動能和勢能

編輯: 逍遙路 關鍵詞: 九年級 來源: 高中學習網


一、動能 勢能 機械能

二時

新授

目標

1.通過實例分析,認識到運動的物體能做功,具有動能。

2.通過探究,知道動能的大小與物體的質量和運動速度有關,并能解釋簡單的現象。

3.通過探究,知道彈性勢能和重力勢能的概念和決定因素,并能解釋簡單的現象。

4.通過觀察和實驗,認識并理解動能和勢能的轉化過程,能解釋一些有關動能、重力勢能、彈性勢能之間相互轉化的簡單物理現象。

5.能夠運用“控制變量法”進行實驗設計,逐步養(yǎng)成在實驗中認真觀察、勤于思考的習慣。

重點難點

動能、彈性勢能、重力勢能的概念和決定其大小的因素,分析解釋有關能量及能量轉化的實例。

教材分析

教材從“公路限速”和“滑板下滑”兩個實例出發(fā)提出問題,激發(fā)了學生的學習興趣,同時引出本節(jié)研究的內容動能、勢能及其相互轉化。 教材通過三個活動探究決定動能、彈性勢能、重力勢能大小的因素,并通過“觀察擺球擺動”的活動,分析動能和勢能的轉化過程,探討日常生活中動能和勢能相互轉化的實例。

方法

通過對生活中實例的分析,引出本節(jié)的題。通過三個活動進一步分析探究決定動能、勢能大小的因素。運用動能、彈性勢能、重力勢能的概念及能量轉化的觀念分析討論日常生活中的相關事例。

教具

斜面、小車、木塊、砝碼、卡片、橡皮筋、木樁、細紗、大小不同的木塊、單擺(擺球、細線)、滾擺。

教 學 程 序 設 計

學生活動

①為什么在高速公路上要限制汽車的最大行駛速度?

②人腳踩滑板從高處滑下,為什么會越越快?

③什么是能量?

一、能量:一個物體如果能夠對另一個物體做功,這個物體就具有能量。

①物理學中做功的含義?

1.做功的兩個必要條:

(1)作用在物體上的力

(2)物體在力的方向上移動一定的距離

②如何理解能夠做功的意義?

物體有做功的本領,但不一定就做功。

2.物體能夠做的功越多,具有的能量就越大。

③那些物體具有能量?

二、動能:物體由于運動而具有的能量

觀察本P30圖12-1

①由圖可得到哪些信息?

公路上對車輛行駛的速度有限制,且對不同的車輛行駛速度的限制不同。

②根據圖提供的信息提出問題

提出問題:動能的大小可能與哪些因素有關?

進行猜想:動能的大小可能與物體的質量和速度有關

設計實驗:

③實驗應采用的方法?

控制變量法

④選用那些實驗器材?

⑤通過觀察什么現象而知道物體的動能大?

觀察木塊被推動距離的遠近

木塊被推動得越遠,說明小車對木塊做功越多,即小車具有的動能越大。

(活動1)探究動能大小與哪些因素有關

1.動能大小與速度大小的關系

條:同一小車從同一斜面的不同高度滑下

①小車運動到水平面上時的速度大小是否相同?

②木塊被撞后移動的距離是否相同?

現象:速度大的小車使木塊移動距離遠,對木塊做功多,

小車具有的動能大。

結論:運動物體的動能大小與物體的速度有關,質量相同時,速度越大,物體的動能越大。

2.動能大小與質量的關系

條:改變小車的質量,讓它們從同一高度、同一斜面由靜止下滑。

現象:質量大的小車使木塊移動距離遠,對木塊做功多,小車具有的能量大。

結論:運動物體的動能大小與物體的質量有關,速度相同時,質量越大,物體的動能越大。

動能大小與物體的速度和質量有關,物體的速度越大,

質量越大,它具的動能就越大。

三、彈性勢能:物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能量

提出問題:彈性勢能的大小可能與哪些因素有關?

進行猜想:彈性勢能的大小可能與彈性形變的大小有關

設計實驗:

①選用實驗器材

②通過觀察什么現象知道物體具有的彈性勢能大小

觀察橡皮筋拉伸后彈出去的距離(卡片彈起情況)

(活動2)探究彈性勢能與彈性形變大小的關系

現象:橡皮筋拉伸得越長,彈出去的距離越遠。

說明:被拉伸的橡皮筋具有的彈性勢能越大。

在一定的范圍內,形變越大,發(fā)生形變的物體具有的彈性勢能就越大。

四、重力勢能:物體由于被舉高而具有的能量

提出問題:重力勢能的大小可能與哪些因素有關?

進行猜想:重力勢能的大小可能與物體的質量和被舉高的高度有關

設計實驗:

①實驗方法:控制變量法

②選用器材

③通過觀察什么現象知道物體具有的重力勢能大小

觀察木樁在沙中下陷的深度

木樁下陷的越深,說明重錘對木樁做功越多,重錘舉

高時具有的重力勢能就越大。

(活動3)探究重力勢能的大小與那些因素有關

1.重力勢能大小與質量的關系

條:質量不同的重錘從同一高度自由下落

現象:質量大的重錘下落后將樁打得越深

結論:物體具有的重力勢能大小與物體的質量有關,在舉高的高度相同時,質量越大,物體具有的重力勢能越大。

2.重力勢能大小與被舉高的高度的關系

條:同一重錘從不同高度自由下落

現象:重錘舉得越高,下落后將樁打得越深。

結論:物體具有的重力勢能大小與物體被舉高的高度有關,質量相同時,舉得越高,物體具有的重力勢能越大。

重力勢能的大小與物體的質量和被舉高的高度有關,

質量越大,被舉高度越大,物體具有的重力勢能就越大。

五、勢能:彈性勢能和重力勢能的總稱

觀察本P30圖12-2

①小明從高處滑下越越快說明了什么?

②生活中有哪些類似的例子?

③小明的動能為什么會越越大?增大的動能從何而?

(活動4)觀察擺球的動能和勢能的轉化

④擺球在擺動過程中具有何種形式的機械能?

⑤擺球從A到O擺動的過程中,速度_____,動能______;

高度______,重力勢能_______。

⑥物體增大的動能從何而?重力勢能減小到哪里去了?

結論:物體的重力勢能轉化為動能

⑦擺球從O到B擺動的過程中,速度_____,動能______;

高度______,重力勢能_______。

結論:物體的動能轉化為重力勢能

觀察本P35圖12-12(a)、(b)、(c)三幅圖中物體的動能和勢能的變化及相互轉化情況。

(練習)

(1)滾擺(過車):

上升過程:動能減小,重力勢能增大

動能轉化為重力勢能

下降過程:動能增大,重力勢能減小

重力勢能轉化為動能

(2)皮球下落:

下降過程:動能增大,重力勢能減小

接觸地面到形變最大:動能減小,彈性勢能增大

形變最大到復原:彈性勢能減小,動能增大

上升過程:動能減小,重力勢能增大

六、物體的動能和勢能可以相互轉化

①生活中還有那些事例表明動能和勢能可以相互轉化?

②上述事例中,如果沒有摩擦和空氣阻力,結果又會如何?

③實際事例中損失的能量到哪里去了?

學生討論

引出題:能量

分析日常生活中具有能量的實例,討論什么是物理學中所說的能量。

分析討論日常生活中做功的實例,總結做功的兩個必要條。

運動的物體、發(fā)生彈性形變的物體、被舉高的物體

舉例:

具有動能的物體

學生討論

討論:

設計實驗之前須解決哪些問題?

觀察本P31圖12-5

討論

不同

不一樣

使小車到達水平面時的速度相同

討論:

能夠說明物體具有的動能大小與速度和質量有關的實例

舉例:

具有彈性勢能的物體

觀察本P33圖12-8

什么是彈性形變

橡皮筋

觀察本P32圖12-7

討論:

能夠說明物體具有的彈性勢能大小與彈性形變大小有關的實例

舉例:

具有重力勢能的物體

觀察本P33圖12-10

討論:

能夠說明物體具有的重力勢能大小與質量和舉高的高度有關的實例

動能越越大

動能和勢能

學生分析討論

動能轉化為重力勢能

動能轉化為彈性勢能

彈性勢能轉化為動能

動能轉化為重力勢能

學生討論

機械能守恒

轉化為其它形式的能量

三、思考與作業(yè)




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