初中沪科版第六节 合理利用机械能教学设计及反思

第6节　合理利用机械能

教学目标

【知识与技能】

1．能通过实例从做功的角度描述能量，能说出能量与做功的关系，记住能量的单位．

2．能利用实例或实验初步认识动能、势能的概念，并能运用其解释相关的现象．

3．能通过实验探究，了解动能、势能的大小跟哪些因素有关．

4．理解动能与势能之间的相互转化．

【过程与方法】

1．通过观察认识动能和势能的存在，通过归纳概括得到动能和势能的概念．

2．在了解动能、势能的大小跟哪些因素有关的活动中，学会用科学探究的方法研究物理问题．

【情感、态度与价值观】

1．具有从能量的角度分析物理问题的意识．

2．通过科学探究，使学生经历基本的科学探究过程，学习科学探究方法，发展初步的科学探究能力，养成尊重事实、探索真理的科学态度．

重点难点

【重点】

1．理解动能和势能的概念．

2．探究影响动能和势能的因素．

【难点】

探究影响动能和势能的因素．

教学过程

知识点一　动能与势能

【自主学习】

阅读课本P206－209，完成以下问题：

1．在物理学中，如果一个物体能够对别的物体做功，我们就说这个物体具有能量，简称能.

2．物体做功的过程就是能的转化过程．物体做的功越多，说明某种能转化为别的形式的能越多.因此，能量的单位与功的单位相同，也是焦(J)．

3．物体由于运动具有的能叫做动能.物体由于高度位置所具有的能叫做重力势能，物体因弹性形变而具有的能叫做弹性势能，人们将重力势能、弹性势能这类能称为势能.

4．动能和势能统称为机械能.

【合作探究】

探究一　动能的大小跟哪些因素有关

1．让钢球A分别从不同的高度由静止开始滚下，钢球运动到水平面时的快慢一样吗？哪次木块B被撞得远？说明了什么？

答：实验表明，钢球从高处滚下，高度越高，钢球运动到底部时速度越快，木块B被撞得越远．说明质量相同时，钢球的速度越大，动能越大．

2．改变钢球的质量，让质量不同的钢球从同一高度由静止开始滚下，哪个钢球把物体B撞得远？说明了什么？

答：实验表明，速度相同时，质量越大的钢球能将木块B撞得越远．说明钢球的速度相同时，质量越大，动能越大.

3．转换法在本实验中是如何体现的？

答：在同一水平面上，木块被撞得越远，说明小球的动能越大．

4．控制变量法在本实验中是如何体现的？

答：不同小球从同一位置释放，控制小球在撞击木块时速度相同，探究动能和质量的关系；同一小球从不同位置释放，控制质量不变，探究动能与速度的关系．

5．你知道影响动能大小的因素吗？

答：物体动能的大小跟速度、质量有关．质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大．

探究二　物体的重力势能跟哪些因素有关

A．如图甲、乙所示，同一钩码在不同高度由静止下落，撞击沙子上的相同小桌，观察桌腿下陷深度．

B．如图乙、丙所示，将质量不同的钩码，在同一高度，由静止释放，撞击沙子上的相同小桌，观察桌腿下陷深度．

1．转换法在本实验中是如何体现的？

答：在探究重力势能的大小跟哪些因素有关的实验中，小桌的桌腿在沙子里陷得越深，说明钩码的重力势能越大．

2．控制变量法在本实验中是如何体现的？

答：同一重物从不同高度自由下落，控制重物质量相同，探究重力势能与重物所在高度的关系；质量不同的重物从同一高度自由下落，控制重物所在高度相同，探究重力势能与质量的关系．

3．根据实验现象，你知道物体的重力势能跟哪些因素有关吗？

答：重力势能的大小与高度、质量有关，质量相同的物体，高度越高，重力势能越大；高度相同的物体，质量越大，它的重力势能也越大．

演示一　射箭时弓的形变越大，箭射得越远

弹性势能的大小与什么因素有关？

答：物体的弹性形变越大，弹性势能越大．

【教师点拨】

1．动能的大小与物体的质量和速度有关．质量越大，速度越大，物体具有的动能越大．

2．重力势能的大小与高度、质量有关，质量相同的物体，高度越高，重力势能越大；高度相同的物体，质量越大，它的重力势能也越大.

3．弹性势能大小与形变大小有关，物体的弹性形变越大，弹性势能越大．

【跟进训练】

1．判断下列说法正确的是(　B　)

A．速度大的球一定比速度小的球动能大

B．同一辆车运动速度越大动能就越大

C．子弹的速度比火车的速度大，所以子弹动能就比火车动能大

D．平直公路上匀速行驶洒水的洒水车动能不变

2．下列物体具有重力势能的是(　C　)

A．停在水平路面的汽车 B．被捏成娃娃的橡皮泥

C．腾空的跳高运动员 D．被压缩的弹簧

知识点二　动能和势能的相互转化

【自主学习】

阅读课本P209－210，完成以下问题：

动能和势能可以相互转化．

【合作探究】

探究三　动能与势能的转化

1．观察滚摆的运动，想想滚摆在运动过程中动能和势能是如何变化的？

答：(1)摆锤向下摆动过程中，重力势能变小，速度变大，摆锤的动能变大，摆锤的重力势能转化为动能．(2)当摆锤过中点向上转动过程中，速度变小，摆锤的动能变小，重力势能变大，摆锤的动能转化为重力势能．

2．分析单摆小球在摆动过程中动能和势能是怎样相互转化的？

3．你知道蹦蹦杆的能量转化过程吗？

答：当你依靠自身的重力挤压蹦蹦杆下端的弹簧时，原有的重力势能就以弹性势能的形式储存在弹簧中．跃起时，弹性势能被释放出来，转化为动能和重力势能，帮助你向上跳跃．

4．你得到了什么结论？

答：动能和势能是可以相互转化的．

演示二　小制作——抛掷装置

(1)如图所示，利用橡皮筋、木片及瓶盖，制作一个抛掷乒乓球的装置．

(2)使用中，把橡皮筋拉得紧一点，松手后，球是不是被抛得更远？

答：是，因为橡皮筋越紧，所具有的弹性势能越大，当手指松开后，球获得的能量将越多，故球将会被抛得更远．

【教师点拨】

1．在分析动能和势能相互转化的情况时，首先分析能量转化的全过程，找出它是由几个过程组成的；然后对每个过程中的物体的状态进行分析，什么因素发生了变化；继而确定哪种能量减少，哪种能量增加．

2．弹性势能和重力势能之间不能直接转化．只有伴随动能的转化才能实现弹性势能与重力势能之间的转化．

【跟进训练】

请试着说出蹦床运动员蹦床过程中的能量转化．

解：蹦床运动员从高处落下，在与蹦床面将要接触时，具有一定的动能，与蹦床面接触后，床面发生弹性形变，运动员的动能转化成蹦床的弹性势能．

课堂小结

练习设计

完成本课对应训练．