内容正文:
机械能及其转化
教学目标
(1)知道机械能的概念;
(2)理解动能和势能的相互转化;
(3)尝试用动能和势能之间的相互转化来解释生活中的相关现象;
(4)初步体会守恒的思想在物理中的应用;
(5)尝试从多个视角解释生活中的同一现象,并在此过程中体会物理的统一性。
教学重难点
教学重点:动能和势能之间的相互转化
教学难点:动能和势能之间的相互转化
教学准备
多媒体课件、铁架台、滚摆、细线
教学过程
新课引入
教师活动:播放视频《过山车》。
教师口述:坐过过山车吗?过山车能给人风驰电擎的感觉。仔细观察,你就会发现,过山车的所处的位置高时,速度较小。当过山车运动至较低的位置时,速度较大。这是什么原因?
教学过程
一、机械能及其转化
教师活动:讲解机械能的概念。
动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。一个物体可以既有动能,又有势能,如飞行中的飞机因为它在运动而具有动能,又因为它处于高空而具有重力势能。把这两种能量加在一起就得到它的总机械能。
教师活动:描述过山车的运动过程中能量的转化。
在刚刚开始时,过山车依靠外界的力量爬上最高点。到达最高点以后,过山车外界的装置就不再为过山车提供动力了。过山车的运动完全依靠能的转化。外力将过山车提升到最高点时,过山车的重力势能最大。过山车向下运动的过程中,高度逐渐降低,重力势能逐渐减小,速度逐渐增大,这个过程中重力势能转化为过山车的动能。当过山车运动至最低点时,重力势能最小,这时的动能最大。
过山车的轨道千变万化,有的过山车还有翻转等姿态的变化。但都一个特点,即过山车所处位置较高时,速度较小,所处位置较低时,速度较大。这个现象背后的物理规律就是机械能的转化。
教师活动:演示滚摆的实验(或播放视频《观察滚摆的运动》)。
教师活动:描述滚摆运动过程中能量的转化。
滚摆下降时,它的重力势能越来越小,动能越来越大,重力势能转化为动能。滚摆上升时,它的动能越来越小, 重力势能越来越大,动能转化为重力势能。
教师活动:播放视频《蹦床运动中动能和势能相互转化》。
学生活动:学生之间讨论蹦床运动中能量的转化。
从运动员与蹦床刚好接触到运动到最低点的过程中,运动员的速度和高度减小,蹦床的形变程度增大,运动员的重力势能和动能转化蹦床的弹性势能。当运动员运动至最低点时,动能最小,重力势能最小,弹性势能最大。从运动员在最低点到运动员离开蹦床的平衡位置时,运动员