動能 勢能 機械能第三課時

第三課時復(fù)習提問影響動能、勢能大小的因素是什么？學生回答：影響動能大小的因素是質(zhì)量和速度；影響重力勢能大小的因素是質(zhì)量和高度；影響彈性勢能大小的因素有彈性形變。引入新課在物理學中，我們將動能和勢能統(tǒng)稱為機械能。一個物體可以同時具有動能和勢能。創(chuàng)設(shè)情境滾擺的升降（演示實驗）提出問題滾擺上升時具有什么能量？能減少？能增加？滾擺下降時具有什么能量？能減少？能增加？實驗表明了能和能可以互相。新課教學探究活動觀察擺球的動能和勢能的轉(zhuǎn)化實驗?zāi)康难芯课矬w的動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化實驗方法將帶細線的小球固定在鐵架臺上，用手抓住小球，使小球偏離原來靜止位置后自由釋放，使小球來回擺動。（如圖12-所示）實驗結(jié)果（1）當小球由A點向下擺動時，小球的速度越來越快，動能越來越，重力勢能越來越；當小球到達最低點O，時，小球的動能最，重力勢能最，在此過程中，小球的重力勢能逐漸轉(zhuǎn)變成能；（2）當小球由O，點向B點運動時，小球的速度越來越，動能逐漸轉(zhuǎn)變成能；當小球到達最高點B點時，小球的動能為，重力勢能最。實驗表明：物體的動能和勢能之間可以互相轉(zhuǎn)化。實例分析（播放錄象或圖片）游樂場的過山車撐桿跳高中的運動員皮球落地后的反彈演示實驗翻跟頭魔丸實驗器材：支架1個，有機玻璃槽1個，兩頭圓形的塑料圓柱體（魔丸）1個，鉛球1個實驗設(shè)計：（由學生自主設(shè)計或教師引導）將魔丸平放在有機玻璃槽的一端，抬起這頭，觀察魔丸怎樣運動至另一端。反復(fù)多次?，F(xiàn)象：魔丸翻滾著運動到另一端。將有機玻璃槽的中間架在支架上，用手控制兩端的高低，觀察魔丸的運動。現(xiàn)象：魔丸翻滾著在玻璃槽內(nèi)來回運動。探究問題：魔丸為什么會像翻跟頭似的運動而不是直接滑動下去？答：因為魔丸內(nèi)部的鋼珠使魔丸的重心前后移動，魔丸圍繞著重心轉(zhuǎn)動，所以魔丸像翻跟頭似的運動。猜想一下魔丸內(nèi)部的結(jié)構(gòu)會是怎樣的？答：魔丸內(nèi)部有一顆鋼珠，直徑差不多是魔丸長度的一半。試分析魔丸運動時重心的變化以及能量的轉(zhuǎn)換情況。答：當魔丸翻滾時重心不斷地向魔丸前端移動。鋼珠的重力勢能不斷地轉(zhuǎn)化為魔丸翻滾的動能。如果有機玻璃槽的內(nèi)壁很光滑，魔丸的運動會是怎樣？如果是很粗糙，又會是怎樣？答：有機玻璃管內(nèi)壁越粗糙，作用在魔丸上的摩擦力就越大，這樣有助于魔丸翻滾。注意事項：不要將有機玻璃槽傾斜的過大（接近豎直），以免圓柱體內(nèi)的鉛球砸壞玻璃槽的兩端生活物理社會大海中蘊含的機械能潮汐能海浪能海流能學到了什么一個物體可以同時具有動能和勢能，動能和勢能統(tǒng)稱為機械能動能、重力勢能、彈性勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化板書設(shè)計（第三課時）動能和勢能統(tǒng)稱為機械能。動能可以轉(zhuǎn)化為勢能，勢能也可以轉(zhuǎn)化為動能（三）動能、重力勢能、彈性勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化（四）機械能的有效利用資源庫鋼球爬坡實驗?zāi)康模禾骄繖C械能之間的轉(zhuǎn)化實驗器材：V形軌道1個，不銹鋼球2個猜想假設(shè)：物體受到重力的作用會沿著重心下降的方向運動，但大多是豎直下落或者沿著斜面向下滑動或滾動。我們能否利用物體自身重心的改變使物體沿著斜面向上運動？試自行設(shè)計一套實驗裝置來驗證你的猜想。實驗設(shè)計：軌道上端可以改變開口的距離。先將兩條軌道平行放置，鋼球只能停在軌道下端。將軌道上端的開口逐漸增大，觀察鋼球的運動情況?，F(xiàn)象：當軌道張到一定距離時鋼球開始向上滾動。換用另一個鋼球重復(fù)上述步驟。現(xiàn)象：鋼球同樣會向上滾動，但軌道所張的距離不一樣。探究問題：鋼球向上滾動的能量從何而來？答：鋼球“向上”滾動的能量來自自身的重力勢能。鋼球是否真的往上爬？什么時候是真的往上爬？答：鋼球?qū)嶋H上是沿著自身重心下降的方向運動，只是軌道的斜率給觀察者以向上運動的錯覺。但當鋼球具有一定速度時，這個動能可以提供鋼球繼續(xù)向上運動的能量，此時鋼球才是真正的向上運動，也就是動能轉(zhuǎn)化為重力勢能的過程。鋼球向上滾動的現(xiàn)象是否違反了能量守恒定律？實際上它的重心是升高了還是降低了？答：鋼球向上滾動的現(xiàn)象并沒有違反能量守恒定律，這只是重力勢能與動能相互轉(zhuǎn)化的過程。鋼球的重心在勢能向動能轉(zhuǎn)化的過程中降低，在動能轉(zhuǎn)化為勢能時又升高。大小兩個鋼球哪個更容易往上爬？鋼球的大小對實驗結(jié)果有什么影響？答：鋼球的直徑越小越容易往上爬。因為當軌道張開相同的角度時直徑小的鋼球重心下降的高度大，也就是重力勢能改變量大。通過實驗?zāi)阌X得怎樣可以使鋼球爬得最高最快？答：開口的大小要有張有合，使鋼球的重力勢能與動能不斷的相互轉(zhuǎn)化，否則鋼球會因軌道開口過大而掉出軌道。推薦習題1、一表面涂有黑色顏料的皮球從某一高度自由下落，落地后又彈起的過程，以下說法正確的是（）皮球彈起到最高處時，動能為零皮球著地時，彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能皮球會在地面留下黑色圓斑，若下落高度較小，則圓斑較大下落跳起的整個過程機械能不變2、如圖12-5所示的三幅圖，共同反映哪些物理知識？（至少寫出兩點） （a）蘋果下落 （b）拋石落地 （c）水流低處圖12-53、過山車是一項富有刺激性的娛樂工具。那種風馳電掣、有驚無險的快感令不少人著迷。在開始旅行時，過山車的小列車是靠一個機械裝置的推力推上最高點的，但在第一次下行后，就再也沒有任何裝置為它提供動力了，它卻能帶著人們爬過一個又一個的“小山丘”，而且它設(shè)計成隨后的小山丘比開始時的小山丘要低。請你就該短文提出兩個與物理有關(guān)的問題，并簡要解釋。習題答案1、A2、(1)地球上的一切物體都受到重力的作用(或重力的方向豎直向下)(2)重力勢能和動能之間相互轉(zhuǎn)化3