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1、 新课标（RJ） 物理 八年级下册第十一章功和机械能第4节机械能及其转化方式一【游戏导入】导入语：我现在请两个同学配合，完成一个小游戏，请同学们认真观察并思考游戏里面的科学道理。如图1141所示，将铁锁或小钢球固定在细线的一端，细线的另一端系在铁架台上，使铁锁与细线形成一个摆。让一个同学靠近铁架台，头稍低，另一同学把铁锁由该同学的鼻子处释放，观察铁锁摆动过程中能否碰到该同学的鼻子，提醒注意安全，并思考里面的科学道理。图1141同学们，有意思吧，课下大家可以试着做一做哟，这实际就涉及今天我们要学习的一个物理学问题机械能及其转化。板书课题第4节机械能及其转化。方式二【情景导入】播放视频生活中弹性势
2、能与动能的转化。这些现象中包含了很多能量的转化，这节课我们就详细来研究一下。板书课题第4节机械能及其转化。方式三【游戏导入】播放视频会向上滚动的圆筒或教师演示视频中的小游戏。导入语：从这样的斜面往下滚，圆筒怎么又回来了呢？想知道其中的奥秘吗？好，我们开始今天的学习。板书课题第4节机械能及其转化。 详见光盘内容在“变”与“不变”中求突破讲解动能和重力势能之间的相互转化过程时，可播放滚摆实验或演示实验，实验前，引导学生重点关注三个要素：滚摆质量、滚摆的运动速度、滚摆离地面的高度。注意观察分析全过程中哪些因素变了，哪些因素没变。交流讨论：没变的量质量变化的量速度、高度下降过程：质量不变。现象：离开地
3、面的高度减小，下降速度增大。 分析：离开地面的高度减小则重力势能减小了；下降速度增大则动能增大了。 结论：增大的动能是由减小的重力势能转化而来的，即此过程是重力势能转化为动能。在这里隐含了能量既不会无缘无故消灭，也不会无缘无故创生的思想。 上升过程：质量不变。现象：离开地面的高度增大，但上升的速度减小了。 分析：离开地面的高度增大则说明重力势能增大了，而上升速度的减小说明动能减小了。 结论：增大的重力势能是由减小的动能转化而来的，即此过程是动能转化为重力势能。 归纳小结，确定分析类似现象的一个模式：某种能量的增减是因为能的转化导致。在能的转化过程中，动能的增减由速度的变化引发，重力势能的增减由
4、物体与参考面的高度变化引发，同理，弹性势能的增减由物体的弹性形变程度增大或减小而引发。 中考解读 本节中考常考内容是：机械能的概念；机械能及其转化。考查时常常列举生活实例，然后进行分析判断，一般是在选择题、填空题、实验探究题中出现。考点对接 机械能及其转化源起教材P71 想想做做1观察滚摆的运动(图11.42甲)，讨论滚摆在运动过程中动能和势能是如何转化的。2如图11.42乙，分析小球在摆动过程中动能和势能的相互转化。图11.42动能和势能的转化图1142例1杭州中考 如图1142所示是蹦床运动员表演的情景。运动员从最低点到达最高点的过程中，运动员的动能和重力势能变化情况分别是()A动能减小，
5、重力势能增大B动能增大，重力势能减小C动能先增大后减小，重力势能增大D动能先减小后增大，重力势能减小答案 C例2荆州中考 孝定同学在探究“机械能及其转化”，设计并进行了以下实验。图1143(1)如图1143甲所示，质量为m的小球从高度为h的光滑斜面顶端由静止自由滑下，到达斜面底端的速度为v，此过程只有动能和重力势能相互转化。如果小球在斜面顶端时重力势能为mgh，在斜面底端时重力势能为零，动能为mv2。且h0.2 m，g取10 N/kg，则小球滑到光滑斜面底端时的速度为_m/s。(2)如图乙所示，将小球以一定的速度v0沿水平方向抛出，小球运动过程中也只有动能和重力势能相互转化。时间t内小球在水平
6、方向运动的距离为xv0t，在竖直方向下落的高度为ygt2，则y与x2的关系可用图丙中的图线_表示。(3)如图丁所示，小球沿光滑斜面AB由A点静止自由滑下后进入光滑水平面BC，已知小球经过B点时速度大小不变，小球从C点水平抛出后落在水平地面E点，地面上D点在C点正下方，已知CD竖直高度为1.25 m，30，g取10 N/kg，若要求DE间的距离大于2 m，则斜面AB的长度至少为_m。答案 (1)2(2)b(3)1.6解析 (1)因为质量为m的小球从高度为h的光滑斜面顶端由静止自由滑下，到达斜面底端的速度为v，此过程中机械能守恒，所以mghmv2，将h0.2 m，g10 N/kg代入求解得v2 m
7、/s。(2)将物体以一定的初速度v0沿水平方向抛出(不计阻力)，物体做平抛运动，在水平方向运动的距离xv0t，则运动时间t，故在竖直方向下落的高度为ygt2gg，因此，下落高度y与水平移动距离x的2次方成正比，由此可以判断图线为b。(3)如图丁所示，小球沿长度为l的光滑斜面AB由静止自由滑下，此过程中机械能守恒，因为mghmv2，所以mglsinmvmv，所以v2glsin，又据小球从C点开始做平抛运动，所以hgt2g，h1.25 m，30，g10 N/kg，将sDE2 m代入上式，可得l1.6 m。过山车中的物理知识乘坐过山车是一项富有刺激性的娱乐活动。那种风驰电掣、有惊无险的快感令不少人着
8、迷。如果你对物理学感兴趣，那么在乘坐过山车的过程中不仅能够体验到冒险的快感，还有助于理解力学定律。实际上，过山车的运动包含了许多物理学原理，人们在设计过山车时巧妙地运用了这些原理。如果能亲身体验一下由能量守恒、加速度和力交织在一起产生的效果，那感觉真是妙不可言。这次同物理学打交道不用动脑子，只要收紧你的腹肌，保护好肠胃就行了，当然，如果你的身体条件和心理承受能力的限制，无法亲身体验过山车带来的种种感受，你不妨站在一旁仔细观察过山车的运动和乘坐者的反应。图1144在开始旅行时，过山车的小列车是靠一个机械装置的推力推上最高点的，但在第一次下行后，就再也没有任何装置为它提供动力了。事实上，从这时起，
9、带动它沿着轨道行驶的唯一的“发动机”将是引力势能，即由引力势能转化为动能、又由动能转化为引力势能这样一种不断转化的过程构成的。第一种能，即引力势能是物体因其所处位置而自身拥有的能量，是由于它的高度和由引力产生的加速度而来的。对过山车来说，它的势能在处于最高点时达到了最大值，也就是当它爬升到“山丘”的顶峰时最大。当过山车开始下降时，它的势能就不断地减少(因为高度下降了)，但其不会消失，而是转化成了动能，也就是运动能。不过，在能量的转化过程中，由于过山车的车轮与轨道的摩擦而产生了热量，从而损耗了少量的机械能(动能和势能)。这就是为什么要设计成随后的小山丘比开始时的小山丘要低的原因：过山车已经没有上
10、升到像前一个小山丘那样的高度所需要的机械能了。过山车最后一节小车厢是过山车赠送给勇敢的乘客最为刺激的礼物。事实上，下降的感受在过山车的尾部车厢最为强烈。因为最后一节车厢通过最高点时的速度比过山车头部的车厢要大，这是由于引力作用于过山车中部的质量中心的缘故。这样，乘坐在最后一节车厢的人就能快速地达到和跨越最高点，从而产生一种要被抛离的感觉，因为质量中心正在加速向下。尾部车厢的车轮是牢固地扣在轨道上的，否则在到达顶峰附近时，小车厢就可能脱轨甩出去。车头部的车厢情况就不同了，它的质量中心在“身后”，在短时间内，它虽然处在下降的状态，但是它要“等待”质量中心越过高点被引力推动。图1145到达“疯狂之圈”时，沿直线轨道行进的过山车突然向上转弯。这时，乘客就会有一种被挤压到轨道上的感觉，因为这时产生了一种表观的离心力。事实上，在环形轨道上由于铁轨与过山车相互作用产生了的一种向心力。这种环形轨道是略带椭圆形的，目的是“平衡”引力的制动效应。当过山车达到圆形轨道的最高点时，事实上它会慢下来，但如果弯曲的程度较小，这种现象会减弱。一旦过山车走完了它的行程，机械制动装置就会非常安全地使过山车停下来。减速的快慢是由汽缸来控制的。详见光盘内容 详见光盘内容4 版权均属于北京全品文化发展有限公司，未经本公司授权不得转载、摘编或利用其他方式使用上述作品。否则，追究转载人及转载媒体的法律责任。
