第六節(jié)合理利用機(jī)械能【教學(xué)目標(biāo)】知識(shí)與技能1.建立能量的初步概念。2.理解動(dòng)能、重力勢(shì)能的概念及影響它們大小的因素。3.能用實(shí)例說(shuō)明物體的動(dòng)能和勢(shì)能;知道彈性勢(shì)能;知道機(jī)械能及其單位。4.理解動(dòng)能、勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化,能用實(shí)例說(shuō)明物體動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化。5.知道生產(chǎn)和生活中對(duì)動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化的利用實(shí)例。過(guò)程與方法1.利用控制變量法判斷物體動(dòng)能和勢(shì)能的大小變化。2.運(yùn)用動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化解釋和解決有關(guān)問(wèn)題。情感態(tài)度與價(jià)值觀通過(guò)“動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化” 在生產(chǎn)和生活中的運(yùn)用,使學(xué)生體會(huì)“物理知識(shí)”的社會(huì)價(jià)值。【重點(diǎn)難點(diǎn)】重點(diǎn):理解動(dòng)能、勢(shì)能、機(jī)械能的概念。難點(diǎn):通過(guò)探究,讓學(xué)生知道決定動(dòng)能、勢(shì)能大小的相關(guān)因素;并能解釋簡(jiǎn)單的現(xiàn)象。【教學(xué)準(zhǔn)備】教師準(zhǔn)備:多媒體課件、金屬物塊、鋼球、斜面軌道、水槽、水、刻度尺、鐵架臺(tái)、塑料小球、鋼球、塑料球、裝有細(xì)沙的盒子。學(xué)生準(zhǔn)備:學(xué)案、鐵架臺(tái)、細(xì)線、橡皮泥、彈簧等。【教學(xué)設(shè)計(jì)】教學(xué)過(guò)程:一、導(dǎo)入新課我們知道,風(fēng)可以推動(dòng)帆船前進(jìn)而做功,張開(kāi)的弓可以使箭射出而做功,流動(dòng)的水也可以推動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)而做功。如果一個(gè)物體能對(duì)別的物體做功,我們就說(shuō)這個(gè)物體具有能量,簡(jiǎn)稱(chēng)能。二、講授新課(一)能量1.能量:物體能夠做功,就具有能量。物體做功的過(guò)程就是能的轉(zhuǎn)化過(guò)程。一個(gè)物體能夠做的功越多,表示這個(gè)物體的能量越大。2.能的單位與功的單位相同。在國(guó)際單位制中,功的單位是焦(J),能的單位也是焦(J)。(二)動(dòng)能與勢(shì)能運(yùn)動(dòng)著的子彈能射穿雞蛋說(shuō)明運(yùn)動(dòng)著的子彈能對(duì)雞蛋做功。1.動(dòng)能:這種由于運(yùn)動(dòng)而具有的能叫作動(dòng)能。思考:以上圖片它們的共同特征是什么?它們具有什么能?他們的共同特征是:物體都在運(yùn)動(dòng),所以都具有動(dòng)能。2.勢(shì)能被舉高的重物具有做功的本領(lǐng),它具有勢(shì)能,這種勢(shì)能叫作重力勢(shì)能。(1)重力勢(shì)能:物體由于高度位置所具有的能叫作重力勢(shì)能。思考:以上圖片它們的共同特征是什么?它們具有什么能?他們的共同特征是:物體被舉高了,所以都具有重力勢(shì)能。(2)彈性勢(shì)能:物體由于發(fā)生了彈性形變而具有的能叫彈性勢(shì)能物體由于發(fā)生彈性形變而做功,它們具有的能量叫作彈性勢(shì)能。他們的共同特征什么?他們的共同特征是:它們都發(fā)生了彈性形變,所以都具有彈性勢(shì)能結(jié)論:對(duì)同一個(gè)物體,物體的彈性形變?cè)酱?它具有的彈性勢(shì)能就越大。(3)勢(shì)能:人們將像重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能這類(lèi)能稱(chēng)為勢(shì)能。你能說(shuō)出下面這些物體分別具有什么勢(shì)能嗎?被舉高的重錘在空中隨風(fēng)飄動(dòng)的樹(shù)枝站在3樓的同學(xué)用力掰彎的塑料棍被壓縮的彈簧靜止在空中的飛艇具有重力勢(shì)能的有:具有彈性勢(shì)能的有:(三)機(jī)械能物體有時(shí)既具有動(dòng)能又具有勢(shì)能。例如,正在升空的航天飛機(jī)具有動(dòng)能,又因?yàn)樗诟咛?還具有重力勢(shì)能。機(jī)械能:動(dòng)能和勢(shì)能統(tǒng)稱(chēng)為機(jī)械能。說(shuō)說(shuō)下列物體具有何種形式的機(jī)械能:升空的火箭(動(dòng)能、重力勢(shì)能 );正在下落的雨滴(動(dòng)能、重力勢(shì)能);被拉長(zhǎng)的橡皮筋(彈性勢(shì)能);空中飛行的客機(jī)(動(dòng)能、重力勢(shì)能);掛在墻上的鐘表(重力勢(shì)能)。思考:動(dòng)能和勢(shì)能的大小與哪些因素有關(guān)呢?你能說(shuō)出流動(dòng)著的水、風(fēng),張開(kāi)的弓各具有什么能嗎?流動(dòng)著的水、風(fēng)具有動(dòng)能,張開(kāi)的弓具有勢(shì)能動(dòng)能和勢(shì)能的大小與哪些因素有關(guān)呢?(四)實(shí)驗(yàn)探究1.動(dòng)能的大小跟哪些因素有關(guān):(1)實(shí)驗(yàn)器材:金屬物塊、鋼球、斜面軌道。(2)實(shí)驗(yàn)步驟:將金屬塊放在水平面上,讓質(zhì)量相同的兩個(gè)鋼球由靜止開(kāi)始沿斜面向下運(yùn)動(dòng)。比較金屬塊被從不同高度處滾下的質(zhì)量相同鋼球撞擊后運(yùn)動(dòng)的距離。比較金屬塊分別被從同一高度處滾下的質(zhì)量不同鋼球撞擊后運(yùn)動(dòng)的距離。加油站質(zhì)量相同的小球在光滑斜面上由靜止開(kāi)始下滑,到達(dá)斜面底端的速度只與起點(diǎn)的高度有關(guān),起點(diǎn)越高,到達(dá)底端的速度越大。不同質(zhì)量的小球分別從同一高度由光滑斜面上由靜止下滑,并撞擊平面上的物塊,被撞物塊的運(yùn)動(dòng)距離越長(zhǎng),運(yùn)動(dòng)小球所具有的動(dòng)能越大。(3)動(dòng)能的大小跟哪些因素有關(guān)的視頻。(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:質(zhì)量相同時(shí),速度越大的物體具有的動(dòng)能越大。速度相同時(shí),質(zhì)量越大的物體具有的動(dòng)能越大。物體的動(dòng)能與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)。質(zhì)量越大,速度越大,物體具有的動(dòng)能就越大。知識(shí)拓展:物體的動(dòng)能與物體的質(zhì)量和速度的關(guān)系是:Ek= 12mv2。練習(xí)灑水車(chē)沿街道勻速行駛,將水灑向地面,在此過(guò)程中灑水車(chē)動(dòng)能將減小(選填“增大”“減小”或“不變”),這是因?yàn)殡S著水的灑出,灑水車(chē)的質(zhì)量不斷減小。2.勢(shì)能的大小跟哪些因素有關(guān):(1)實(shí)驗(yàn)器材:水槽、水、刻度尺、鐵架臺(tái)、塑料小球、鋼球、裝有細(xì)沙的盒子。(2) 實(shí)驗(yàn)步驟:如圖甲、乙讓鉤碼從不同高度處自由下落,觀察小方桌陷入沙中的深度。如圖丙、丁讓大小相同質(zhì)量不同的鉤碼和鐵塊從相同高度處自由下落,觀察方桌陷入沙土中的深度。(3)勢(shì)能的大小跟哪些因素有關(guān)的視頻。(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:物體被舉得越高,質(zhì)量越大,它具有的重力勢(shì)能就越大。注意:重物下落時(shí),物體陷入沙中越深,說(shuō)明重物原來(lái)具有的重力勢(shì)能越大。知識(shí)拓展:物體的重力勢(shì)能與物體的質(zhì)量和高度的關(guān)系是:Ep=mgh。練習(xí)1.在探究物體的重力勢(shì)能大小與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中,三個(gè)相同的木樁被從空中由靜止釋放的鐵塊撞擊,陷入沙坑中的情況如圖所示。在此實(shí)驗(yàn)中,我們是通過(guò)觀察什么來(lái)比較各鐵塊重力勢(shì)能的大小?答案:我們是通過(guò)觀察木樁陷入沙坑中的深度來(lái)比較鐵塊重力勢(shì)能的大小的。2.若A、B兩鐵塊質(zhì)量相等,則兩鐵塊下落高度的關(guān)系是hAhB;若A、C兩鐵塊下落的高度相等,則兩鐵塊質(zhì)量關(guān)系是mA mC;實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是:物體重力勢(shì)能的大小與質(zhì)量和高度有關(guān)。(五)動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化1.滾擺:滾擺在上、下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,其動(dòng)能與勢(shì)能在不斷地轉(zhuǎn)化。2.單擺:單擺中的小球在左、右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,小球的動(dòng)能與勢(shì)能在不斷地轉(zhuǎn)化。3.蹦蹦桿:依靠自身的重力擠壓蹦蹦桿下端的彈簧時(shí),原有的重力勢(shì)能就以彈性勢(shì)能的形式儲(chǔ)存在彈簧中。躍起時(shí)彈性勢(shì)能被釋放出來(lái),幫你向上跳躍。實(shí)現(xiàn)重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化。三、課堂練習(xí)1.下列過(guò)程中,屬于動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能的是()A.雪撬從山坡上滑下B.玩具彈簧槍將“子彈”水平射出C.雨滴從屋檐落向地面D.斜向上射出的炮彈在上升過(guò)程答案:D2.關(guān)于能的概念,下列說(shuō)法中正確的是()A.勢(shì)能相等的物體是在同一高度B.懸掛的物體因?yàn)闆](méi)有做功,所以沒(méi)有能C.在空中飛行的子彈能做功,所以具有能量D.一個(gè)物體具有能量,則它一定具有動(dòng)能或勢(shì)能答案:C3.下列事例中,具有彈性勢(shì)能的是 ()A.弓開(kāi)如滿月B.箭去似流星C.云來(lái)云又往D.蜻蜓立竿頭答案:A4.下列說(shuō)法中正確的是()A.速度快的汽車(chē),它的動(dòng)能一定大B.兩個(gè)物體,其中高度高的那個(gè)物體重力勢(shì)能大C.放在桌上的彈簧一定具有彈性勢(shì)能D.在平直公路上勻速行駛的汽車(chē),它的動(dòng)能沒(méi)有發(fā)生變化答案:D四、課堂小結(jié)(一)能量一個(gè)物體能夠做功,它就具有能。單位:焦耳(J)(二)動(dòng)能、勢(shì)能、機(jī)械能1.動(dòng)能:物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量。影響因素:物體的質(zhì)量和速度。2.重力勢(shì)能:高處的物體具有的能量。影響因素:物體的質(zhì)量和高度。彈性勢(shì)能:物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能量。3.機(jī)械能:動(dòng)能和勢(shì)能統(tǒng)稱(chēng)機(jī)械能。(三)動(dòng)能和重力勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化五、布置作業(yè)1.復(fù)習(xí)課文,理解各種能量。2.課本P210 作業(yè)15題。【教學(xué)板書(shū)】第六節(jié)合理利用機(jī)械能一、能量一個(gè)物體能夠做功,它就具有能。單位:焦耳(J)二、動(dòng)能定義:物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量。影響因素:物體的質(zhì)量和速度。三、勢(shì)能重力勢(shì)能:高處的物體具有的能量。影響因素:物體的質(zhì)量和高度。彈性勢(shì)能:發(fā)生彈性形變的物體具有的能量。四、動(dòng)能和重力勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化【教學(xué)反思】本節(jié)課的主要內(nèi)容是,讓學(xué)生初步理解動(dòng)能、勢(shì)能、機(jī)械能的概念,并能夠認(rèn)識(shí)到影響動(dòng)能和勢(shì)能大小的因素,能用實(shí)例說(shuō)明物體的動(dòng)能和勢(shì)能及它們的轉(zhuǎn)化。雖然本節(jié)課內(nèi)容對(duì)老師來(lái)說(shuō)是很容易理解的,但對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)概念的理解始終是抽象的。比如說(shuō)能是物理學(xué)中最重要的概念之一,由于它比較抽象,在引入前盡量多舉實(shí)例,針對(duì)實(shí)例中共同存在著的“有做功的本領(lǐng)”這一因素,進(jìn)而推出動(dòng)能、勢(shì)能和機(jī)械能的概念。對(duì)重力勢(shì)能理解為物體本身儲(chǔ)存的能量,不管物體是否下落都具有能量,也就是說(shuō)物體能夠做功,就具有能量,而并不是說(shuō)要正在做功才有能量。為了加強(qiáng)對(duì)各個(gè)概念的理解,讓學(xué)生列舉生活中具有動(dòng)能、勢(shì)能的實(shí)例,這樣不僅加深了學(xué)生對(duì)動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能的概念的理解,更懂得了它們之間的區(qū)別與聯(lián)系。進(jìn)一步啟發(fā)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究三種能量分別與什么因素有關(guān)。并引導(dǎo)同學(xué)聯(lián)系生活,列舉出同時(shí)具有兩種或三種能量的例子。本節(jié)課要根據(jù)學(xué)生的理解程度對(duì)學(xué)生進(jìn)行啟發(fā),對(duì)較好的學(xué)生教師可放手讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究,比如動(dòng)能與哪些因素有關(guān),重力勢(shì)能與什么因素有關(guān)這個(gè)實(shí)驗(yàn),同時(shí)強(qiáng)調(diào)在此過(guò)程中必須注意控制變量。通過(guò)實(shí)踐得出結(jié)論更具有說(shuō)服力。- 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