动能和势能教案.doc

第4节动能和势能 （第一课时）教学目标：1、知道物体由于运动而具有的能叫动能，知道动能的大小与物体的质量和运动速度有关2、知道重力势能及重力势能的决定因素，了解弹性势能及弹性势能的决定因素3、能用实例说明物体的动能和势能以及它们的转化，了解机械能和其他形式的能的转化实例重点难点：动能、势能影响动能和势能大小的因素教学过程：引入：图片出示“小鸟”、“飞机”，提问“两者有何联系？”小鸟撞飞机师：大飞机“害怕”小飞鸟 新闻：2001年12月1日，南航某航班在海口机场正常起飞当飞离地面一定高度时，飞机左侧发动机传来的声音出现异常，反应机敏的机组迅速采取行动，确认发动机各项工作参数正常，机组驾驶飞机继续飞行一个小时后，飞机在广州白云机场安全降落经地面机务人员检查，确认飞机遭到小鸟“袭击”出现异常的左发动机有明显的鸟击痕迹，叶片变形，另有残余的小鸟羽毛和腥味 据了解，小鸟一直是航空公司的“心头大患”，历史上曾有多次因飞鸟撞击而造成飞机损坏，甚至机毁人亡的恶性事件在高空中，一只飞鸟与正快速飞行的飞机相撞会粉身碎骨，而由高级合金制造的飞机机体也会严重受损 那为什么会造成这样的事故呢？ 原来这都和动能有关 今天我们学习最常见的能的形式动能和势能一、动能师：什么是动能？ 科学中把物体由于运动而具有的能叫动能。一切运动的物体都具有动能。师：你能举出我们身边具有动能的物体吗？生：举例各种具有动能的物体（奔跑的运动员，飞翔的飞机、转动的风扇、奔流的河水，射出去的子弹，被吹动的空气具有动能。） 师：运动的空气、水和各种物体都能够做功都具有动能。师：用手仍出去的子弹有动能吗？它的动能与射出的子弹相比要小，可见，动能有大小之分。你认为物体动能的大小与哪些因素有关？科学探究的步骤：提出问题、建立假设、设计实验方案、通过实验得出结论。提出问题：让学生物体的动能大小和什么因素有关？建立假设：根据生活经验猜测 -和质量、速度有关设计实验方案：（控制变量）学生讨论演示实验（学生演示）1、将小车放置斜面一定高度释放后撞击木块；第二次在小车上放置重物在斜面同一高度释放撞击同一木块。比较木块移动的距离。师：这个实验说明了什么？ 生：说明了物体的动能大小跟它的质量有关，速度相同时，质量越大，动能越大。2、将小车放置斜面较低的高度释放后撞击木块；第二次将小车放置斜面较高的高度释放后撞击木块。比较木块移动的距离。师：这个实验又说明了什么？ 生：说明物体的动能大小跟它的速度有关，同一物体速度越大，动能越大。师：通过从刚才的实验，我们可以得出怎样的结论？生：运动的物体所具有的动能和质量、速度有关。质量越大，动能越大；速度越大，动能也越大。课堂练习（我知道） (1)一辆汽车突然加速行使，它的动能_。(2)火车进站时做减速运动，它的动能_，停止后，它的动能_。(3)洒水车在马路上匀速前进并正在洒水，它的动能_。（4）汽车空载和满载时以相同速度前进： 动能大。（5）某同学慢跑和快跑时： 动能大。师：运动的物体具有动能，除了刚才小鸟，还有哪些方面，动能会对人类造成危害？生：台风、洪水、地震、泥石流等对人类的危害，汽车高速行使等师：我们人类有没有对动能进行利用？来为我们服务 生：如风力、水力发电，各种动力机械等过渡：近年来，杭州的经济发展迅猛。各地都有不少建筑工地。当我们从工地附近走过时，会看到工地上会有一些安全警示牌，同时你也会特别地小心。你知道安全警示牌的内容吗？你又会担心什么？当心落物当心吊物必须戴安全帽担心落物。那么落物的动能又是从哪儿来的呢？势能转化而来。二、势能重力势能：师：势能有两种类型，物体由于被举高而具有的能叫重力势能。探究：重力势能的决定因素是什么？甲乙两人合作。甲双手拉平白纸，乙拿圆珠笔将笔尖向下在不同高度落向纸面，观察笔对纸的破坏情况。师：你有什么结论？师：书上是怎么做的 器材：矿泉水瓶、水、沙子如何利用所给进行假设的检验如何在实验中控制有关的变量结论：物体的质量越大，位置越高，具有的重力势能就越大。弹性势能：演示：取出一音乐盒，上好发条，使其发出动听的声音，同时也可看到风车不停地转动。提问：风车现在在运动，具有动能，发出声音，有声能，在上述过程中，是什么能转化为了动能和声能？ 弹性势能师：由于发生形变而具有的势能叫弹性势能。学生举例说明具有弹性势能的各种物体。如拉长的弹簧，压扁的皮球，弯曲的钢锯条，上紧的钟表发条，弹弓、弩、机械手表等。讨论：1、以射箭为例，说明弹性势能的决定因素 2、机械表：利用表内卷紧的发条所具有的弹性势能，驱动齿轮和指针走动。结论：弹性势能的大小跟物体的形变的大小有关。物体的形变越大，弹性势能就越大。师：动能和势能统称为机械能。一个物体可以既有动能，又有势能，课堂小练：说明下列物体具有什么形式的机械能：在海上行驶的轮船；高空中云彩里的小冰粒；拉长的弹弓橡皮条；空中飞行的子弹。师：一个物体具有机械能,可以具有动能和势能,也可以只具有动能或者只具有势能.机械能=动能+势能学生回忆小结：动能、势能、弹性势能的概念及影响因素作业：1、作业本2、搜集我国长江三峡水电站的相关资料 3、学有余力的同学：课外调查活动：调查市区限速标志牌上各类车型的限速情况。思考：车站应该建在哪个位置？动能和势能的相互转化一、教学目的：1知道动能和重力势能、弹性势能可以相互转化，并能举例说明。2能解释一些有关动能、重力势能、弹性势能相互转化的简单物理现象。二、教学重、难点： 重点：动能和重力势能、弹性势能可以相互转化 难点：能解释一些有关动能、重力势能、弹性势能相互转化的简单物理现象三、教具：滚摆，单摆，斜槽，弹簧片，木球，人造地球卫星的挂图等。四、教学过程：1复习巩固：手持粉笔头高高举起。以此事例提问：被举高的粉笔具不具有能量？为什么？2引入新课 学生回答提问后，再引导学生分析粉笔头下落的过程。首先提出，当粉笔头下落路过某一点时，粒笔头具有什么能量？（此时既有重力势能，又有动能）继而让学生比较在该位置和起始位置，粉笔头的重力势能和动能各有什么变化？（重力势能减少，动能增加）3进行新课 在粉笔头下落的过程，重力势能和动能都有变化，自然界中动能和势能变化的事例很多，下面我们共同观察滚摆的运动，并思考动能和势能的变化。实验1：滚摆实验。 出示滚摆，并简单介绍滚摆的构造及实验的做法。事先应在摆轮的侧面某处涂上鲜明的颜色标志，告诉学生观察颜色标志，可以判断摆轮转动的快慢。 引导学生复述并分析实验中观察到的现象。开始释放摆轮时，摆轮在最高点静止，此时摆轮只有重力势能，役有动能。摆轮下降时其高度降低，重力势能减少；摆轮旋转着下降，而且越转越快，其动能越来越大。摆轮到最低点时，转动最快，动能最大；其高度最低，重力势能最小。在摆轮下降的过程中，其重力势能逐渐转化为动能。 摆轮上升过程中，摆轮的动能逐渐转化为重力势能。实验2：单摆实验。 此实验摆绳宜长些，摆球宜重些。最好能挂在天花板上，使单摆在黑板前，平行于黑板振动，以便在黑板上记录摆球运动路线中左、右最高点和最低点的位置。分析单摆实验时，摆球高度的变化比较直观，而判断摆球速度大小的变化比较困难，可以从摆球在最高点前后运动方向不同，分析摆球运动到最高点时的速度为零，作为这一难点的突破口。顺便指出像单摆这种往复的运动，在物理学中叫做振动。摆锤向下摆动过程中，重力势能变小，速度变大，摆锤的动能增大。当摆锤向上转动过程中，速度变小，摆锤的动能减小，重力势能增大。 综述实验1、2，说明动能和重力势能是可以相互转化的。思考：在上述两个实验中，我们发现小球和滚摆每次上升的高度都在减少，最后会停在最低点，你知道机械能到哪里去了吗？若没有摩擦阻力，摆锤和滚摆将怎样运动？小球和滚摆每次都会上升到原来的高度。这就是说，如果没有摩擦阻力，动能和势能在相互转化的过程中，机械能的总量保持不变。师：自然界中动能和势能相互转化有着广泛的应用。4、动能和势能相互转化的应用撑杆跳高和水力发电站。师：你还能举出哪些实例说明动能与势能间相互转化的应用吗？动能和势能的相互转化，有些事例比较复杂。例如：踢出去的足球在空中沿一条曲线（抛物线）运动过程中，动能和势能是如何相互转化的呢？（板画足球轨迹，依图分析）首先我们来分析足球离地面的高度的变化，这是判断足球重力势能变化的依据。很明显，在上升过程中足球的重力势能增加；在下降过程中重力势能减少。接着再分析足球的速度。足球在最高点时不再上升，说明它向上不能再运动。所以，足球在上升过程中，速度逐渐变小；在下降过程中速度又逐渐变大。通过以上分析，可以看到足球在上升阶段动能转化为重力势能；在下降阶段重力势能转化为动能。5、课内练习巩固.(见课件) 人造卫星绕地球沿椭圆轨道运行，它的位置离地球有时近、有时远。（出示我国发射的第一颗人造卫星轨道图）现以我国发射的第一颗人造卫星为例，它离地球最近时（此处叫近地点）离地面439公里，离地球最远时（此处叫远地点）离地面高度是2384公里，它绕地球一周的时间是114分钟，它在近地点时，速度最大，动能最大；此时离地面最近，重力势能最小。卫星由近地点向远地点运行时动能减小，重力势能增大，动能向重力势能转化。直到远地点时，动能最小，重力势能最大。卫星由远地点向近地点运行时，重力势能向动能转化。在卫星运行过程中，不断地有动能和势能的相互转化。 4小结（1）在动能和势能的相互转化过程中，必定有动能和势能各自的变化，而且是此增彼减