第十二章
机械能
第一节 机械能
【学习目标】
1．理解动能、势能的概念。
2．在探究实验中理解影响动能、势能的因素。
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行为提示：
1．认真阅读学习目标，用双色记号笔将行为动词画上记号。
2．创设情景，导入新课。
提示：
正确理解能量的概念，“能够对外做功”并不是“正在对外做功”，一个正在做功的物体，它一定具有能量；一个具有能量的物体，它不一定正在做功。21世纪教育网版权所有
知识链接：
物体做功的过程就是能量转化的过程，物体能做的功越多，表示这个物体具有的能量就越大。
提示：
1．理解动能的关键点：一切运动的物体都具有动能，物体的动能决定于物体的质量和物体的速度，这就要求在讨论质量和速度对动能大小的影响时，必须注意两个因素的同时性，而不能忽略任何一方，如一颗子弹的速度大于火车的速度，但并不表示子弹的动能就一定大于火车的动能，因为子弹的质量比火车的质量小得多。21教育网
2．理解势能的关键点：势能包括重力势能和弹性势能，决定重力势能大小的因素是物体的质量和所处的高度，其中的高度在没有特别指明的情况下，一般是指相对于地面而言的。决定物体弹性势能大小的因素是物体的形变程度，物体的弹性形变越大，具有的弹性势能就越大。21·cn·jy·com
情景导入 生成问题
1924年，在欧洲曾举行了一次汽车大赛，此赛非常激烈，不少观众停在路旁为运动员加油，路旁有个卖西瓜的老农看到赛车运动员们满头大汗，心想送个大西瓜给选手们解解渴。于是，他挑了一个大西瓜朝迎面而来的赛车中的运动员扔过去，没想到车身竟被西瓜砸坏了！运动员也受了重伤，浑身是血！www.21-cn-jy.com
思考：西瓜一碰就碎，为什么会造成这么大的危害呢？
自学互研 生成能力
自主阅读教材P98的内容，完成下列问题：
1．什么叫动能？列举生活中具有动能的事例。
答：物体由于运动而具有的能叫做动能。流动的水、飞行的飞机等物体都具有动能。
2．决定动能大小的因素有哪些？请举例说明。
答：决定动能大小的因素：动能的大小与物体的质量和速度有关。质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能就越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大，例如，以相同的速度行驶的火车和汽车，火车的动能就比汽车的动能大；而以不同速度行驶的同一列火车(或同一辆汽车)，速度大时动能就大。21cnjy.com
自主阅读教材P98－99的内容，完成下列各题。
3．什么叫重力势能？影响因素有哪些？
答：物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能，叫做重力势能。重力势能的影响因素：质量和高度。具有重力势能的物体的基本特征是“被举高”，被举高的物体都具有重力势能。2·1·c·n·j·y
物体的重力势能与质量和所处的高度有关，物体的质量越大，位置越高，重力势能就越大。
4．什么叫弹性势能？影响因素有哪些？
答：物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。
弹性势能的影响因素：弹性形变的程度。
物体的弹性势能与物体发生弹性形变的程度有关，物体弹性形变的程度越大，弹性势能就越大。
5．____重力势能__和____弹性势能__统称势能。
各小组长将各知识模块中不能解决的问题展示到黑板上，寻求小组间合作探究，共同解决。
对照学习目标思考：
1．今天我学到了什么知识？
2．我还存在的疑惑是什么？
自主阅读教材P99－100的内容，完成下列各题。
6．动能和势能统称为____机械____能，单位是____焦耳____，符号是____J____。
7．列举一个既具有动能又具有势能的物体。
答：空中飞行的飞机，由于运动而具有动能，又由于处于高处而具有重力势能；玩蹦极时绳索在运动着，且被拉长而发生了形变，绳索既有动能，又有弹性势能。
1．小组内互相检查自学情况，针对疑难问题进行交流讨论。
2．设计一个实验探究影响动能(或势能)因素的实验。
交流展示 生成新知
下列物体具有哪种能？
(1)推出去的铅球落地时具有__动能__；
(2)正在上坡的自行车具有__动能和重力势能__；
(3)被拦河坝拦住的河水具有__重力势能__；
(4)在跳台上准备跳水的运动员具有__重力势能__；
(5)钟表里卷紧的发条具有__弹性势能__；
(6)从枪膛里射出的子弹具有__动能和重力势能__。
当堂演练 达成目标
见学生用书
课后反思 查漏补缺
第三节 水能和风能
【学习目标】
1．常识性了解水能和风能的利用。
2．知道水能和风能是清洁能源，在使用中的能量转化和我国使用能源的概况。
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行为提示：
1．认真阅读学习目标，用双色记号笔将行为动词画上记号。
2．创设情景，导入新课。
各小组长将各知识模块中不能解决的问题展示到黑板上，寻求小组间合作探究，共同解决。
对照学习目标思考：
1．今天我学到了什么知识？
2．我还存在的疑惑是什么？
情景导入 生成问题
回顾一下，动能、势能与哪些因素有关？自然界中的流水和风是否也同样具有机械能？
自学互研 生成能力
自主阅读教材P104－106的内容，完成下列问题。
1．重力势能的大小与__质量和高度__有关，动能的大小与__质量和速度__有关，河水从高处落下，能量转化情况是__重力势能转化为动能__。21世纪教育网版权所有
2．古代人们怎样利用风能和水能的？现代人们怎样利用水能和风能的？
答：水能：早在1 900多年前，我们的祖先就制造了木制的水轮，让流水冲击水轮转动，用来汲水、磨粉、碾谷。现在，利用水轮发电机，可以将水的机械能转化为电能，再用输电线送到全国各地。21教育网
风能：风是流动的空气，风具有机械能。我国早在2 000多年前就开始利用风来驱动帆船航行。利用风力也可以发电，在风力资源丰富的地区，可以安装几十台到几百台风力发电机，联合在一起供电。风能利用起来比较简单，而且不会污染环境。
利用水力发电时，为什么要修筑拦河坝？
答：修筑水电站的拦河坝将河流的上游与下游拦截开，可以提高水位，使水的重力势能增加，则在水下泄的过程中，就有更多的重力势能转化为动能，从而提高水轮机的功率，带动发电机发电，可以转化为更多的电能。交流展示 生成新知
潮汐是由月球、太阳对地球的引力作用而产生的。每天的涨潮与落潮蕴含着巨大的能量，这种能量可以用来发电。如图所示，在利用潮汐发电的过程中，能量的转化情况是海水的动能传递给发电机，通过发电机转化为____电能__；图中甲、乙两幅图代表涨潮发电的是____乙__；与火力发电相比，潮汐发电的优点是____无污染__。21cnjy.com
当堂演练 达成目标
见学生用书
课后反思 查漏补缺
第二节 机械能的转化
【学习目标】
1．理解动能、势能的相互转化。
2．能解释一些有关动能、重力势能、弹性势能之间相互转化的简单物理现象。
3．通过观察和实验认识动能和势能的转化过程。
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行为提示：
1．认真阅读学习目标，用双色记号笔将行为动词画上记号。
2．创设情景，导入新课。情景导入 生成问题
从高处落下的苹果，速度越来越快，用频闪摄像机摄下它下落过程，如图所示。
请你回答：苹果下落的过程中，它的动能和重力势能怎样变化呢？
根据以上信息，你能提出一个感兴趣的问题吗？
自学互研 生成能力
自主阅读教材P101－102的内容，完成下列问题。
1．分析如图所示的运动过程中动能和势能的转化。
(1)由C到B：动能____增加____，势能____减小____。
(2)由B到A：动能____减小____，势能____增加____。
(3)由A到B：动能____增加____，势能____减小____。
规律方法：
1．观察推理法：在分析物体的动能和势能是否变化时，要认真观察物体速度和高度的变化，再根据动能与势能的变化关系推导出它们之间的转化。21世纪教育网版权所有
2．现象转化法：对于动能与弹性势能相互转化的现象，有时由于速度太快使人无法看清物体发生弹性形变和恢复原状的过程，这时可以把这一过程的形变转化成另一现象进行观察。如：让较脏的皮球撞击放有白纸的地面会看到留下圆形的斑迹，这就证明皮球发生了弹性形变。21教育网
提示：
正确理解机械能及其转化的易错易混点(关键点)：(1)动能和重力势能之间的相互转化一般发生在重力作用下的运动过程中，如滚摆的上下往复运动。(2)动能和弹性势能之间也可以相互转化，它可以发生在同一个物体上，也可以发生在不同物体之间。如从高处落下的皮球与地面撞击的过程中，由于皮球发生了弹性形变，皮球的动能转化为弹性势能，皮球在恢复原状的过程中，它的弹性势能转化为动能，这一转化过程就是发生在同一个物体上的。(3)动能和势能之间可以相互转化，而在转化的过程中，如果没有机械能与其他形式的能之间的转化，即没有空气阻力等原因造成的机械能损失，机械能的总量是保持不变的，即动能和势能的总和是不变的。21·cn·jy·com
各小组长将各知识模块中不能解决的问题展示到黑板上，寻求小组间合作探究，共同解决。
对照学习目标思考：
1．今天我学到了什么知识？
2．我还存在的疑惑是什么？2.滚摆实验：
上升过程中，动能____减小____，重力势能____增加____。
下降过程中，动能____增加____，重力势能____减小____。
3．列举生活中动能和势能相互转化的实例。
答：苹果从树上落下，动能增加，势能减小。
分小组合作，完成教材P101的实验。
自主阅读教材P103的内容，完成下列各题。
像所有列车一样，过山车也安装了机械制动装置，使它在结束行程或在紧急情况下能够准确地停下来。
(1)过山车通过A点向上运动的过程中，动能____变小____(选填“变大”“变小”或“不变”)；
(2)后面的“小山丘”设计得比开始时的“小山丘”低，是由于过山车运动的过程中，将部分机械能转化成了____内能____；21cnjy.com
(3)过山车行驶的过程中，遇到紧急情况能够及时停下来，是由于____安装了机械制动装置____；
(4)过山车第一次下行后，是利用____重力势能____作为“发动机”的；在生产与生活中，与过山车利用了相同“发动机”的有____滑滑梯____(举一例即可)。
交流展示 生成新知
1．如图所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞，将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定。做好后将它从不太陡的斜面滚下，则观察到的现象是__罐子从斜面滚下后又返回__，产生此现象的原因是__重力势能、动能和弹性势能的相互转化__。www.21-cn-jy.com
2．列举生活中机械能转化为其他形式能的例子。
答：钻木取火。当堂演练 达成目标
见学生用书
课后反思 查漏补缺
