11.4机械能及其转化

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1、《11.4机械能及其转化》教案教学目标知识和能力目标：1、通过对滚摆实验的分析，理解动能和重力势能的相互转化。2、通过引导学生举例并解释一些有关动能和重力势能、弹性势能相互转化的简单物理现象，理解动能和势能可以相互转化。过程和方法目标：1、培养学生运用能的转化知识分析有关物理现象的转化。2、培养学生从能量观点分析问题的意识。情感态度价值观目标：通过阅读“科学世界”人造地球卫星，结合我国航天事业的发展，对学生进行爱国主义教育。教学重点正确引导学生进行实验，得出动能和势能可以相互转化的结论。教学难点组织、指导学生认真观察滚摆实验

2、并进行分析、归纳，领会机械能守恒的条件。课时1课时教具滚摆，棉线，铁锁，人造卫星挂图。教学过程教学环节教学内容二次备课小竞赛创设情景导入新课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？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，粉笔头具有什么能量？（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）解读学习目标1、通过对滚摆实验的分析，理解动能和重力势能的相互转化。2、通过引导学生举例并解

3、释一些有关动能和重力势能、弹性势能相互转化的简单物理现象，理解动能和势能可以相互转化。新课讲授1、机械能让学生分析静止在桌面上的钢球是否具有能量?(具有重力势能)继而让学生分析在桌面上滚动的钢球具有什么能?通过分析得知滚动的钢球既有动能，又有势能。动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。一个物体既有动能，又有势能，那么动能和势能的和就是它的总机械能。能量的单位：从前面的讨论，我们可以认识到能量是跟做功有密切联系的概念，能量反映了物体具有做功的本领，能量的大小可以用能够做功的多少来衡量。因此，动能、势能和机械能的单位跟功的单位相

4、同，也是焦耳。2、机械能及其转化实例分析：（1）蹦床运动分析运动员蹦床运动时，重力势能、动能和弹性势能之间的相互转化。（2）粉笔头下落引导学生分析重力势能和动能之间的转化（3）滚摆实验图11.4-2，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，没有动能。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

5、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。仿照摆轮下降过程的分析，得出摆轮上升过程中，摆轮的动能逐渐转化为重力势能。（4）铁锁单摆此实验摆绳宜长些，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。综述实验，说明动能和重力势能是可以相互转

6、化的。例题：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。学生练习，教师分析讲解。3、水能和风能的利用自然界中动能

7、和势能相互转化的事例很多。（1）、水能的利用例如：物体从高处落下、瀑布流水等引导学生分析：水力发电的能量转化（2）、风能的利用引导学生分析：风力发电的能量转化4、科学世界人造地球卫星在运行过程中，也发生动能和重力势能的相互转化。人造地球卫星大家并不陌生，然而围绕人造卫星，同学们还有许多的谜没有揭开。例如：人造卫星为什么能绕地球运转而不落下来？在人造卫星内失重是怎么回事？等等，这些问题还有待于同学们进一步学习，今天我们只讨论卫星运行过程中，动能和重力势能的相互转化。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。（

8、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