動(dòng)能 勢(shì)能 機(jī)械能第三課時(shí)

第三課時(shí)復(fù)習(xí)提問(wèn)影響動(dòng)能、勢(shì)能大小的因素是什么？學(xué)生回答：影響動(dòng)能大小的因素是質(zhì)量和速度；影響重力勢(shì)能大小的因素是質(zhì)量和高度；影響彈性勢(shì)能大小的因素有彈性形變。引入新課在物理學(xué)中，我們將動(dòng)能和勢(shì)能統(tǒng)稱為機(jī)械能。一個(gè)物體可以同時(shí)具有動(dòng)能和勢(shì)能。創(chuàng)設(shè)情境滾擺的升降（演示實(shí)驗(yàn)）提出問(wèn)題滾擺上升時(shí)具有什么能量？能減少？能增加？滾擺下降時(shí)具有什么能量？能減少？能增加？實(shí)驗(yàn)表明了能和能可以互相。新課教學(xué)探究活動(dòng)觀察擺球的動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)?zāi)康难芯课矬w的動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)方法將帶細(xì)線的小球固定在鐵架臺(tái)上，用手抓住小球，使小球偏離原來(lái)靜止位置后自由釋放，使小球來(lái)回?cái)[動(dòng)。（如圖12-所示）實(shí)驗(yàn)結(jié)果（1）當(dāng)小球由A點(diǎn)向下擺動(dòng)時(shí)，小球的速度越來(lái)越快，動(dòng)能越來(lái)越，重力勢(shì)能越來(lái)越；當(dāng)小球到達(dá)最低點(diǎn)O，時(shí)，小球的動(dòng)能最，重力勢(shì)能最，在此過(guò)程中，小球的重力勢(shì)能逐漸轉(zhuǎn)變成能；（2）當(dāng)小球由O，點(diǎn)向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球的速度越來(lái)越，動(dòng)能逐漸轉(zhuǎn)變成能；當(dāng)小球到達(dá)最高點(diǎn)B點(diǎn)時(shí)，小球的動(dòng)能為，重力勢(shì)能最。實(shí)驗(yàn)表明：物體的動(dòng)能和勢(shì)能之間可以互相轉(zhuǎn)化。實(shí)例分析（播放錄象或圖片）游樂(lè)場(chǎng)的過(guò)山車撐桿跳高中的運(yùn)動(dòng)員皮球落地后的反彈演示實(shí)驗(yàn)翻跟頭魔丸實(shí)驗(yàn)器材：支架1個(gè)，有機(jī)玻璃槽1個(gè)，兩頭圓形的塑料圓柱體（魔丸）1個(gè)，鉛球1個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：（由學(xué)生自主設(shè)計(jì)或教師引導(dǎo)）將魔丸平放在有機(jī)玻璃槽的一端，抬起這頭，觀察魔丸怎樣運(yùn)動(dòng)至另一端。反復(fù)多次?，F(xiàn)象：魔丸翻滾著運(yùn)動(dòng)到另一端。將有機(jī)玻璃槽的中間架在支架上，用手控制兩端的高低，觀察魔丸的運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)象：魔丸翻滾著在玻璃槽內(nèi)來(lái)回運(yùn)動(dòng)。探究問(wèn)題：魔丸為什么會(huì)像翻跟頭似的運(yùn)動(dòng)而不是直接滑動(dòng)下去？答：因?yàn)槟鑳?nèi)部的鋼珠使魔丸的重心前后移動(dòng)，魔丸圍繞著重心轉(zhuǎn)動(dòng)，所以魔丸像翻跟頭似的運(yùn)動(dòng)。猜想一下魔丸內(nèi)部的結(jié)構(gòu)會(huì)是怎樣的？答：魔丸內(nèi)部有一顆鋼珠，直徑差不多是魔丸長(zhǎng)度的一半。試分析魔丸運(yùn)動(dòng)時(shí)重心的變化以及能量的轉(zhuǎn)換情況。答：當(dāng)魔丸翻滾時(shí)重心不斷地向魔丸前端移動(dòng)。鋼珠的重力勢(shì)能不斷地轉(zhuǎn)化為魔丸翻滾的動(dòng)能。如果有機(jī)玻璃槽的內(nèi)壁很光滑，魔丸的運(yùn)動(dòng)會(huì)是怎樣？如果是很粗糙，又會(huì)是怎樣？答：有機(jī)玻璃管內(nèi)壁越粗糙，作用在魔丸上的摩擦力就越大，這樣有助于魔丸翻滾。注意事項(xiàng)：不要將有機(jī)玻璃槽傾斜的過(guò)大（接近豎直），以免圓柱體內(nèi)的鉛球砸壞玻璃槽的兩端生活物理社會(huì)大海中蘊(yùn)含的機(jī)械能潮汐能海浪能海流能學(xué)到了什么一個(gè)物體可以同時(shí)具有動(dòng)能和勢(shì)能，動(dòng)能和勢(shì)能統(tǒng)稱為機(jī)械能動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能之間可以相互轉(zhuǎn)化板書設(shè)計(jì)（第三課時(shí)）動(dòng)能和勢(shì)能統(tǒng)稱為機(jī)械能。動(dòng)能可以轉(zhuǎn)化為勢(shì)能，勢(shì)能也可以轉(zhuǎn)化為動(dòng)能（三）動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能之間可以相互轉(zhuǎn)化（四）機(jī)械能的有效利用資源庫(kù)鋼球爬坡實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄繖C(jī)械能之間的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)器材：V形軌道1個(gè)，不銹鋼球2個(gè)猜想假設(shè)：物體受到重力的作用會(huì)沿著重心下降的方向運(yùn)動(dòng)，但大多是豎直下落或者沿著斜面向下滑動(dòng)或滾動(dòng)。我們能否利用物體自身重心的改變使物體沿著斜面向上運(yùn)動(dòng)？試自行設(shè)計(jì)一套實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證你的猜想。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：軌道上端可以改變開口的距離。先將兩條軌道平行放置，鋼球只能停在軌道下端。將軌道上端的開口逐漸增大，觀察鋼球的運(yùn)動(dòng)情況?，F(xiàn)象：當(dāng)軌道張到一定距離時(shí)鋼球開始向上滾動(dòng)。換用另一個(gè)鋼球重復(fù)上述步驟。現(xiàn)象：鋼球同樣會(huì)向上滾動(dòng)，但軌道所張的距離不一樣。探究問(wèn)題：鋼球向上滾動(dòng)的能量從何而來(lái)？答：鋼球“向上”滾動(dòng)的能量來(lái)自自身的重力勢(shì)能。鋼球是否真的往上爬？什么時(shí)候是真的往上爬？答：鋼球?qū)嶋H上是沿著自身重心下降的方向運(yùn)動(dòng)，只是軌道的斜率給觀察者以向上運(yùn)動(dòng)的錯(cuò)覺(jué)。但當(dāng)鋼球具有一定速度時(shí)，這個(gè)動(dòng)能可以提供鋼球繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)的能量，此時(shí)鋼球才是真正的向上運(yùn)動(dòng)，也就是動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能的過(guò)程。鋼球向上滾動(dòng)的現(xiàn)象是否違反了能量守恒定律？實(shí)際上它的重心是升高了還是降低了？答：鋼球向上滾動(dòng)的現(xiàn)象并沒(méi)有違反能量守恒定律，這只是重力勢(shì)能與動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程。鋼球的重心在勢(shì)能向動(dòng)能轉(zhuǎn)化的過(guò)程中降低，在動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能時(shí)又升高。大小兩個(gè)鋼球哪個(gè)更容易往上爬？鋼球的大小對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有什么影響？答：鋼球的直徑越小越容易往上爬。因?yàn)楫?dāng)軌道張開相同的角度時(shí)直徑小的鋼球重心下降的高度大，也就是重力勢(shì)能改變量大。通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)阌X(jué)得怎樣可以使鋼球爬得最高最快？答：開口的大小要有張有合，使鋼球的重力勢(shì)能與動(dòng)能不斷的相互轉(zhuǎn)化，否則鋼球會(huì)因軌道開口過(guò)大而掉出軌道。推薦習(xí)題1、一表面涂有黑色顏料的皮球從某一高度自由下落，落地后又彈起的過(guò)程，以下說(shuō)法正確的是（）皮球彈起到最高處時(shí)，動(dòng)能為零皮球著地時(shí)，彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能皮球會(huì)在地面留下黑色圓斑，若下落高度較小，則圓斑較大下落跳起的整個(gè)過(guò)程機(jī)械能不變2、如圖12-5所示的三幅圖，共同反映哪些物理知識(shí)？（至少寫出兩點(diǎn)） （a）蘋果下落 （b）拋石落地 （c）水流低處圖12-53、過(guò)山車是一項(xiàng)富有刺激性的娛樂(lè)工具。那種風(fēng)馳電掣、有驚無(wú)險(xiǎn)的快感令不少人著迷。在開始旅行時(shí)，過(guò)山車的小列車是靠一個(gè)機(jī)械裝置的推力推上最高點(diǎn)的，但在第一次下行后，就再也沒(méi)有任何裝置為它提供動(dòng)力了，它卻能帶著人們爬過(guò)一個(gè)又一個(gè)的“小山丘”，而且它設(shè)計(jì)成隨后的小山丘比開始時(shí)的小山丘要低。請(qǐng)你就該短文提出兩個(gè)與物理有關(guān)的問(wèn)題，并簡(jiǎn)要解釋。習(xí)題答案1、A2、(1)地球上的一切物體都受到重力的作用(或重力的方向豎直向下)(2)重力勢(shì)能和動(dòng)能之間相互轉(zhuǎn)化3