第十五章功和机械能。
第一节动能和势能。
教学目标。1.知识与技能。
知道动能势能的概念.
在**实验中理解影响动能势能的因素.
●用能量的初步知识理解分析简单的实际问题.
2.过程与方法。
●通过观察认识动能势能的存在.
●通过归纳概括得到动能势能的概念.
●在讨论**实验中总结影响动能势能的因素.
3.情感态度与价值观。
●通过**实验和合作学习,培养学生严谨的科学态度、敢于探索创新的科学精神及交流合作的团队意讽。
教学重点与难点。
重点:动能和势能的概念;**影响动能的因素.
难点:势能的概念。
教学课时:1时。
教学过程:引入新课。
出示斜槽,并演示钢球从斜槽上滚下,在水平桌面上撞击木块,使木块移动了一段距离。让学生分析碰撞过程中,做没做功?
利用学生分析的结果“钢球对木块做了功”引入能量的概念:一个物体能够做功,我们就说它具有能量。可见物理学中,能量和功有着密切的联系,能量反映了物体做功的本领。
不同的物体做功的本领也不同。一个物体能够做的功越多,表示这个物体的能量越大。
新课教学。物体具有能量的形式是多种多样的,以后我们将逐步认识各种形式的能量。刚才的实验中钢球撞击木块能够做功,但若将钢球停靠在木块一侧(边讲边演示),这时的钢球并不能推动木块做功。
只有运动的钢球才能推动木块做功。
1)动能:物体由于运动而能够做功,它们具有的能量叫做动能。
引导学生广泛地列举事例,说明运动的空气、水和各种物体都能够做功,而具有动能。概括出“一切运动的物体都具有动能。”
列举事例说明:运动的物体具有的动能多少不尽相同。如狂风能吹倒大树,而微风只能使树枝摇动。进而通过演示实验,概括出决定物体动能大小的因素。
演示课本图1-1实验,实验可分三步:
将同一个钢球,从斜面不同高度滚下,让学生观察钢球将木块推动的距离。木块被推动的距离不同,说明钢球对木块做的功不同。木块被推动得越远,表明钢球的动能越大。
实验说明:从不同高度滚下的钢球,具有不同的动能。
上面的实验表明钢球从较高处滚下时具有的动能大。那么钢球从不同的高度滚下时有什么不同呢?我们可通过观察实验来得到结论。
将质量相同的两个钢球,同时从斜槽的最高点和接近斜槽底部的位置释放。从最高点滚下的钢球能在水平槽上追上从接近底部滚下的钢球。实验表明从高处滚下的钢球速度大。
从而得到结论:物体的动能与速度有关,速度越大,物体的动能越大。
换用不同质量的钢球,从同一高度让其滚下,让学生观察钢球推动木块的距离。从而得出结论:运动物体的质量越大,动能就越大。
演示实验之后,总结实验结果:运动物体的速度越大,质量越大,动能就越大。
2)势能:物体由于运动的原因而具有动能,物体还可能由于其他的原因而具有能量。例如,同学们都玩过用橡皮筋弹射纸弹的游戏,拉长的橡皮筋能给纸弹一个力,并推动纸弹移动一段距离,从而对纸弹做了功。
同样拉弯的弓,压缩的弹簧也能够做功,它们都具有能量,这种能量叫做弹性势能,它是由于物体发生弹性形变而具有的能量。
解释弹性形变:物体受到外力作用而发生的形状变化,叫做形变。如果外力撤消,物体能够恢复原状,这种形变叫做弹性形变。
列举事例说明物体的弹性形变。如:拉长的弹簧,压扁的皮球,弯曲的钢锯条,上紧的钟表发条等。
利用课本图1-4的实验,阐明物体的弹性形变越大,它具有的弹性势能就越大。为节省课堂时间,课前将两个性质相同弹簧,按照课本图1-4压缩到不同的长度。先后将拉紧弹簧的绳烧断,两次砝码被弹起的高度不同。
弹簧压得越紧,放松时它做的功越多,表示它的弹性势能越大。
被举高的重物,也能够做功。例如:举高的铅球,落地时能将地面砸个坑;举高的夯落下时能把木桩打入地里。举高的物体具有的能量叫重力势能。
列举事例说明:物体的质量越大,举得越高,它具有的重力势能越大。如:举起同样高度的铅球和乒乓球,铅球落下时做的功多,具有的重力势能大。铅球举得越高,具有的重力势能就越大。
引导学生讨论树上结的苹果是否具有重力势能?通过讨论使学生理解“一个物体能够做功”的含义。能够做功只是说物体具有了做功的“本领”,但不一定做了功。
树上结的苹果虽然没有做功,但只要它从树上掉下来就能做功,所以我们说它具有重力势能。
3)机械能:让学生分析静止在桌面上的钢球是否具有能量?(具有重力势能)继而让学生分析在桌面上滚动的钢球具有什么能?通过分析得知滚动的钢球既有动能,又有势能。
动能和势能统称为机械能。一个物体既有动能,又有势能,那么动能和势能的和就是它的总机械能。
4)能量的单位:从前面的讨论,我们可以认识到能量是跟做功有密切联系的概念,能量反映了物体具有做功的本领,能量的大小可以用能够做功的多少来衡量。因此,动能、势能和机械能的单位跟功的单位相同,也是焦耳。
第二节机械能及其转化。
教学目标。1.知识与能力。
●知道机械能包括动能和势能.
●能用实例说明动能和势能之间可以相互转化,能解释有关动能、重力势能、弹性势能之间相互转化的简单现象.
●初步了解机械能守恒的含义.
2.过程与方法。
●通过观察和实验,认识动能和势能之间的相互转化的过程.
●动手设计实验,勇于探索自然现象和身边的物理道理.
3.情感态度与价值观。
●关心机械能与人们生活的联系,有将机械能应用于生活的意识.
●乐于参加观察、实验、制作等科学实践.
教学重点与难点。
能量守恒的理解和动能和势能的转化.
教学课时:1时。
教学过程:引入新课。
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?为什么?
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)
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运动方向不同,分析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,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。
演示课本图1—7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,依据课本图1—7,甲→乙图和乙→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、瀑布流水等这些事例也可以让学生列举,说明动能和势能的相互转化。
有些事例比较复杂,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?(板画足球轨迹,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,也发生动能和重力势能的相互转化。人造地球卫星大家并不陌生,然而围绕人造卫星,同学们还有许多的谜没有揭开。例如:
人造卫星为什么能绕地球运转而不落下来?在人造卫星内失重是怎么回事?等等,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2384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,重力势能最小。
卫星由近地点向远地点运行时动能减小,重力势能增大,动能向重力势能转化。直到远地点时,动能最小,重力势能最大。卫星由远地点向近地点运行时,重力势能向动能转化。
在卫星运行过程中,不断地有动能和势能的相互转化。
小结:板书设计:
第二节机械能及其转化。
一、机械能:动能和势能之和。
二、机械能的转化。
动能——势能。
势能——动能。
第四节机械效率。
教学目标。1.知识与技能。
●知道有用功、额外功、总功的含义,指出它们之间的关系.
●能结合实例认识什么是有用功、额外功、总功.理解机械效率的概念,知道机械效率小于1及没有单位的原因.
●会利用公式7)=w有/w总进行有关计算.
2.过程与方法。
●经历测量斜面的机械效率的过程.通过参与**斜面的机械效率的活动,学习拟定简单的科学**计划和实验方案.
3.情感、态度与价值观目标。
●关注生产、生活中各种机械的机械效率,具有用机械效率来评价机械的意识.通过**活动,进行充分的交流与合作,培养学生严谨求实的科学态度和团结协作的科学精神.
教学重点与难点。
重点:能结合实例认识什么是有用功、额外功和总功;理解机械效率的概念,会利用公式7)=w有/w总进行有关计算.
人教版九年级物理教案全集 全册
第十五章功和机械能。第一节动能和势能。教学目标。1 知识与技能。知道动能势能的概念 在 实验中理解影响动能势能的因素 用能量的初步知识理解分析简单的实际问题 2 过程与方法。通过观察认识动能势能的存在 通过归纳概括得到动能势能的概念 在讨论 实验中总结影响动能势能的因素 3 情感态度与价值观。通过 ...
新课标人教版九年级物理教案 全册
第三章物态变化 第二节汽化与液化教案。沙妮亚。教学目标 知识与技能。1 观察沸腾现象和水沸腾时的温度情况。2 知道沸腾现象的特点。3 理解液体有一定的沸点。4 知道蒸发和沸腾的异同。过程与方法 培养动手能力,观察能力,实验能力和归纳 概括能力。情感态度与价值观 1 养成学生探索热现象知识的兴趣。2 ...
新课标人教版九年级物理教案 全册
第十一章多彩的物质世界。本章学习物质的性质和结构。从广阔的宇宙到地球上的高山 大海再到微观的原子和分子,都是本章研究对象。学习本章知识以后,你会知道 宇宙是由什么组成的,物质的三种常见形态 固态 液态 气态,物质的基本性质 质量和密度,质量的测量工具 天平等。同时学会 物质的密度与质量和体积的关系,...