資源簡介

《§12.1動能 勢能 機械能》研學案 （2-2）
學校： 設計教師： 設計時間
【教學目標】
1.進一步理解能量，知道動能和勢能統稱為機械能；通過觀察和實驗，認識并理解動能和勢能的轉化過程；能解釋一些有關動能、重力勢能、彈性勢能之間相互轉化的簡單的物理現象；
2.在探究活動中培養學生認真觀察、勤于思考、歸納總結等良好學習習慣．
3.通過“生活.物理.社會”認識大海中的海浪能、海流能、潮汐能等機械能，引導學生形成熱愛自然，敬畏自然之心，培養良好的科學品質.
【重點難點】
1. 重點：動能和勢能的相互轉化
2. 難點：動能和勢能相互轉化的過程分析及轉化中機械能守恒的條件
【教法學法】
以問題情境、實驗探究、交流評價、實踐應用為主線的探究式教學.
【教學器材】
魔術圓筒、單擺、滾擺、多媒體課件等.
【教學過程】
一、新課導入
演示：“圓筒魔術”——會自動滾上斜坡的圓筒（如圖1）．
提出問題:
(
圖1
)1. 靜止在斜面上的圓筒具有什么能？
2. 當它沿斜面滾下時，什么能在增大？這個增大的能量從何而來？
3. 圓筒為什么能自動滾上斜坡呢？你覺得這個圓筒中可能有什么奧秘呢？（揭秘，打開圓筒）
剛才的圓筒魔術中涉及到哪些能量呢？它們又是如何轉化的呢？
二、新課教學
1. 機械能
（1）定義：在物理學中，我們把動能和勢能統稱為 ．
（2）理解：機械能=動能+勢能；一個物體可能同時具有動能和勢能．
(
圖2
) 2. 動能和勢能的相互轉化
（1）演示：單擺（如圖2所示）
（2）分析：觀察與思考：討論完成教材P36頁填空：
（3） 思考：我們觀察到實際擺球在左右擺動過程中幅度越來越小，可能的原因是什么？
補充：由于要克服摩擦阻力做功，所以動能和勢能轉化過程中，機械能總量不守恒．
（4）演示：滾擺（如圖3所示），請學生分析其動能和勢能的轉化情況；
(
圖3
) （5）思考并說明教材P36中4張圖有關動能和勢能的轉化情況；
a-過山車； b-皮球落地彈起；
c-蕩秋千的人；d-撐桿跳高的運動員
以圖b-皮球落地彈起為例：
分析：皮球從高空自由落下時，是 能轉化為 能；接觸地面后到彈起前，是 能轉化為 能；反彈時到離開地面之前，是 能轉化為 能；離開地面后向上運動，是 能轉化為 能．
3. 生活物理社會——大海中的機械能
閱讀理解：大海中蘊藏的機械能
三、新知應用
1. 學以致用，解釋“圓筒魔術”中圓筒下坡時的機械能轉化．
2. 請判斷下列物體具有的機械能的形式：
①懸掛著靜止的電燈，具有 ；
②操場上滾動的足球，具有 ；
③被壓彎的鋼尺，具有 ；
④空中飛行的小鳥，具有 ；
3. 一架農用飛機正在進行空中播種，飛機的高度、速度均保持不變．在播種過程中，飛機的動能 ，重力勢能 ；種子從空中落下時， 能轉化為 能．
4．動能和勢能統稱為 ，空中飛行的球重力勢能為5J，動能為4J，此時球具有的機械是 J．
5．運動員射箭時用力將弓拉開，在放開箭的瞬間，弓的 能轉化箭的 能，箭在空中向上飛行的過程中，箭的 能增大．
6．下面的現象中屬于動能轉化為重力勢能的是 （ ）
A．小剛用彈弓上形變的橡皮條將“子彈”彈射出去
B．小明腳踩滑板從高處滑下
C．上海“明珠線”上的輕軌車無動力滑上站臺
D．子彈水平穿過雞蛋的瞬間
《§12.1動能 勢能 機械能》研學案 （2-2） 班級： 姓名：
(
圖1
)1. 如圖1所示，北京世園會上,車廂離地30cm高的電動無人掃地車在平直路面上勻速前進并將地面上的落葉吸入車廂內.此過程中,掃地車車廂的 （ ）
A. 動能不變,重力勢能不變
B. 動能不變,重力勢能變大
C. 動能變大,重力勢能不變
D. 動能變大,重力勢能變大
2．乒乓球由高處靜止下落，未接觸地面前的過程中，它的機械能轉化情況是 （　　）
A.　彈性勢能轉化為動能　　　　　 B.　重力勢能轉化為動能
C.　動能轉化為重力勢能　　　　　 D.　重力勢能轉化為彈性勢能
3．下列現象中，物體動能轉化為勢能的是　　　　　　　　　 　（　　）
A.秋千由最高處向最低處蕩去　　　　B.張開的弓把箭水平射出去
C.騎自行車勻速上坡　　　　　　　　D.騰空上升的禮花彈
4. 下列事例中，由彈性勢能轉化為動能的是 （　　）
A.風吹動風車轉動 B.用力拉開彈簧
C.擰緊的發條帶動鐘表指針轉動 D.秋千從高處向低處擺動
5．下面哪種情況動能、重力勢能都是增加的　　　　　　　　　（　　）
A．跳傘員張開傘后，勻速下降 B．汽車沿斜坡勻速向下行駛
C．電梯從樓下加速上升 D．列車在平直軌道上勻速行駛
6．汽車沿斜坡勻速上坡的過程中，它具有的 　　　　　 　（　　）
A．重力勢能增加，動能增加 B．動能不變，重力勢能增加
C．動能不變，機械能減少 D．重力勢能增加，動能減少
7．如圖2所示，軌道ABC光滑，彈簧固定在水平軌道末端，小球從A處由靜止滾下，撞擊彈簧后又將沿水平軌道返回，接著滾上斜面．在整個過程中，機械能轉化的情況是（ ）
(
圖2
) A. 重力勢能→動能→重力勢能 B. 動能→彈性勢能→動能
C. 動能→勢能→動能→勢能→動能
D. 重力勢能→動能→彈性勢能→動能→重力勢能
8．汶川地震后，我空降兵勇士不畏犧牲，勇敢地從4999m的高空跳傘執行偵察營救任務，跳傘勇士在空中勻速下落的過程中，他的 （ ）
A．重力勢能增大，機械能增大 B．重力勢能減小，機械能增大
C．重力勢能減小，機械能不變 D．重力勢能減小，機械能減小
9．跳水運動是奧運會的正式比賽項目，我國運動員在該項目上一直處于國際領先地位．比賽中，跳水運動員從騰空跳起向上運動后再向下落入水中，若不計空氣阻力，在整個空中運動的過程中，運動員的 （ ）
A．動能先減小后增大，重力勢能先增大后減小，機械能不變
B．動能先增大后減小，重力勢能先減小后增大，機械能不變
C．動能先減小后增大，重力勢能先增大后減小，機械能增大
D．動能先增大后減小，重力勢能先減小后增大，機械能減小
10． 2016年8月16日，我國用長征二號丁運載火箭成功將世界首顆量子科學實驗衛星（簡稱“量子衛星”）“墨子號”發射升空，火箭在加速上升的過程中（　 ）
A．動能不變，重力勢能增加，機械能增加 B．動能增加，重力勢能不變，機械能增加
C．動能增加，重力勢能增加，機械能增加 D．動能不變，重力勢能不變，機械能不變
11．旅游景區的索道纜車載著游客勻速上山，它具有的 （　 ）
A．動能增加，重力勢能增加 B．動能不變，機械能減少
C．動能減少，重力勢能增加 D．動能不變，機械能增加
12．如圖3所示，人造衛星沿橢圓形軌道繞地球運行，下列說法正確的是（ 　）
(
圖3
) A．衛星在近地點時，動能最大，機械能最大
B．衛星在遠地點時，勢能最大，機械能最大
C．衛星從近地點向遠地點運行時，動能逐漸減小，
勢能逐漸增大，機械能不變
D．衛星從遠地點向近地點運行時，動能逐漸減小，
勢能逐漸增大，機械能不變
13. 質量相等的木球和鐵球，分別以相同的速度在同一高度上豎直向下和豎直向上拋出，若不計空氣阻力，則到達同一水平地面時 ( )
A.木球的動能大于鐵球的動能 B.木球的動能小于鐵球的動能
C.木球的動能等于鐵球的動能 D.無法確定
14.下列物體：A屋頂上的電燈；B被拉開的彈簧；C空中飛行的小鳥；D在溜冰場滑行的運動員；E從斜坡上滾下的石頭；F在平直公路上行駛的汽車．其中只具有動能的是： ，只具有勢能的是： ，既有動能又具有勢能的： （填寫序號）
15. 地震過后往往會伴有泥石流等災害，泥石流之所以會造成巨大的危害，是因為石塊、泥土被雨水從高處沖下來時將 能轉化為巨大的 能.災害發生后，救災飛機迅速到達災區上空，當它在一定高度勻速飛行并投下救災物資后，飛機的機械能將 （填“變大”“變小”或“不變”）.
16.如圖4是皮球落地后彈跳過程中，每隔相等時間曝光一次所拍攝的照片.A、B是同一高度的兩點，則A點的重力勢能 (填“大于”“小于”或“等于”)B點的重力勢能，A點的動能 (填“大于”“小于”或“等于”)B點的動能，此過程中皮球的機械能總量 (填“增大”“減小”或“不變”).
(
圖4
圖5
)
(
圖6
) 17. 如圖5為撐竿跳的過程示意圖，在這項運動中，根據能量以及能量轉化的物理知識可知:運動員助跑是為了在起跳前獲得較大的 .從開始起跳到撐竿(不考慮撐竿的質量)達到最大彈性形變的過程中，運動員減小的動能 (填“大于”“等于”或“小于”)撐竿增加的彈性勢能.
18. 小紅猜想動能的大小可能與物體的質量和運動速度有關，于是她設計了如圖6甲、乙所示的實驗來探究動能的大小與哪些因素有關.
(1)物理研究方法很多，如等效替代法、類比法、對比法、控制變量法等.本實驗中運用了兩種研究方法:一是 法；二是轉換法，就是用 來表示小球動能的大小.
(2)選用圖甲探究的是動能與 的關系，理由是兩球 相等，得出的結論是 .
(3)選用圖乙探究的是動能與 的關系，讓不同質量的兩小球從同一高度滾下的目的是使兩球到達水平面時具有相同的 ，得出的結論是 .
參考答案
三、新知應用
1. 圓筒下坡時重力勢能轉化為動能，動能轉化為彈性勢能；
2. ①重力勢能②動能③彈性勢能④動能和重力勢能
3. 減小；減小；重力勢；動
4. 機械能；9J
5. 彈性勢；動；重力勢
6. C
四、課后作業
1. D
2. B
3. D
4. C
5. C
6. B
7. D
8. D
9. A
10. C
11. D
12. C
13. C
14. DF；AB；CE
15. 重力勢；動；變小
16. 等于； 大于； 減小
17. 動能(或速度) ；大于
18. (1)控制變量；木塊移動的距離
(2)速度；質量； 物體的質量一定時，速度越大，動能越大
(3)質量；速度； 物體的速度一度時，質量越大，動能越大

展開更多......

收起↑