《动能、势能、机械能》教案
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约2830字。
一、动能 势能 机械能
1. 通过实例分析,认识到运动的物体能做功,具有动能。
2. 通过探究,知道动能的大小与物体的质量和运动速度有关,并能解释简单的现象。
3. 通过探究,知道弹性势能和重力势能的概念和决定因素,并能解释简单的现象。
4. 通过观察和实验,认识并理解动能和势能的转化过程,能解释一些有关动能、重力势能、弹性势能之间相互转化的简单物理现象。
5. 能够运用“控制变量法”进行实验设计,逐步养成在实验中认真观察、勤于思考的习惯。
动能、弹性势能、重力势能的概念和决定其大小的因素,分析解释有关能量及能量转化的实例。
教材从“公路限速”和“滑板下滑”两个实例出发提出问题,激发了学生的学习兴趣,同时引出本节研究的内容动能、势能及其相互转化。
教材通过三个活动探究决定动能、弹性势能、重力势能大小的因素,并通过“观察摆球摆动”的活动,分析动能和势能的转化过程,探讨日常生活中动能和势能相互转化的实例。
通过对生活中实例的分析,引出本节的课题。通过三个活动进一步分析探究决定动能、势能大小的因素。运用动能、弹性势能、重力势能的概念及能量转化的观念分析讨论日常生活中的相关事例。
斜面、小车、木块、砝码、卡片、橡皮筋、木桩、细纱、大小不同的木块、单摆(摆球、细线)、滚摆。
教 学 程 序 设 计
①为什么在高速公路上要限制汽车的最大行驶速度?
②人脚踩滑板从高处滑下,为什么会越来越快?
③什么是能量?
一、能量:一个物体如果能够对另一个物体做功,这个物体就具有能量。
①物理学中做功的含义?
1.做功的两个必要条件:
(1)作用在物体上的力
(2)物体在力的方向上移动一定的距离
②如何理解能够做功的意义?
物体有做功的本领,但不一定就做功。
2.物体能够做的功越多,具有的能量就越大。
③那些物体具有能量?
二、动能:物体由于运动而具有的能量
观察课本P30图12-1
①由图可得到哪些信息?
公路上对车辆行驶的速度有限制,且对不同的车辆行驶速度的限制不同。
②根据图提供的信息提出问题
提出问题:动能的大小可能与哪些因素有关?
进行猜想:动能的大小可能与物体的质量和速度有关
设计实验:
③实验应采用的方法?
控制变量法
④选用那些实验器材?
⑤通过观察什么现象而知道物体的动能大小?
观察木块被推动距离的远近
木块被推动得越远,说明小车对木块做功越多,即小车具有的动能越大。
(活动1)探究动能大小与哪些因素有关
1. 动能大小与速度大小的关系
条件:同一小车从同一斜面的不同高度滑下
①小车运动到水平面上时的速度大小是否相同?
②木块被撞后移动的距离是否相同?
现象:速度大的小车使木块移动距离远,对木块做功多,
小车具有的动能大。
结论:运动物体的动能大小与物体的速度有关,质量相同时,速度越大,物体的动能越大。
2. 动能大小与质量的关系
条件:改变小车的质量,让它们从同一高度、同一斜面由静止下滑。
现象:质量大的小车使木块移动距离远,对木块做功多,小车具有的能量大。
结论:运动物体的动能大小与物体的质量有关,速度相同时,质量越大,物体的动能越大。
动能大小与物体的速度和质量有关,物体的速度越大,
质量越大,它具的动能就越大。
三、弹性势能:物体由于发生弹性形变而具有的能量
提出问题:弹性势能的大小可能与哪些因素有关?
进行猜想:弹性势能的大小可能与弹性形变的大小有关
设计实验:
①选用实验器材
②通过观察什么现象知道物体具有的弹性势能大小
观察橡皮筋拉伸后弹出去的距离(卡片弹起情况)
(活动2)探究弹性势能与弹性形变大小的关系
现象:橡皮筋拉伸得越长,弹出去的距离越远。
说明:被拉伸的橡皮筋具有的弹性势能越大。
在一定的范围内,形变越大,发生形变的物体具有的弹性势能就越大。
四、重力势能:物体由于被举高而具有的能量
提出问题:重力势能的大小可能与哪些因素有关?
进行猜想:重力势能的大小可能与物体的质量和被举高的高度有关
设计实验:
①实验方法:控制变量法
②选用器材
③通过观察什么现象知道物体具有的重力势能大小
观察木桩在沙中下陷的深度
木桩下陷的越深,说明重锤对木桩做功越多,重锤举
高时具有的重力势能就越大。
(活动3)探究重力势能的大小与那些因素有关
1. 重力势能大小与质量的关系
条件:质量不同的重锤从同一高度自由下落
现象:质量大的重锤下落后将桩打得越深
结论:物体具有的重力势能大小与物体的质量有关,在举高的高度相同时,质量越大,物体具有的重力势能越大。
2. 重力势能大小与被举高的高度的关系
条件:同一重锤从不同高度自由下落
现象:重锤举得越高,下落后将桩打得越深。
结论:物体具有的重力势能大小与物体被举高的高度有关,质量相同时,举得越高,物体具有的重力势能越大。
重力势能的大小与物体的质量和被举高的高度有关,
质量越大,被举高度越大,物体具有的重力势能就越大。
五、势能:弹性势能和重力势能的总称
观察课本P30图12-2
①小明从高处滑下越来越快说明了什么?
②生活中有哪些类似的例子?
③小明的动能为什么会越来越大?增大的动能从何而来?
(活动4)观察摆球的动能和势能的转化
④摆球在摆动过程中具有何种形式的机械能?
⑤摆球从A到O摆动的过程中,速度_____,动能______;
高度______,重力势能_______。
⑥物体增大的动能从何而来?重力势能减小到哪里去了?
结论:物体的重力势能转化为动能
⑦摆球从O到B摆动的过程中,速度_____,动能______;
高度______,重力势能_______。
结论:物体的动能转化为重力势能
观察课本P35图12-12(a)、(b)、(c)三幅图中物体的动能和势能的变化及相互转化情况。
(练习)
(1)滚摆(过山车):
上升过程:动能减小,重力势能增大
动能转化为重力势能
下降过程:动能增大,重力势能减小
重力势能转化为动能
(2)皮球下落:
下降过程:动能增大,重力势能减小
接触地面到形变最大:动能减小,弹性势能增大
形变最大到复原:弹性势能减小,动能增大
上升过程:动能减小,重力势能增大
六、物体的动能和势能可以相互转化
①生活中还有那些事例表明动能和势能可以相互转化?
②上述事例中,如果没有摩擦和空气阻力,结果又会如何?
③实际事例中损失的能量到哪里去了?
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