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1、2022年中考物理一輪復(fù)習(xí) 12.1 機(jī)械能 勢(shì)能教案 (I)
教學(xué)目標(biāo):
1.知識(shí)與技能:
(1)了解能量的初步概念。
(2)知道什么是動(dòng)能及影響動(dòng)能大小的因素。
(3)知道什么是勢(shì)能及影響勢(shì)能大小的因素。
(4)知道機(jī)械能和機(jī)械能是可以相互轉(zhuǎn)換的。
2.方法與過程:
(1)通過觀察和分析,知道機(jī)械能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)換
(3)體驗(yàn)用類比方法,加深對(duì)物理概念理解的過程,學(xué)會(huì)遷移學(xué)習(xí)。
3.情感、態(tài)度、價(jià)值觀:
(1)有應(yīng)用科學(xué)原理解決實(shí)際問題的意識(shí)和積極性。
(2)通過探究,體驗(yàn)探究的過程,激發(fā)主動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣。
(3)學(xué)會(huì)自己查找資料,培養(yǎng)自學(xué)的能力。
教學(xué)用具:
2、
斜面,力學(xué)小車,砝碼,斜槽,鋼球,木塊,橡皮筋,壓縮彈簧等。
教學(xué)過程:
1.復(fù)習(xí)引新
鑒于能量和功的概念有密切的聯(lián)系,所以通過“怎樣才算做了功”的提問,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步理解力的作用成效、功的兩要素。
當(dāng)一個(gè)力作用在物體上,物體在這個(gè)力的作用下,沿力的方向上通過了一段距離,這個(gè)力的作用有了成效,就說這個(gè)力做了功。
出示一木塊,并將其置于水平桌面上。說明木塊受重力的作用,但木塊沒有在重力方向上運(yùn)動(dòng),所以重力對(duì)木塊沒有做功。繼而用手推動(dòng)木塊,使木塊運(yùn)動(dòng)一段距離。在此過程中,重力仍然沒有做功,手的推力做了功。進(jìn)而強(qiáng)調(diào)力和在力的方向上通過的距離是功的兩要素,且功的大
3、小就等于兩者的乘積。
2.引入新課
出示斜槽,并演示鋼球從斜槽上滾下,在水平桌面上撞擊木塊,使木塊移動(dòng)了一段距離。讓學(xué)生分析碰撞過程中,做沒做功?
利用學(xué)生分析的結(jié)果“鋼球?qū)δ緣K做了功”引入能量的概念:一個(gè)物體能夠做功,我們就說它具有能量??梢娢锢韺W(xué)中,能量和功有著密切的聯(lián)系,能量反映了物體做功的本領(lǐng)。
不同的物體做功的本領(lǐng)也不同。一個(gè)物體能夠做的功越多,表示這個(gè)物體的能量越大。
3.進(jìn)行新課
物體具有能量的形式是多種多樣的,以后我們將逐步認(rèn)識(shí)各種形式的能量。剛才的實(shí)驗(yàn)中鋼球撞擊木塊能夠做功,但若將鋼球??吭谀緣K一側(cè)(邊講邊演示),這時(shí)的鋼球并不能推動(dòng)木塊做
4、功。只有運(yùn)動(dòng)的鋼球才能推動(dòng)木塊做功。
(1)動(dòng)能:物體由于運(yùn)動(dòng)而能夠做功,它們具有的能量叫做動(dòng)能。
引導(dǎo)學(xué)生廣泛地列舉事例,說明運(yùn)動(dòng)的空氣、水和各種物體都能夠做功,而具有動(dòng)能。概括出“一切運(yùn)動(dòng)的物體都具有動(dòng)能?!?
列舉事例說明:運(yùn)動(dòng)的物體具有的動(dòng)能多少不盡相同。如狂風(fēng)能吹倒大樹,而微風(fēng)只能使樹枝搖動(dòng)。進(jìn)而通過演示實(shí)驗(yàn),概括出決定物體動(dòng)能大小的因素。
演示課本圖1-1實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)可分三步:
?、賹⑼粋€(gè)鋼球,從斜面不同高度滾下,讓學(xué)生觀察鋼球?qū)⒛緣K推動(dòng)的距離。木塊被推動(dòng)的距離不同,說明鋼球?qū)δ緣K做的功不同。木塊被推動(dòng)得越遠(yuǎn),表明鋼球的動(dòng)能越大。實(shí)驗(yàn)說明:從不同高度滾下的
5、鋼球,具有不同的動(dòng)能。
?、谏厦娴膶?shí)驗(yàn)表明鋼球從較高處滾下時(shí)具有的動(dòng)能大。那么鋼球從不同的高度滾下時(shí)有什么不同呢?我們可通過觀察實(shí)驗(yàn)來得到結(jié)論。將質(zhì)量相同的兩個(gè)鋼球,同時(shí)從斜槽的最高點(diǎn)和接近斜槽底部的位置釋放。從最高點(diǎn)滾下的鋼球能在水平槽上追上從接近底部滾下的鋼球。實(shí)驗(yàn)表明從高處滾下的鋼球速度大。從而得到結(jié)論:物體的動(dòng)能與速度有關(guān),速度越大,物體的動(dòng)能越大。
?、蹞Q用不同質(zhì)量的鋼球,從同一高度讓其滾下,讓學(xué)生觀察鋼球推動(dòng)木塊的距離。從而得出結(jié)論:運(yùn)動(dòng)物體的質(zhì)量越大,動(dòng)能就越大。
演示實(shí)驗(yàn)之后,總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果:運(yùn)動(dòng)物體的速度越大,質(zhì)量越大,動(dòng)能就越大。
(2)勢(shì)能:物體由于運(yùn)動(dòng)
6、的原因而具有動(dòng)能,物體還可能由于其他的原因而具有能量。例如,同學(xué)們都玩過用橡皮筋彈射紙彈的游戲,拉長(zhǎng)的橡皮筋能給紙彈一個(gè)力,并推動(dòng)紙彈移動(dòng)一段距離,從而對(duì)紙彈做了功。同樣拉彎的弓,壓縮的彈簧也能夠做功,它們都具有能量,這種能量叫做彈性勢(shì)能,它是由于物體發(fā)生彈性形變而具有的能量。
解釋彈性形變:物體受到外力作用而發(fā)生的形狀變化,叫做形變。如果外力撤消,物體能夠恢復(fù)原狀,這種形變叫做彈性形變。列舉事例說明物體的彈性形變。如:拉長(zhǎng)的彈簧,壓扁的皮球,彎曲的鋼鋸條,上緊的鐘表發(fā)條等。
利用課本圖1-4的實(shí)驗(yàn),闡明物體的彈性形變?cè)酱?,它具有的彈性?shì)能就越大。為節(jié)省課堂時(shí)間,課前將兩個(gè)性質(zhì)相同
7、彈簧,按照課本圖1-4壓縮到不同的長(zhǎng)度。先后將拉緊彈簧的繩燒斷,兩次砝碼被彈起的高度不同。彈簧壓得越緊,放松時(shí)它做的功越多,表示它的彈性勢(shì)能越大。
被舉高的重物,也能夠做功。例如:舉高的鉛球,落地時(shí)能將地面砸個(gè)坑;舉高的夯落下時(shí)能把木樁打入地里。舉高的物體具有的能量叫重力勢(shì)能。
列舉事例說明:物體的質(zhì)量越大,舉得越高,它具有的重力勢(shì)能越大。如:舉起同樣高度的鉛球和乒乓球,鉛球落下時(shí)做的功多,具有的重力勢(shì)能大。鉛球舉得越高,具有的重力勢(shì)能就越大。
引導(dǎo)學(xué)生討論樹上結(jié)的蘋果是否具有重力勢(shì)能?通過討論使學(xué)生理解“一個(gè)物體能夠做功”的含義。能夠做功只是說物體具有了做功的“本領(lǐng)”,但不
8、一定做了功。樹上結(jié)的蘋果雖然沒有做功,但只要它從樹上掉下來就能做功,所以我們說它具有重力勢(shì)能。
(3)機(jī)械能:讓學(xué)生分析靜止在桌面上的鋼球是否具有能量?(具有重力勢(shì)能)繼而讓學(xué)生分析在桌面上滾動(dòng)的鋼球具有什么能?通過分析得知滾動(dòng)的鋼球既有動(dòng)能,又有勢(shì)能。
動(dòng)能和勢(shì)能統(tǒng)稱為機(jī)械能。一個(gè)物體既有動(dòng)能,又有勢(shì)能,那么動(dòng)能和勢(shì)能的和就是它的總機(jī)械能。
(4)能量的單位:從前面的討論,我們可以認(rèn)識(shí)到能量是跟做功有密切聯(lián)系的概念,能量反映了物體具有做功的本領(lǐng),能量的大小可以用能夠做功的多少來衡量。因此,動(dòng)能、勢(shì)能和機(jī)械能的單位跟功的單位相同,也是焦耳。
4.小結(jié)
通過以下問題
9、的討論,進(jìn)一步幫助學(xué)生理解能量、動(dòng)能、勢(shì)能、機(jī)械能等概念及機(jī)械能的單位。
(1)高山上有一塊大石頭,穩(wěn)穩(wěn)地待在那里,它有沒有能量?有什么能量?
(2)列舉幾個(gè)物體具有動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能的事例。
(3)在空中飛行的球,它具有的重力勢(shì)能是5焦,具有的動(dòng)能是4焦,這只球具有的總機(jī)械能是多少?
(4)在同一高度鉛球和棒球具有的重力勢(shì)能不相等,若使它們的重力勢(shì)能相等,可采取哪些方法?
(5)從斜槽上端滾下的小球,它有沒有重力勢(shì)能?在它下滾的過程中重力勢(shì)能的大小有沒有變化?為什么?在滾下的過程中有沒有動(dòng)能?它的動(dòng)能有沒有變化?為什么?
(四)教材說明
1.能是物
10、理學(xué)的重要概念之一,但它比較抽象。對(duì)于初中學(xué)生來說,認(rèn)識(shí)它比較困難。應(yīng)緊扣教材,從理解“一個(gè)物體能夠做功”的含義來認(rèn)識(shí)能量。這實(shí)際上是說“能是物體做功的本領(lǐng)”。盡管這種說法不甚嚴(yán)謹(jǐn),但比較通俗、易懂。
2.關(guān)于動(dòng)能,應(yīng)講明運(yùn)動(dòng)的物體能夠?qū)ζ渌矬w施力,并推動(dòng)物體做功,所以它具有能量。因?yàn)槿菀字v清彈性形變的物體對(duì)別的物體施力并做功,便于學(xué)生理解,所以將彈性勢(shì)。
3.勢(shì)能應(yīng)是物體系統(tǒng)(有保守力作用的)所共有。舉高的重錘能夠做功,應(yīng)當(dāng)是重錘和地球組成的系統(tǒng)具有勢(shì)能。而重力勢(shì)能表現(xiàn)它做功本領(lǐng)時(shí),通常有一個(gè)重力勢(shì)能先轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的過程。但在本節(jié)課中都不宜引入這些內(nèi)容。只能讓學(xué)生粗略地知道,舉起的物體能夠做功。
4.勢(shì)能的大小是相對(duì)的。對(duì)初中學(xué)生來說也不能引入勢(shì)能的相對(duì)性。只能統(tǒng)一地用地面做為零勢(shì)能面來分析問題。
5.小結(jié)中的問題(5),暗含著勢(shì)能和動(dòng)能的轉(zhuǎn)化,目的為下一節(jié)課作準(zhǔn)備。
能提到重力勢(shì)能之前講。