机械能及转化

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1、11.4 机械能及其转化【学习目标】1.理解机械能的概念。2.知道动能和势能之间可以相互转化和守恒定律。3.能解释一些能之间转化的物理现象。重点难点:分析能量之间的转化。学习内容一:机械能及其转化学习指导:阅读课本P71至P72内容。基本概念、定义用红笔做上记号。【自学检测】1.动能的大小跟物体的质量和速度有关。2.重力势能的大小跟物体的质量和所处的高度有关。3.动能和势能统称为机械能。4.空中飞行的子弹由于速度很快具有很大的动能,又因为它处于空中,相对于地面子弹又具有重力势能。【合作探究】教师巡视督促指导一、【演示】滚摆实验1.

2、在摆轮下降的过程中,其重力势能逐渐转化为动能。滚摆在下落过程中,转动的速度和高度分别是怎样变化的?滚摆的动能和势能又是怎样变化的?释放摆轮时,摆轮在最高点处于静止状态,此时摆轮只具有重力势能,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。2.滚摆在哪个位置具有的动能最大,你是如何判断出动能最大的?在哪个位置具有的重力势能最大?如何判断的?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。3.仿照摆轮下降的过程分析,得出摆轮上升过程中的动能和势能的变化情况。二、【实验】单摆实

3、验1.将摆绳一端挂在黑板上边,使单摆在黑板前,平行于黑板摆动(不接触黑板),在黑板上记录摆球运动路线中左A、右最高点C和最低点B的位置。2.分析单摆实验:小球从A摆到B的过程中是重力势能转化为动能,从B点摆到C点的过程中是动能转化为重力势能,小球在B点动能最大,在A(或C)点动能最小,小球在A(或C)点重力势能最大,在B点重力势能最小。3.(接步骤1)在黑板上记录小球由A到C再摆回到左边的最高点A′点(只让单摆运动一个来回),比较A、A′的位置关系,发现:A、A′几乎在同一高度(或小球几乎能摆回到原来高度,好像“记得”它原来的位置

4、),分析:小球处在A点和A′点时具有的机械能大小有什么关系?(因小球在A、A′时速度为零,没有动能,质量和所处的高度相等,重力势能相等,所以在动能和势能转化的过程中机械能的多少几乎没有变化,即机械能是守恒的)。4.让单摆多摆动几次,记录最后一次小球能摆回的高度A″。小球还能摆回到原来的高度吗?分析:因为小球除了受到重力和拉力以外,还受到空气阻力。这个力越小,小球克服空气阻力对外做功损失的能量越少(“多”或“少”),小球摆回的高度越高,如果空气阻力为零,则小球能摆回到原来的高度,机械能的总量不会改变。5.对比分析3、4后归纳机械能守

5、恒定律:如果只有动能和势能相互转化,机械能的总和是不变的(守恒的)。三、课后P74第2、3两题第2题:乒乓球很轻,运动时受到空气阻力的影响很容易减速,怎样向地板抛乒乓球,才能使它弹跳到高于原来抛球的位置?第3题蹦床:重物向下落的过程中,重力势能转化为动能,接触到蹦床后,动能转化为蹦床的弹性势能,向上弹起的过程中,弹性势能转化为人的动能,上升的过程中动能转化为重力势能。【展示交流】教师掌握情况【精讲点拨】1.实验:“打鼻子的铁锁”中,铁锁是不会打到鼻子的,而且会离鼻子越来越远,这包含着什么道理?(铁锁运动要克服空气阻力,消耗一部分机

6、械能,机械能总量减小,铁锁回不到原来的高度,所以不会碰到鼻子。)2.阅读课文P73科学世界“人造地球卫星”,然后完成下面填空:人造卫星沿椭圆形轨道围绕地球运行,离地球最近的一点叫近地点,最远的一点叫远地点,卫星在近地点时动能最大,重力势能最小,卫星在远地点时动能最小,重力势能最大。卫星从近地点向远地点运动的过程当中,卫星的速度减慢,动能减小,重力势能增大;从远地点向近地点运动的过程当中,卫星的速度增大,动能增大,重力势能减小。【即时练习】1.分析章首图的过山车在运动过程中的能量转化情况。2.某选手在自由式滑雪比赛中运动的轨迹如图所

7、示,如果不计空气阻力,下列说法正确的是(C)A.从a点向b点运动过程中,重力势能全部转化为动能B.在a点和c点速度都为零,因此重力势能相等C.从c点下落到d点过程中,重力势能转化为动能D.在a点和e点都处于静止状态,因此机械能相等学习内容二:水能风能的利用学习指导:课本P72至P73文字内容,注意看懂插图11.4.4水电站剖面图。【自学检测】自然界的流水和风都具有大量的机械能。【合作探究】教师巡视指导1.水能形成的原因:水的流动,我国的主要能源来自于水能,如长江三峡水力发电站。风能的形成原因:空气流动。2.风能的优点:无污染,取之

8、不尽。缺点:受自然条件限制,不稳定。【展示交流】教师掌握情况【精讲点拨】由于物体的动能大小决定于物体的质量和速度,所以水轮应安装在水的流量大,流速大的地方,请大家考虑用什么方法可以得到更多的动能?(学生讨论并回答,教师及时补充)动能和势能之间可以相

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