車司機(jī)在開車上坡前，也往往要加大油門，加大速度。從能的轉(zhuǎn)化來說明這樣做的好處。(3)彈簧門在推開以后能自己關(guān)閉。說