内容正文:
5.4机械能
2011年7月23日晚上的甬台温铁路,D301次动车组列车行至靠近温州南站的双屿路段(时速100公里),与前行列车追尾,后车四节车厢从高架桥上坠下。事故造成40人死亡,约200人受伤。
我们把物体由于运动而具有的能量叫做动能。
动车速度越快,出事故时破坏就越严重, 这说明物体动能的大小同它的运动速度有关。质量相同的物体,速度越大动能越大。动车以同一速度运动,重比空载时出事故会更严重,这说明物体的动能还同物体的质量有关。速度相同的物体,质量越大动能越大。
因被举高而能够做功的物体所具有的能量叫做重力势能。
花盘越高,掉下去危险性就越高, 这说明物体重力势能的大小同它的高度有关。即质量相同的物体,高度越高重力势能越大。从同一高度落下的花盘比尼龙袋危险,这说明物体的重力势能还同物体的质量有关。高度相同的物体,质量越大重力势能越大。
弹性势能
我们把物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能
张弓待发
势能
通常把重力势能和弹性势能统称为势能。
机械能
动能和势能统称为机械能,单位是焦耳。一个物体可以既有动能,又有势能。
讨论分析
空中飞行的球具有什么形式的能?
空中飞行的球由于运动而具有动能,又由于它在高处而具有重力势能。如果球的动能是4J,重力势能是5J,这两种能量相加等于9J,就是球的总机械能。
布置作业
教材108页
1、2、3。
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机械能教案
一、教学目标:
1、 知识与技能:
1. 理解动能、重力势能,知道弹性势能。
2. 能用实例说明物体的动能和势能,知道机械能包括动能和势能。
2、 过程与方法:
1. 学生通过观察物体具有动能、重力势能和弹性势能的一系列物理实验,学习观察物理实验现象的方法,提高观察能力。
2.通过实验探究活动,再次加深对控制变量法的认识。
3、 情感态度与价值观:
通过学习有关动能、势能的知识及其在生活中的广泛应用,激发学生学习物理的兴趣,培养学生理论联系实际的观念。
二、教学重难点:
重点:探究动能、重力势能和弹性势能的影响因素,让学生体验探究的过程。
难点:学生设计完成探究试验,并交流评估各自的实验方案
三、教学方法:
实验法,讲授法,指导阅读法,演示法
四、教学实验仪器:
小车、斜面、滚摆、模型小汽车、砝码盒、乒乓球等
五、教学过程:
1、情景引入:
师:看动车追尾视频,思考一下为什么会造成这么多少人的死亡?
生:速度比较大,质量比较大。
2、新课教学:
师:物体运动时具有的能量叫动能
师:那么,我们带着疑问,走入今天的课堂。首先,请同学利用讲台上的器材来设计一个实验用来探究动能与速度的关系
生:让甲车从不同的高度落下来,去撞击放在水平面上的乙车。
师:很好,让同一辆小车从不同的高度落下,这样到达水平地面时的速度就不一样,而动能的大小可以通过被撞汽车通过的距离来观察,这样用到了转换法。
生:上来做实验。
实验过程大概10分钟
师:从刚才的实验中我们可以发现动能与物体的速度有关,接下来我让大家来设计一个实验来探究动能与质量的关系。
生:让小车从同一高度落下,第一次是空车,第二次装上砝码盒
师:非常好,从同一高度下落可以保证速度一样。
生:讲台上做实验,大概10分钟
师:从刚才的实验中我们可以发现物体的动能与质量和速度有关,刚才两车相撞后,后面的车从桥上掉落下去了,对乘客造成二次伤害。说明这里具有另一个能量那就是重力势能,大家来思考一下重力势能与哪些因素有关?
生:猜想:(质量;速度)
师:这都是我们的猜想,那要验证我们的猜想,我们应该怎么做呢?(实验)请同学们自己先运用自己手中的器材设计一下;
(控制变量法;做实验,得出结论)
师:现在,老师拿出一个花盘,放在这张桌子上,同学们会担心,花盘撞伤你吗?(不担心)那我把它放在四楼呢,你担心吗?为什么呢?
生:可能会回答担心花盘掉下来砸到人很危险。
师:这个花盘是因为动起来让你觉得担心吗?不是!是因为这个花盘被举高了而担心。那也就是说虽然这个花盘没有动起来,但是因为被举高了也具有了做功的能力。那这种因为被举高而具有的能就叫做重力势能。同样的,重力势能有大有小,我们根据动能的探究过程来探究一下重力势能的大小与那些因素有关!如果我这里有一盒沙子,在沙子上面,放上一张桌子,将一个铜块举高,松手,铜块将桌子砸进沙子中,桌子陷入沙子中越深,说明这个铜块能对桌子做更多的功,具有更多的能;反之,则不然。
(控制变量法;做实验,得出结论)
师:通过学习,我们得出,物体由于运动或者被举高都会具有能,由于运动而具有的能叫动能,由于被举高而具有的能叫重力势能。动能大小与物体的质量和运动的速度有关,而重力势能与物体的质量和被举高的高度有关