15.5機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化

1、“動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化”教案（一）教學(xué)目的1 理解動(dòng)能和 勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化并能舉例說(shuō)明。2.能解釋有關(guān)動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化的簡(jiǎn)單現(xiàn)象。（二）教具1.麥克斯韋滾擺。2課本圖1-7的裝置，在彈簧片前加一彈簧。3單擺、皮球（或乒乓球）。（三）教學(xué)過(guò)程1 復(fù)習(xí)提問(wèn)（1）動(dòng)能的大小與哪些因素有關(guān)？怎樣判斷質(zhì)量一定的物體的動(dòng)能的變化？（2）勢(shì)能的大小與哪些因素有關(guān)？怎樣判斷 重力勢(shì)能大小的變化?（演示鋼球從斜槽滾下，斜槽傾角應(yīng)盡量小一些，使鋼球從斜槽滾下的時(shí)間盡量長(zhǎng)一些，引導(dǎo)學(xué)生觀 察鋼球豎直高度的變化和速度的變化，回答上述問(wèn)題）2 新課教學(xué)（1）動(dòng)能和重力勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化。從上面實(shí)驗(yàn)可以看到，鋼球從斜槽滾下的

2、過(guò)程中，高度降低，重力勢(shì)能減??；速度變快，動(dòng)能增大， 這個(gè)動(dòng)能是怎樣產(chǎn)生的？（引導(dǎo)學(xué)生回答是由重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化來(lái)的）問(wèn)：重力勢(shì)能可以轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，動(dòng)能可不可以轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能呢？演示滾擺（將擺輪涂成黑白相間，使學(xué)生明顯觀察到轉(zhuǎn)速的變化），引導(dǎo)學(xué)生觀察：擺下降時(shí)，擺輪 越轉(zhuǎn)越快；擺上升時(shí)，擺輪越轉(zhuǎn)越慢，并說(shuō)明動(dòng)能和重力勢(shì)能變化的情況，最后得岀動(dòng)能和重力勢(shì)能可以 相互轉(zhuǎn)化的結(jié)論。（2）動(dòng)能和彈性勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化嗎？演示課本圖1-7 （水平槽末端加一彈簧，以使動(dòng)能和彈性勢(shì)能的變化明顯顯示岀來(lái)），引導(dǎo)學(xué)生觀察:鋼球接觸彈簧后，速度減小，彈簧壓縮；彈簧恢復(fù)時(shí)，形變減小，鋼球速度變大，但方向反過(guò)來(lái)了（教師 應(yīng)指出

3、：動(dòng)能大小跟運(yùn)動(dòng)快慢有關(guān)，跟運(yùn)動(dòng)方向無(wú)關(guān)，因?yàn)槲矬w向任何方向運(yùn)動(dòng)都能做功）。對(duì)鋼球和彈簧間的能的轉(zhuǎn)化，應(yīng)分兩步講：從鋼球壓彈簧開始到彈簧形變最大：鋼球動(dòng)能由最大變到零，彈簧彈性勢(shì)能由零到最大，即動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能。從彈簧形變最大到恢復(fù)原狀：彈簧彈性勢(shì)能 又轉(zhuǎn)化為鋼球的動(dòng)能。（3）動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化的例子。先讓學(xué)生列舉日常生活中例子，然后引導(dǎo)學(xué)生觀察和分析下列事例： 演示單擺，引導(dǎo)學(xué)生觀察擺球在高度最大處和最低點(diǎn)的速度大小，說(shuō)明動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化。 人造衛(wèi)星：教師先指岀：衛(wèi)星在遠(yuǎn)地點(diǎn)，勢(shì)能最大，在近地點(diǎn)勢(shì)能最小。問(wèn)學(xué)生：衛(wèi)星由遠(yuǎn)地點(diǎn)向 近球點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，速度怎樣變化？能量怎樣轉(zhuǎn)比？引導(dǎo)學(xué)生回

4、答：衛(wèi)星由遠(yuǎn)地點(diǎn)到近地點(diǎn)，勢(shì)能減小 了，減小的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，故速度增大。再讓學(xué)生回答衛(wèi)星由近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)能的轉(zhuǎn)化情況。 撐竿跳高：由于過(guò)程比較復(fù)雜，可由教師分析講解。為使問(wèn)題簡(jiǎn)化，分析時(shí)一律不考慮起跳前助跑的作用。徒手跳高的高度由起跳時(shí)向上的速度決定。即起跳時(shí)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為最高點(diǎn)的重力勢(shì)能。撐竿跳高時(shí)，人在起跳時(shí)使撐竿彎曲（形變），這時(shí)人具有動(dòng)能，撐竿具有彈性勢(shì)能。到最高點(diǎn)時(shí),撐竿恢復(fù)原狀。人的動(dòng)能和撐竿的彈性勢(shì)能都轉(zhuǎn)化為人的重力勢(shì)能。故撐竿跳高比徒手跳高的高度大。 跳板跳水：引導(dǎo)學(xué)生回答：起跳時(shí)為什么人要向下猛壓跳板？（答：使跳板形變，具有彈性勢(shì)能）人離開跳板時(shí)的動(dòng)能是哪里來(lái)的？（答：跳

5、板的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化來(lái)的）人起跳的高度由什么因素決定？（答：由起跳時(shí)的動(dòng)能，也就是由跳板形變最大時(shí)的彈性勢(shì)能決定）注意：不討論人在空中的翻轉(zhuǎn)。3 板書設(shè)計(jì)動(dòng)能和重力勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化。動(dòng)能和彈性勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化跳板跳水飜罷k金豔鸚罵量人在空中上升 動(dòng)能理重力勢(shì)能利用撐竿跳到最高點(diǎn)時(shí) 人的動(dòng)能和撐竿的彈性勢(shì)能叫跳板 的彈性勢(shì)能'起跳時(shí)，人把跳板向下壓彎 人的動(dòng)能 跳板的彈性勢(shì)能 跳板跳水跳簸跳水碗板靶入向上彈苞 睡板的第性勢(shì)能 人的為能 人在空中上升動(dòng)能重力勢(shì)能小結(jié)動(dòng)能越勢(shì)能4想想議議（1）演示皮球的下落和跳起（將皮球涂黑使它落在涂白的水平木板上，觀察木塊上的黑色圓斑），并提岀問(wèn)題，讓學(xué)生討論

6、回答：為什么木塊上是圓斑，而不是黑點(diǎn)？（答：因?yàn)槠で虬l(fā)生了形變）發(fā)生彈性形變的皮球具有的彈性勢(shì)能是哪里來(lái)的？（答：由動(dòng)能轉(zhuǎn)化來(lái)的）皮球反跳有向上的速度，即具有動(dòng)能，這個(gè)動(dòng)能是哪里來(lái)的：（答：彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化來(lái)的）最后提岀：皮球從一定高度落下，反跳到最高點(diǎn)，說(shuō)明這一過(guò)程能的轉(zhuǎn)化情況？（點(diǎn)名要學(xué)習(xí)好的學(xué)生回答）（2）演示皮球反跳高度一次比一次低，再演示滾擺高度也是一次比一次低最后都要停下來(lái)，問(wèn)：這是什么原因呢？（引導(dǎo)學(xué)生回答：物體運(yùn)動(dòng)要克服摩擦和空氣阻力做功，要消耗物體的機(jī)械能。最后機(jī)械能完全被用來(lái)克服摩擦和空氣阻力做功消耗掉了，所以物體最后要停下來(lái)）教師點(diǎn)明：消耗掉的 機(jī)械能并未消失，而是轉(zhuǎn)化為其他

7、形式的能了。這個(gè)問(wèn)題以后將學(xué)到。（3）物體能做功才具有能，舉高的物體處于靜止?fàn)顟B(tài)， 怎能做功？既然不能做功， 為什么說(shuō)它具有重力勢(shì)能？（引導(dǎo)學(xué)生回答：舉高的物體落下來(lái)具有動(dòng)能，動(dòng)能可以做功，但動(dòng)能是由重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化來(lái)的，故我們說(shuō)勢(shì)能可以做功，實(shí)際上是勢(shì)能可以轉(zhuǎn)化為動(dòng)能而做功）(4) 鋼球落在鋼板上，也會(huì)反跳起來(lái)，反跳時(shí)的動(dòng)能是怎樣轉(zhuǎn)變來(lái)的？教師指出：鋼球和鋼板相碰，也 要發(fā)生彈性形變，只是這個(gè)形變較難覺(jué)察。事實(shí)上，任何堅(jiān)硬的物體相碰時(shí)，都要發(fā)生形變。然后讓學(xué)生回答。5.布置作業(yè)(1) 說(shuō)明下列過(guò)程中機(jī)械能的轉(zhuǎn)化： 雪橇從山坡上滑下； 炮彈從炮口斜向上射岀，又落到遠(yuǎn)處地上； 玩具彈簧槍將“子彈”射岀去； 小孩坐在秋千上，在媽