資源簡介

(共27張PPT)
第十一章 功和機械能
第4節 機械能及其轉化
教學分析
課前準備
學習目標
1.了解動能和勢能的相互轉化。
2.舉例說明機械能和其他形式能量的相互轉化。
3.初步了解機械能守恒的含義。
課前準備
教學分析
學習重點 ：知道機械能的概念，了解動能和勢能的相互轉化。
學習難點 ：解釋有關動能和勢能相互轉化的簡單物理現象。
學習方法 ：學生自主實驗，解決教師的提問，分析歸納得出結論。
相關準備：多媒體課件 、滾擺、小球、斜面、彈簧、皮球、查閱過山車的資料、觀看相關的視頻。
教學內容
01
情境引入
02
互動新授
03
鞏固拓展
04
課堂小結
點我喔
情境引入
想一想
你坐過過山車嗎 在游樂場游玩，當你乘坐以 100km/h的速度狂奔著翻山越嶺的過山車時，那驚心動魄的刺激和新奇的體驗， 一定會讓你尖叫不斷!
不過，你注意過嗎 過山車在高低起伏的“山路”上縱橫馳騁時，并不需要引擎來推動。在驚心動魄的尖叫后，你是否思考過這是怎么回事呢
互動新授
知識點一 機械能
想一想
什么叫動能、重力勢能、彈性勢能 它們的大小各由什么因素決定
互動新授
說明：
動能和勢能(重力勢能和彈性勢能)統稱為機械能。它是以機械運動來做功的方式顯示其存在的一種能量，是最常見的一種形式的能量。
互動新授
問題一：一個物體可以既有動能，又有勢能。右圖中水庫大壩中呼嘯而出的水，具有哪些能量呢
動能和重力勢能
問題二：由大壩上游流到壩底的水，與從壩上流下前， 它的重力勢能有沒有變化 它的動能發生變化了嗎
由于高度及流速的變化，重力勢能變小了，動能變大了。
在自然界中，像這樣動能和勢能變化的事例很多，下面就讓我們利用桌上的滾擺來研究這一問題吧!
想一想
互動新授
知識點二 機械能及其轉化
動能與重力勢能之間的轉化
認識裝置
互動新授
進行實驗
觀察滾擺的運動過程。
實驗現象：
捻動滾擺的軸，使滾擺上升到頂點時，當滾擺被松開，開始旋轉下降；當懸線完全松開，滾擺不再下降時，滾擺又開始纏繞 懸線使滾擺上升，不斷旋轉下去。
互動新授
想一想
滾擺在頂點時具有什么能 當滾擺向下運動時動能和重力勢能分別是怎樣變化的 減小的重力勢能哪里去了 增加的動能又來源于哪里 反之，滾擺向上運動時呢
總結：通過觀察可以發現，滾擺在下落的過程中， 高度減小，速度增大，重力勢能轉化為動能；滾擺在上升過程中，高度增大，速度減 小，動能轉化為重力勢能.
說明：動能和重力勢能是可以相互轉化的。
互動新授
最低點
最高點
初始態
具有重力勢能
重力勢能減小，動能增大
動能最大，重力勢能最小
動能減小，重力勢能增大
重力勢能最大
理解轉化過程
互動新授
動能與彈性勢能之間的轉化
認識裝置
互動新授
進行實驗
觀察小球的運動過程和彈簧的形變情況。
實驗現象：小球從斜面上滾下來，如圖1和圖2，高度變小，重力勢能減小，速度變快，動能增大，所以此過程是重力勢能轉化為動能；在小球與彈簧碰撞后，如圖2和圖3，小球速度減小，動能變小，但此時彈簧受到小球的擠壓作用，發生彈性形變，因而彈性勢能變大，所以這個過程是動能轉化為彈性勢能。
總結：動能和彈性勢能是可以相互轉化的。
互動新授
皮球從手中下落再彈跳起來
想一想
皮球從手中下落再彈跳起來，其中的能量是如何轉化的？
說明：皮球從手中下落時重力勢能最大，下落過程中重力勢能減小，動能增大，剛接觸地面時動能減小，彈性勢能增大；被彈起時彈性勢能最大，彈性勢能轉化為動能，皮球彈起，在上升過程中，動能減小，轉化成重力勢能。
互動新授
皮球被地面彈起后不能再回到原來的高度，這是什么原因呢
說明：皮球被地面彈起后不能再回到原來的高度，是因為皮球所具有的機械能在轉化過程中有一部分克服空氣阻力做功，要消耗一部分機械能，使得皮球反彈后的重力勢能小于開始時的重力勢能，所以反彈后的高度小于開始時的高度。
總結：在能的轉化過程中，如果有能的消耗，機械能就不會守恒。
想一想
互動新授
知識點三 水能和風能的利用
水能的利用
在地球上，海水朝夕漲落，江河日夜奔騰。海水漲落和江河的奔騰都具有大量的動能。
早在一千九百多年前，我們的祖先就制造了木制的水輪，利用流水沖擊水輪轉動帶動水磨來碾谷子、磨面。流水的動能通過帶動水輪轉動轉化為水輪的動能。
互動新授
分析教材P98 圖11.4-4水電站剖面圖。
在河流上流選擇合適的地方修筑攔河壩，提高上游水位，水位越高、水量越大，水具有的重力勢能也就越大 。當水流下時轉化成的動能也就越大 。水通過進水閘門和導管流下來帶動水輪機工作，從而帶動發電機發電。
思考：由上面的分析，我們思考一下，水電站的水輪安裝在什么位置最恰當
由于物體的動能大小取決于物體的質量和運動速度，所以水輪安裝在水流量大、流速大的地方最恰當。
試一試
互動新授
風能的利用
地球上除了水能可以利用外，風能也能利用。我國早在兩千多年前就開始利用風來驅動帆船航行。至少在一千七百年前就已經能利用風來推動風車做功。
風力吹動風帆航行
風力發電
互動新授
風力發電機的工作原理：
風車安裝在高鐵架上端的水平軸 上，軸可以隨風轉動，它的尾翼能使風車迎著風吹來的方向。風車轉動，可帶動發電 機或其他機器工作。
互動新授
請同學們分析一下，水力發電與風力發電有何優點和缺點
優點：利用比較簡單，成本低廉，不會造成污染。
缺點：水力發電受自然條件影響大，一次性投資大，事故后果嚴重，對環境、生態影響較大；風力發電風能不穩定，也不便于儲存。
想一想
既然大家已經知道了不同形式的機械能之間是可以相互轉化的， 下面就請分析一下課前提到的“過山車”吧!
總結：
在一定的條件下，不同形式的機械能之間是可以相互轉化的，當只有動能和勢能之間的相互轉化 時，機械能的總量不變。過山車就是利用重力勢能和動能之間的相互轉化，才得以 在“山路”上爬上爬下、暢通前行的。
鞏固拓展
試一試
當你乘上過山車時，借著機械的作用，過山車被帶到很高的位置。相對于地面而言，過山車被舉得很高，其質量又大，因此過山車具有了很大的重力勢能。達到最高點后，過山車便開始下滑。在此過程中，過山車的高度降低，重力勢能減小，轉化為動能，所以過山車的速度逐漸增加，跑得越來越快，到達山谷的最低處時，重力勢能達到最小，動能達到最大，速度達到最快；然后轉而爬坡(上升)，此過程中過山車的位置越來越高，重力勢能逐漸增大，速度減慢，動能減小，動能又開始轉化為重力勢能。當過山車沖上第二個山頭，增大的重力勢能又開始轉化為動能 ……
鞏固拓展
鞏固拓展
思考1：如同“皮球被地面彈起后不能再回到原來的高度”這個問題一 樣，過山車存不存在這樣的問題呢
說明：過山車在飛馳的過程中，要克服機件之間的摩擦做功， 有一部分機械能被消耗了，所以過山車的機械能也會越來越小。
思考2：怎么解決這個問題呢
說明：基于此，過山車軌道的第一個“山”是最高的，之后的“山”依次變矮。只有這樣的設計，才能保證過山車載著我們在“山峰”和 “深谷”間飛速旋轉、呼嘯前行。
鞏固拓展
閱讀教材 P99 “科學世界”,了解抽水蓄能電站工作過程中的能量轉化。
自主閱讀
課堂小結
3. 只有動能和勢能相互轉化，則機械能的總和不變，即機械能是守恒的。
注意：在動能和勢能相互轉化的過程中，如果沒有機械能與其他形式的能之間的轉化，即沒有空氣阻力和摩擦等原因造成的機械能的損失，機械能的總量是保持不變的。
學習了機械能以及機械能之間的轉化關系。
①機械能：在物理學中，把動能、重力勢能和彈性勢能統稱為機械能。
②一定條件下，動能和勢能之間可以相互轉化。
2.通過實驗探究我們知道動能與重力勢能之間可以相互轉化、動能與彈性勢能之間也可以相互轉化。
下節課，再見！

展開更多......

收起↑