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1、动能和势能学习目标了解能的初步概念,知道什么是机械能,什么是动能、势能。经历研究动能和势能跟那些因素有关的实验探究过程,理解动能和势能的相互转化,知道动能和势能的相互转化在日常生活中的应用。能用机械能的知识,特别是能的转化知识来分析、解释简单的实际问题。重难点突破例下列物体各具有什么形式的机械能?()高速升空的火箭;()空中飞行的飞机;()被拉长的弹弓橡皮条;()被水电站拦河坝拦住的上游水;()竖直到达最高点的上抛小球。【解答】()高速升空的火箭,速度不为零,且高度在增加,因此具有动能和势能。()正在空中飞行的飞机,它在运动着,具有动能;它离地面有一定的高度,又具有重力势能。()被拉长的弹弓橡
2、皮条发生弹性形变,具有弹性势能。()被拦河坝拦住的上游水是流动的,具有功能;同时水位又被拦河坝提得较高,因此又具有重力势能。()小球被竖直抛到最高点时,不再运动,速度为零,因此只具有重力势能。【点评】在确定物体具有何种能量时,应按照动能、重力势能、弹性势能的定义,分析物体是否在运动,是否被举高,是否发生了弹性形变,符合哪一种能量的定义,就确定物体具有哪一种能量,并且同一物体可以同时具有一种或多种能。例在综合实践活动课上,王艳同学发现学校运动场地上有若干大小不等的铅球,如图12-4-1所示,于是他想利用这些器材亲自体验一下“重力势能的大小与哪些因素有关”()请你帮他设计应如何去做。()说明该实践
3、中怎样判断物体重力势能的大小。【解答】()选一块平整、松软的沙地,将两个大小不同的铅球放在同一高度,让其自由落下,然后比较铅球在沙地上打击的深度:质量大的打击的深度大,说明重力势能的大小与物体质量有关;同样在平整、松软的沙地的沙地上,将两个质量相同的铅球放在不同的高度,让其竖直落下,然后比较铅球在沙地上打击的深度:高度高的打击的深度大,说明重力势能的大小与高度有关。()根据铅球打击沙子的深度来判断物体重力势能的大小。打击越深,表示做功的本领越大,重力势能也就越大。【点评】研究重力势能的大小与物体质量和高度的关系,应采取控制变量法。要研究重力势能的大小与物体质量的关系时,应保持两次对照实验中物体
4、的高度相同;研究重力势能的大小与高度的关系时,应保持两次对照实验中物体的质量相同;研究动能大小与物体质量和速度的关系时,也因采取这样的方法。例判断下列几种情况下,物体的动能、势能是否变化?是增加还是减少?()电梯上升得越来越快;()汽车在平直公路上匀速前进;()弯曲的钢锯条在逐渐变直;()正在工作的洒水飞机在同一水平高度匀速前进。【解答】()电梯在上升过程中,离地面的高度及运动速度都增加,因此电梯的重力势能增加,动能增加。()汽车在平直公路上匀速行驶时,其离地面的高度和运动速度都没有发生变化,因此汽车的重力势能、动能都不变。()弯曲的钢锯条在逐渐变直的过程中,弹性形变逐渐变小,所以钢锯条的弹性势能减小。()正在工作的洒水飞机高度不变、速度不变,但质量在逐步减小,所以动能和势能都在减小。【点评】在判断动能的大小和变化时,应抓住质量和速度的变化情况进行分析;判断势能的大小和变化时,应抓住质量和离地面的高度或弹性形变的变化情况进行分析。