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1、動能和勢能教學(xué)設(shè)計教學(xué)目的1理解動能和重力勢能的初步概念。2知道什么是彈性勢能。3理解機械能的初步概念。4培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力。教學(xué)重點理解動能和重力勢能。教學(xué)難點能的概念的建立。教具鋼球、斜槽軌道、小木塊、砝碼、彈簧。教學(xué)過程(一)引入我們在日常生活中經(jīng)常提到能,諸如熱能、電能、能源開發(fā)等等。“能”確是物理學(xué)中的一個重要概念,能的概念跟功的概念有密切聯(lián)系。我們說一個物體能夠做功,這個物體就具有能。電流能做功,具有電能;燃料燃燒放熱可以做功,有熱能。自然界中,能的形式很多,今天我們學(xué)習(xí)最常見的能的形式動能和勢能。(二)動能1什么樣的物體具有動能?急流的河水能把石頭沖走,流水能做功;飛行的子彈
2、能把木板打穿,飛行的子彈能做功;風(fēng)吹動帆船航行,空氣流動形成的風(fēng)能做功。這些物體能做功,它們都具有能。它們的能量由于物體運動才具有的。水由于流動、子彈由于飛行、空氣由于流動而具有能。物理學(xué)中把物體由于運動而具有的能叫動能。一切運動的物體都具有動能。2請同學(xué)們判斷下列物體中哪些物體具有動能。靜坐的人,足球場上奔跑的運動員,炮膛中準(zhǔn)備發(fā)射的炮彈,從飛機上投出的炸彈,被電風(fēng)扇吹動的空氣。(學(xué)生回答)。奔跑的運動員,飛機投出的炸彈,被吹動的空氣具有動能。原因是運動員、炸彈和空氣是運動的。而靜坐的人和炮膛中等待發(fā)射的炮彈是靜止的,所以不具有動能。3動能的大小或多少跟哪些因素有關(guān)。物體能夠做的功越多,表示
3、這個物體具有的能量越大。那么動能的大小決定于哪些因素呢?現(xiàn)在我們通過實驗來研究。這是個帶槽的木板,我們把鋼球放到斜面上令其滾下,到達(dá)平面上打擊一個小木塊,推動木塊做功,根據(jù)木塊被推動的距離遠(yuǎn)近來判斷鋼球具有的動能的大小。(教師演示、學(xué)生觀察實驗)第一次,我們使小鋼球從某一高度由靜止開始滾下。注意木塊被推的距離。第二次,我們換一個質(zhì)量大的鋼球,從同一位置由靜止開始滾下,到達(dá)平面上時和剛才的小鋼球具有同樣的速度,再觀察木塊被推動的距離。很顯然,第二次木塊被推的距離比第一次遠(yuǎn)得多。說明大鋼球做的功多,也就是大鋼球具有的動能大。提問,這個實驗說明了什么?(學(xué)生回答)這個實驗說明了物體的動能大小跟它的質(zhì)
4、量有關(guān),速度相同時,質(zhì)量越大,動能越大。我們用同一個鋼球再做兩次實驗。(教師演示,學(xué)生觀察)第一次,我們讓鋼球從比較低的位置由靜止開始滾下。第二次我們讓鋼球從比較高的位置由靜止開始滾下。比較兩次實驗中木塊被推的距離大小。很顯然,鋼球從更高的位置滾下來,到達(dá)平面上時具有更大的速度,木塊被推的更遠(yuǎn)。提問,這個實驗說明了什么?(學(xué)生回答)這個實驗說明同一個物體速度越大,動能越大。通過以上實驗可知,物體的質(zhì)量越大,速度越大,動能就越大。4課堂練習(xí)。(1)一輛汽車加速運動,它的動能_。(2)火車進站時做減速運動,它的動能_,停止后,它的動能=_。(3)一輛灑水車在馬路上勻速前進并正在灑水,它的動能_。(
5、三)勢能運動的物體具有動能。生活中也有很多物體并沒有運動,但是它們也能做功,也具有能。1什么樣的物體具有重力勢能?人們在打樁時,必須把重錘高高舉起,當(dāng)重錘落下時可以做功,因為重錘受到豎直向下的重力,重錘下落時沿著重力的方向向下通過了一段距離,所以舉高的重錘可以做功,將木樁打入地里。試想,一個重錘如果靜止地壓在本樁上是不能做功的。重錘只有在被舉高的情況下才能做功,即重錘被舉高時才具有做功的本領(lǐng)能。一池靜止的水是不能做功的,但是這一池靜止的水如果處在高山上,水落下時就可以做功,把水車沖得轉(zhuǎn)起來。被舉高的物體具有的能叫重力勢能。2重力勢能的大小跟哪些因素有關(guān)。請大家判斷下列物體的重力勢能的大小。(1
6、)打地基時,質(zhì)量是20千克的石頭重錘和質(zhì)量是100千克的鐵制重錘被舉得同樣高,誰的重力勢能大?(學(xué)生回答)(2)同一個重錘,被舉高1米或3米兩種情況下,哪種情況重力勢能大?(學(xué)生回答)通過以上的兩個例子說明大家能判斷出重力勢能的大小跟物體的質(zhì)量和被舉的高度有關(guān),物體的質(zhì)量越大,舉得越高,它具有的重力勢能越大。3什么樣的物體具有彈性勢能?大家看一個實驗。(教師邊演示,邊講授)這是一個彈簧,把一個砝碼放在彈簧上的小木板上,用力將彈簧壓縮,使其發(fā)生彈性形變。此時,彈簧靜止,沒有動能。彈簧也沒有被舉高,也沒有重力勢能??墒谴蠹蚁胂?,彈簧能不能做功?能!放開手,砝碼被彈簧舉起來??梢姡粔嚎s的彈簧也具有能。這種能區(qū)別于動能和重力勢能,它是由于物體發(fā)生了彈性形變而具有的能。所以,發(fā)生彈性形變的物體具有的能叫彈性勢能。物體在很多情況下都具有彈性勢能。射箭用的弓被拉滿時產(chǎn)生彈性形變,具有彈性勢能。鐘表的發(fā)條在卷緊時具有彈性勢能,通過做功來帶動鐘表機件正常轉(zhuǎn)動。4物體的彈性勢能的大小跟形變大小有關(guān),彈性形變越大,它具有的彈性勢能越大。5重力勢能和彈性勢能都叫做勢能。(四)機械能1提問:飛行中的飛機具有什么能?(學(xué)生回答)飛機是運動的,它具有動能。飛機從地面飛上高空,所以具有重力勢能。很多物體可以既有動能又有勢能。動能和勢能統(tǒng)稱機械能。2一個物體能夠做的功越多,表示它的能量越大。物體
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