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1、12. 1机械能势能(2)教学目标：1. 知识与技能：(1) 了解能量的初步概念。(2) 知道什么是动能及影响动能大小的因素。(3) 知道什么是势能及影响势能大小的因素。(4) 知道机械能和机械能是可以相互转换的。2. 方法与过程：(1) 通过观察和分析，知道机械能和势能的相互转换(3)体验用类比方法，加深对物理概念理解的过程，学会迁移学习。3. 情感、态度、价值观：(1) 有应用科学原理解决实际问题的意识和积极性。(2) 通过探究，体验探究的过程，激发主动学习的兴趣。(3) 学会自己查找资料，培养自学的能力。教学过程1. 复习提问手持粉笔头高高举起。以此事例提问：被举高的粉笔具不具有能量？为
2、什么？2. 引入新课学生回答提问后，再引导学生分析粉笔头下落的过程。首先提出当粉笔头下落路 过某一点时，粉笔头具有什么能量？(此时既有重力势能，又有动能)继而让学生比较 在该位置和起始位置，粉笔头的重力势能和动能各有什么变化？(重力势能减少，动 能增加)3. 进行新课在粉笔头下落的过程，重力势能和动能都有变化，自然界 中动能和势能变化的事例很多，下面我们共同观察滚摆的运动， 并思考动能和势能的变化。 实验1：滚摆实验出示滚摆，并简单介绍滚摆的构造及实验的做法。事先应 在摆轮的侧面某处涂上鲜明的颜色标志，告诉学生观察颜色标 志，可以判断摆轮转动的快慢。引导学生复述并分析实验中观 察到的现象。开始
3、释放摆轮时，摆轮在最高点静止，此时摆轮 只有重力势能，没有动能。摆轮下降时其高度降低，重力势能 减少；摆轮旋转着下降，而且越，转越快，其动能越来越大。 摆轮到最低点时，转动最快，动能最大，其高度最低，重力势 能最小。在摆轮下降的过程中，其重力势能逐渐转化为动能。 仿照摆轮下降过程的分析，得出摆轮上升过程中，摆轮的动能 逐渐转化为重力势能。 实验2：单摆实验此实验摆绳宜长些，摆球宜重些。最好能挂在天花板上，使单摆在黑板前，平行 于黑板振动，以便在黑板上记录摆球运动路线中左、右最高点和最低点的位置。分析 单摆实验时，摆球高度的变化比较直观.而判断摆球速度大小的变化比较困难，可以 从摆球在最高点前后
4、运动方向不同，分折摆球运动到最高点时的速度为零，作为这一 难点的突破口。顺便指出像单摆这种往复的运动，在物理学中叫做振动。综述实验1、2,说明动能和重力势能是可以相互转化的。实验3：弹性势能和动能的相互转化。演示下图动能和弹性势能的转化实验。实验可分两步做。首先手持着木球将弹簧 片推弯，而后突然释放木球，木球在弹簧片的作用下在水平槽内运动。让学生分析在 此过程中，弹性势能转化为动能。第二步实验，让木球从斜槽上端滚下，让学生观察 木球碰击弹簧片的过程。然后，依据下图，甲一乙图和乙一丙图分析动能转化为弹性 势能和弹性势能转化为动能的过程。得出：动能和弹性势能也是可以相互转化的。自然界中动能和势能相
5、互转化的事例很多。其中有一些比较直观，例如：物体从高处落下、瀑布流水等这些事仍也可以让学生列举，说明动能和势能的相互转化。有些 事例比例复杂，例如：踢出去的足球在空中沿一条曲线（抛物线）运动过程中，动能和 势能是如何相互转化的呢？（在黑板上画出足球轨迹，依图分析）首先我们来分析足球离地面的高度的变化，这是 判断足球重力势能变化的依据。很明显，在上升过程中足球的重力势能增加，在下降 过程中重力势能减少。接着再分析足球的速度。足球在最高点时不再上升，说明它向 上不能再运动，所以，足球在上升过程中，速度逐渐变小，在下降过程中速度又逐渐 变大。通过以上分析，可以看到足球在上升阶段动能转化为重力势能，在
6、下降阶段重 力势能转化为动能。人造地球卫星在运行过程中，也发生动能和势能的相互I -转化。人造地球卫星大家并不陌生，然而围绕人造卫星，同 .妒 学仍还有许多的谜没有揭开。例如：人造卫星为什么能绕地就*.球运转而不落下来？在人造卫星内失重是怎么回事？等等， 耘舞 这些问题还有待于同学们进一步学习，今天我们只讨论卫星.冲二V运行过程中，动能和重力势能的相互转化。人造卫星绕地球沿椭圆轨道运行，它的位置离地球有时近、有时远。（出示我国发射的第一颗人造卫星轨道图）现以 中视 / 我国发射的第一颗人造卫星为例，它离地球最近时（此处叫近地点）离地面439公里，离地球最远时（此处叫远地点）离 /地面高度是23
7、84公里，它绕地球一周的时间是114分钟。*它在近地点时，速度最大，动能最大，此时离地面最近，势一-能最小。卫星由近地点向远地点运行时动能减小，势能增大，动能向势能转化。直到 远地点时，动能最小，势能最大。卫星由远地点向近地点运行时，势能向动能转化。 在卫星运行过程中，不断地有动能和势能的相互转化。4. 巩固新课通过“想想议议”问题的讨论，进一步认识动能和势能的相互转化。(1)在动能和势能的相互转化过程中，必定有动能和势能各自的变化，而且是此 增彼减。(2 )动能的增减变化，要以速度增减来判断。(3) 重力势能的增减变化，要以物体离地面高度的增减变化来判断。(4) 判断弹性势能的增减，要根据弹
8、性形变大小的变化。【板书设置】动能和势能的转化一、动能和重力势能是可以相互转化的。二、弹性势能和动能是可以相互转化的。三、机械能转化和守恒定律在动能和势能相互转化的过程中，如果不考虑空气阻力，机械能的总量保持不变。教材说明：1. 滚摆实验能直观地表现动能和势能的转化。它的优点在于能量转化的过程比 较缓慢，摆轮高度变化明显、直观，摆轮转动快慢变化也能直接现察。实验中应充分 发挥上述优点，为此要注意以下几点。(1) 摆轮的轴应相对细些，以减缓摆轮的升降速度。固定摆绳时，应穿过轴的横 孔，不宜用缠绕的方法固定，以防打滑。(2) 要在摆轮的侧面某处涂上鲜明的颜色标志，便于观察摆轮速度的变化。(3) 摆
9、轮应当边缘厚重，以增大转动惯量。2. 关于人造卫星的知识，学生是非常感兴趣的，鉴于学生的知识基础，难以使 学生揭开谜底，往往由此而损伤学生的求知欲。本节课如有可能，也可通俗地介绍卫 星为什么能绕地球运行。讲法上可用想象推理的方法。水平地抛出一个物体，由于地球的吸引，它会落回地面，但是抛出的物体速度越 快，它飞行的距离越远。人抛物体，抛出的距离不过几十米，但汽枪子弹能飞行几百 米，步枪子弹能飞行几千米，而炮弹能飞行几十公里。我仍可以设想，物体的速度足 够大时，它就能水远不落回地面，围绕地球旋转。这个速度大约是8公里/秒。如果 速度再大些，物体绕地球运行的轨道就由圆形变为椭圆形。人造卫星就是根据这个道 理发射的。
