114機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化

1、11.4機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化教案教學(xué)目標(biāo)知識和能力目標(biāo)： 1、通過對滾擺實(shí)驗的分析，理解動能和重力勢能的相互轉(zhuǎn)化。2、通過引導(dǎo)學(xué)生舉例并解釋一些有關(guān)動能和重力勢能、彈性勢能相互轉(zhuǎn)化的簡單物理現(xiàn)象，理解動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化。過程和方法目標(biāo)：1、培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用能的轉(zhuǎn)化知識分析有關(guān)物理現(xiàn)象的轉(zhuǎn)化。2、培養(yǎng)學(xué)生從能量觀點(diǎn)分析問題的意識。情感態(tài)度價值觀目標(biāo)：通過閱讀“科學(xué)世界”人造地球衛(wèi)星，結(jié)合我國航天事業(yè)的發(fā)展，對學(xué)生進(jìn)行愛國主義教育。教學(xué)重點(diǎn) 正確引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗，得出動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化的結(jié)論。教學(xué)難點(diǎn) 組織、指導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察滾擺實(shí)驗并進(jìn)行分析、歸納，領(lǐng)會機(jī)械能守恒的條件。課時 1課時教具 滾擺，棉線

2、，鐵鎖，人造衛(wèi)星掛圖。教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容二次備課小競賽創(chuàng)設(shè)情景導(dǎo)入新課 手持粉筆頭高高舉起。以此事例提問：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)生分析粉筆頭下落的過程。首先提出，當(dāng)粉筆頭下落路過某一點(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）解讀學(xué)習(xí)目標(biāo)1、通過對滾擺實(shí)驗的分析，理解動能和重力勢能的相互轉(zhuǎn)化。2、通過引導(dǎo)學(xué)生舉例并解釋一些有關(guān)動能和重力勢能、彈性勢能相互轉(zhuǎn)化的簡單物理現(xiàn)象，理解動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化。新課講授 1、機(jī)械能讓學(xué)生分析靜止在桌面上的鋼

3、球是否具有能量?(具有重力勢能)繼而讓學(xué)生分析在桌面上滾動的鋼球具有什么能? 通過分析得知滾動的鋼球既有動能，又有勢能。動能、重力勢能和彈性勢能統(tǒng)稱為機(jī)械能。一個物體既有動能，又有勢能，那么動能和勢能的和就是它的總機(jī)械能。能量的單位：從前面的討論，我們可以認(rèn)識到能量是跟做功有密切聯(lián)系的概念，能量反映了物體具有做功的本領(lǐng)，能量的大小可以用能夠做功的多少來衡量。因此，動能、勢能和機(jī)械能的單位跟功的單位相同，也是焦耳。2、機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化實(shí)例分析：（1）蹦床運(yùn)動分析運(yùn)動員蹦床運(yùn)動時，重力勢能、動能和彈性勢能之間的相互轉(zhuǎn)化。（2）粉筆頭下落引導(dǎo)學(xué)生分析重力勢能和動能之間的轉(zhuǎn)化 （3）滾擺實(shí)驗圖11.4-

4、2，出示滾擺，并簡單介紹滾擺的構(gòu)造及實(shí)驗的做法。事先應(yīng)在擺輪的側(cè)面某處涂上鮮明的顏色標(biāo)志，告訴學(xué)生觀察顏色標(biāo)志，可以判斷擺輪轉(zhuǎn)動的快慢。引導(dǎo)學(xué)生復(fù)述并分析實(shí)驗中觀察到的現(xiàn)象。開始釋放擺輪時，擺輪在最高點(diǎn)靜止，此時擺輪只有重力勢能，沒有動能。擺輪下降時其高度降低，重力勢能減少；擺輪旋轉(zhuǎn)著下降；而且越轉(zhuǎn)越快，其動能越來越大。擺輪到最低點(diǎn)時，轉(zhuǎn)動最快，動能最大；其高度最低，重力勢能最小。在擺輪下降的過程中，其重力勢能逐漸轉(zhuǎn)化為動能。仿照擺輪下降過程的分析，得出擺輪上升過程中，擺輪的動能逐漸轉(zhuǎn)化為重力勢能。（4）鐵鎖單擺此實(shí)驗擺繩宜長些，擺球宜重些。最好能掛在天花板上，使單擺在黑板前，平行于黑板振動，

5、以便在黑板上記錄擺球運(yùn)動路線中左、右最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的位置。分析單擺實(shí)驗時，擺球高度的變化比較直觀，而判斷擺球速度大小的變化比較困難，可以從擺球在最高點(diǎn)前后運(yùn)動方向不同，分析擺球運(yùn)動到最高點(diǎn)時的速度為零，作為這一難點(diǎn)的突破口。綜述實(shí)驗，說明動能和重力勢能是可以相互轉(zhuǎn)化的。例題：踢出去的足球在空中沿一條曲線（拋物線）運(yùn)動過程中，動能和勢能是如何相互轉(zhuǎn)化的呢？（板畫足球軌跡，依圖分析）首先我們來分析足球離地面的高度的變化，這是判斷足球重力勢能變化的依據(jù)。很明顯，在上升過程中足球的重力勢能增加；在下降過程中重力勢能減少。接著再分析足球的速度。足球在最高點(diǎn)時不再上升，說明它向上不能再運(yùn)動。所以，足球在上

6、升過程中，速度逐漸變??；在下降過程中速度又逐漸變大。通過以上分析，可以看到足球在上升階段動能轉(zhuǎn)化為重力勢能；在下降階段重力勢能轉(zhuǎn)化為動能。學(xué)生練習(xí)，教師分析講解。3、水能和風(fēng)能的利用自然界中動能和勢能相互轉(zhuǎn)化的事例很多。（1）、水能的利用例如：物體從高處落下、瀑布流水等引導(dǎo)學(xué)生分析：水力發(fā)電的能量轉(zhuǎn)化（2）、風(fēng)能的利用引導(dǎo)學(xué)生分析：風(fēng)力發(fā)電的能量轉(zhuǎn)化4、科學(xué)世界人造地球衛(wèi)星在運(yùn)行過程中，也發(fā)生動能和重力勢能的相互轉(zhuǎn)化。人造地球衛(wèi)星大家并不陌生，然而圍繞人造衛(wèi)星，同學(xué)們還有許多的謎沒有揭開。例如：人造衛(wèi)星為什么能繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)而不落下來？在人造衛(wèi)星內(nèi)失重是怎么回事？等等，這些問題還有待于同學(xué)們進(jìn)一步

7、學(xué)習(xí)，今天我們只討論衛(wèi)星運(yùn)行過程中，動能和重力勢能的相互轉(zhuǎn)化。人造衛(wèi)星繞地球沿橢圓軌道運(yùn)行，它的位置離地球有時近、有時遠(yuǎn)。（出示我國發(fā)射的第一顆人造衛(wèi)星軌道圖）現(xiàn)以我國發(fā)射的第一顆人造衛(wèi)星為例，它離地球最近時（此處叫近地點(diǎn)）離地面439公里，離地球最遠(yuǎn)時（此處叫遠(yuǎn)地點(diǎn)）離地面高度是2384公里，它繞地球一周的時間是114分鐘。它在近地點(diǎn)時，速度最大，動能最大；此時離地面最近，重力勢能最小。衛(wèi)星由近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)行時動能減小，重力勢能增大，動能向重力勢能轉(zhuǎn)化。直到遠(yuǎn)地點(diǎn)時，動能最小，重力勢能最大。衛(wèi)星由遠(yuǎn)地點(diǎn)向近地點(diǎn)運(yùn)行時，重力勢能向動能轉(zhuǎn)化。在衛(wèi)星運(yùn)行過程中，不斷地有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化?；仡櫮繕?biāo)課堂小結(jié) 請同學(xué)對照學(xué)習(xí)目標(biāo)，說出本節(jié)課學(xué)習(xí)到的知識。布置作業(yè) 本節(jié)同步練習(xí)冊習(xí)題板書設(shè)計11.4 機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化一