课题:机械能
课时:1课时
课型:新授课
教学目标:
知识与技能:
1、能用实例说明什么是动能、重力势能和弹性势能。
2、知道机械能包括动能和势能。
过程与方法:
通过观察,认识动能和势能。
情感态度与价值观:
训练学生用能量观点观察和分析物理问题,促使学生树立辩证唯物主义观点。
教学重、难点:本节的重点与难点是从功的角度认识动能和势能。
教学用具:橡皮筋、纸弹、弹簧、小钢球
教学方法:观察法、实验法
教学过程:
一、导入新课
引入能量:我们在日常生活中经常提到能量,也简称为能,如热能、电能、能源开发等等。“能量”是物理学中的一个重要概念,能量的概念跟功的概念有密切的联系。
我们说一个物体能够做功,这个物体就具有能量。并且,物体能够做的功越大,这个物体具有的能量就越大。能量的单位和功是一样的,也是焦耳。
自然界中,能量的形式有很多,今天我们学习最常见能量的形式——动能和势能。
二、进行新课
(一)动能
1、动能的概念
列举日常生活中常见的具有动能的物体。
例如:失控的汽车常常容易撞倒路旁的柱子、广告牌;呼啸的海浪有时会冲坏海堤,推倒房子;弹出去的玻璃球能把静止的球弹得远远的,
跑动的人能撞倒别人……
这些现象说明了失控的汽车、呼啸的海浪、弹出去的玻璃球、跑动的人能够对其他物体做功,可见它们都有能量。
教师提问:是什么原因使它们都能够做功?它们有什么共同特点?
学生回答:它们都在运动。
它们的能量是因为它们运动才具有的,我们把物体由于运动而具有的能量叫做动能。
教师提问:举例说明哪些物体具有动能。
学生举例。
2、决定动能大小的因素
提问:物体能够做的功越多,表示这个物体具有的能量越大。那么物体的动能大小与哪些因素有关呢?
汽车速度越快出事故就越严重,对别的物体做的功越多,这说明物体动能的大小和它的速度有关。相同质量的物体,速度越大动能越大;一辆汽车以同一速度运动,重载时比空载时出事故会更严重,这说明物体的动能还和质量有关。具有相同速度的物体,质量越大动能越大。
总之,物体的质量越大,速度越大,动能就越大。
(二)势能
1、重力势能
①重力势能的概念
物体由于运动而具有动能,物体还可能由于其他的原因而具有能量。
提问:举高的物体具有能量吗?也就是说具有做功的能力吗?
例如:举高的铅球,能够在落地时将地面砸个坑;举高的铁锤,能够在落下时把木桩打入地里;高处的流水能够冲击水轮碾米,磨面。它们都具有做功的能力,也就是说它们都有能量。
分析一下它们的共同特点:它们的位置,都是相对于另一物体位置较高的方向。我们把物体由于位置较高而具有的能量叫做重力势能。
让学生列举物体具有重力势能的例子。
试问:树上的苹果有重力势能吗?
反问:苹果没有做功啊,为什么有能量呢?
说明:注意“能够”二字,我们说一个物体能够做功,这个物体就具有能量,不是说物体做了功才有能量。即物体具有做功的本领就有能量,不一定显露出来。树上的苹果虽然没有做功,但“能够”落到地面把地上砸一个坑,就具有重力势能。
②决定重力势能大小的因素
重力势能的大小和什么因素有关?
举例:举起同样高度的铅球和乒乓球,铅球能够在落下时做的功多(可看地上砸的坑)具有的重力势能大。可见:物体的质量越大,具有的重力势能就越大。
同一个铅球举的高度越高,能够做的功也越大,具有的重力势能就越大。可见:物体的位置越高,具有的重力势能就越大。
总之:物体的质量越大,位置越高,它具有的重力势能就越大。
2、弹性势能
演示并说明:
橡皮筋弹射纸弹,
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。
压缩的弹簧使小钢球在桌面上滚动,也能够做功。拉长的橡皮筋和压缩的弹簧都具有能量。
它们有什么共同特点
学生回答:都是有弹性的物体,并且都在外力的作用下发生了形状的变化。
有弹性的物体,
在被外力改变形状时会产生一个弹力来对抗这种形变,这种形状的改变叫做弹性形变。发生弹性形变后的物体产生弹力可以做功,因此物体具有能量。
我们把物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。
教师提问:请列举具有弹性势能的物体。
学生举例:拉长的弹簧,压扁的皮球,弯曲的钢锯条,拉弯的弓等。
很明显,同一物体的弹性形变越大,它具有的弹性势能就越大。如弹簧被压缩不同长度使放在上面的小球弹起的高度不同。
教师提问:如果外力撤消,物体恢复原状,这时物体有没有弹性势能了?
学生回答:没有弹性形变,
就没有了弹性势能。
弹性势能的大小与弹性形变有关。
3、势能
通常把重力势能和弹性势能统称为势能。
(三)机械能
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。机械能的单位和功的单位一样,是焦耳。
教师提问:推出去的铅球,动能是300焦耳,重力势能是200焦耳,弹性势能为0,那么铅球的机械能是多少?
学生回答:500
J。
三、课堂小结
今天我们学习了自然界中最常见的能量形式——机械能。它包括动能、重力势能和弹性势能,并且明白动能、重力势能和弹性势能各与什么因素有关。
四、布置作业
练习册本节内容。
五、板书设计
第十二章 机械能
第一节 机械能
能量:我们说一个物体能够做功,这个物体就具有能量。
一、动能
1、定义:物体由于运动而具有的能量叫做动能。
2、物体的动能与物体的质量和速度有关。
质量相同时,速度越大,动能越大。
速度相同时,质量越大,动能越大。
二、势能
(一)重力势能
1、定义:物体由于位置较高而具有的能量叫做重力势能。
2、物体的质量越大,位置越高,它具有的重力势能就越大。
(二)弹性势能
1、定义:物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。
2、同一物体的弹性形变程度越大,它具有的弹性势能就越大。
(三)势能
重力势能和弹性势能统称为势能。
三、机械能
1、动能和势能统称为机械能。
2、一个物体可以既有动能,又有势能。