資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
第十章 機械能、內能及其轉化
10.1 機械能
教學目標：
1.物理觀念：
（1）能用實例說明什么是動能、重力勢能和彈性勢能。了解動能和勢能的相互轉化。
（2）知道機械能，知道做功過程就是能量轉化或轉移的過程。
2.科學思維：
學會用控制變量的方法探究動能與哪些因素有關。
3.科學探究：
通過實驗探究物體的動能跟哪些因素有關。
4.科學態度與責任：
訓練學生用能量觀點觀察和分析物理問題，促使學生樹立辯證唯物主義觀點。
教學重點： 從功的角度認識動能和勢能。
教學難點： 影響動能、重力勢能和彈性勢能的因素。
教學課時：1課時
教學用具： 小鋼球（質量不等的兩個）、斜面、紙盒、不同質量的砝碼、細沙、小桌、單擺。
教學互動設計：
1、 創設情景，導入新課
能量是我們日常生活中經常說到的詞，但能量究竟是什么呢 學習了本章的內容，你將對什么是機械能、什么是內能、不同形式的能量如何轉化等問題有一個初步的認識。 相信你在了解各類能源特點的基礎上，能聯系社會實際，增強節能和環保意識。
二、新課講授，師生互動
（一）動能
風能吹動帆船(如圖所示）在水面上行駛，拋出的保齡球(如圖所示)能將前方靜止的保齡瓶推向坑道。在這些事件發生的過程中，風、拋出的保齡球都對物體做了功。
物體能對外做功， 我們就說這個物體具有能量(energy) ， 簡稱能。物體能夠做的功越多，它具有的能就越大。
物體由于運動具有的能叫作動能(kinetic energy) 。
觀察與思考
如圖所示，讓從斜面上滾下的小球鉆入水平面上的紙盒，紙盒被推得越遠，小球對紙盒做功越多，表明小球的動能越大。從圖中所示的實驗中能夠探究物體動能的大小與哪些因素有關嗎
如圖所示，從圖中所示的實驗中能夠探究物體動能的大小與哪些因素有關嗎
實驗中小球在斜面上的位置越高，從斜面上滾下后到水平面上的速度就越大；質量相同的C、D兩個小球，位置較高的C球將紙盒推動的距離較遠，C球對紙盒做的功比D球多。質量不同的小球，從相同高度滾下后到水平面上的速度相同；質量不同的G、H兩個小球從相同高度滾下后，質量大的G球將紙盒推動的距離較遠，G球對紙盒做的功比H球多。
由此可見，質量相同的物體，運動的速度越大，它具有的動能就越大；運動速度相同的物體，質量越大，它具有的動能就越大。
物體的動能與物體的質量和運動速度有關，質量越大，速度越大，它具有的動能越大。
一些物體的內能/J
（二）勢能
夯式打樁機(如圖所示)的重錘由高處落下后能將下面放置的物體(鋼樁)打人地里；長江三峽大壩使上游的水位比下游高出一百多米，高處的江水可以沖擊水輪機發電······在這些事件發生的過程中，重錘和高處的江水都對物體做了功。這表明受到重力的物體被舉高后也具有能， 這種能叫作重力勢能(gravitational potential energy) 。
觀察與思考
如圖所示，在透明的容器中裝入適量的細砂，將木質小桌放在細砂上，通過比較桌腿陷入細砂的深度探究重力勢能的大小與哪些因素有關，與同學交流你的想法。
實驗表明：物體質量越大，位置越高，它做功的本領就越大，物體具有的重力勢能就越多。
“弓開如滿月，箭去似流星。”射箭運動員(如圖所示)拉弓的時候，弓發生了形變。當他放箭的時候，箭被射出去，這表明發生形變的弓具有對其他物體做功的本領。
玩具手槍中被壓縮了的彈簧能把玩具子彈射向遠方，這些實例表明具有彈性的物體發生彈性形變后也具有能，這種能叫作彈性勢能(elastic potential energy) 。同一彈性物體的彈性形變越大，具有的彈性勢能就越多。
（三）機械能及其轉化
動能與勢能統稱為機械能(mechanical energy) 。
裁判員將一個籃球向上拋起，籃球獲得一定的動能。籃球在上升的過程中，動能逐漸減少，重力勢能逐漸增加；籃球在下落的過程中，重力勢能逐漸減少，動能逐漸增加。這個例子說明動能和勢能之間是可以相互轉化的。動能和勢能間的相互轉化有什么規律呢
觀察與思考
如圖所示，將用細線懸掛的小球從A點由靜止釋放，小球從Ａ點到B點以及從B點到C點的過程中，小球的動能和重力勢能是怎樣變化的呢
小球從A點向B點運動的過程中，小球的高度 ，它的速度 ，它的 能減少，而 能增加；當小球從B點向C點運動的過程中，小球的速度 ，它的動能 ，它的高度 ，小球的重力勢能 。
小球下落，高度減小，速度增大，勢能減小，動能增大，勢能轉化為動能。
小球上升，高度增大，速度減小，勢能增大，動能減小，動能轉化為勢能。
大量的實驗事實表明：物體的動能和勢能之間是可以轉化的。在只有動能和勢能相互轉化的過程中，機械能的總量保持不變，即機械能是守恒的。
做功過程實質上就是能量轉化或轉移的過程。功是能量變化的量度，即力對物體做了多少功，就有多少能量發生了變化。
交流討論
1.在如圖所示的實驗中，如果觀察較長的一段時間，你會發現小球每次上升的高度逐漸減小，這是為什么
2.自己設計一個說明物體的動能和勢能可以相互轉化的小實驗，并將設計方案與同學進行交流。
實踐活動
水流的動能和勢能及風的動能的利用具有很多優點，而且有著廣闊的前景。同學們可以到互聯網上查詢一下當前在利用這兩種能源方面所取得的成就。
潮汐發電站利用潮汐能(海水有規律的漲落運動所具有的能量) 發電。
安裝在蒙古包外的小型風力發電機可以為一個家庭供給照明、看電視等日常用電。
三、總結反思，超越自我
1.能對外做功的物體具有能量 ， 簡稱能。
物體由于運動具有的能叫作動能。質量相同的物體，運動的速度越大，動能就越大；運動速度相同的物體，質量越大，動能就越大。
2.受到重力的物體被舉高后具有能叫作重力勢能。物體質量越大，位置越高，重力勢能就越多。發生彈性形變后的物體具有的能叫作彈性勢能。同一彈性物體的彈性形變越大，彈性勢能就越多。
3.動能與勢能統稱為機械能。物體的動能和勢能之間是可以轉化的。在只有動能和勢能相互轉化的過程中，機械能的總量保持不變，即機械能是守恒的。 做功過程實質是能量轉化或轉移的過程。功是能量變化的量度。功和能量的單位都是焦耳。
四、板書設計，整合提升
1.能對外做功的物體具有能量 ， 簡稱能。
物體由于運動具有的能叫作動能。質量相同的物體，運動的速度越大，動能就越大；運動速度相同的物體，質量越大，動能就越大。
2.受到重力的物體被舉高后具有能叫作重力勢能。物體質量越大，位置越高，重力勢能就越多。發生彈性形變后的物體具有的能叫作彈性勢能。同一彈性物體的彈性形變越大，彈性勢能就越多。
3.動能與勢能統稱為機械能。物體的動能和勢能之間是可以轉化的。在只有動能和勢能相互轉化的過程中，機械能的總量保持不變，即機械能是守恒的。 做功過程實質是能量轉化或轉移的過程。功是能量變化的量度。功和能量的單位都是焦耳。
五、大海揚帆，嘗試遠航
1. 下列說法不正確的是（ ）
A. 物體能對外做功，這個物體具有能量
B. 能量簡稱能
C. 物體能做的功越多，它具有的能量就越小
D. 物體由于運動具有的能叫做動能
2．下列說法不正確的是（ ）
A.兩個質量相同的球從不同高度下落水平面，兩球的速度相同
B.兩個質量不同的球從相同高度下落水平面，兩球的速度相同
C. 質量相同的物體，運動速度越大，它具有的動能越大
D.運動速度相同的物體，質量越大，它具有的動能越大
3．下列說法錯誤的是( )
A.受到重力的物體被舉高后具有的能叫做重力勢能
B.質量相同的兩個物體，位置越高的物體重力勢能越多
C.不同質量的鐵塊從相同高度落下，質量大的重力勢能越多
D.位置越高的物體重力勢能越大
4．百米沖刺的運動員和出膛的步槍子彈的動能相同，約為3000J，下列推斷正確的是 ( )
A.運動員比子彈的質量大，運動員的動能大
B.子彈比運動員的速度大，質量比運動員的小，但動能相等，可見速度決定動能的因素大
C. 子彈比運動員的速度大，子彈的動能大
D. 子彈與運動員的質量相同，速度相同，動能相同
5．下列說法正確的是 ( )
A.瀑布是水從高處往下流，水的動能轉化為重力勢能
B.彈性勢能與質量和彈性形變有關
C.物體的動能和勢能之間是可以轉化的。
D.動能和勢能互相轉化過程中，機械能的總量保持不變
參考答案1.C；2.A；3.D；4.B；5.C。
六、作業：P7.T2
課外作業P7.T1、T3、T4。
教學反思：
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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