2019-2020年九年級(jí)物理上冊(cè) 第十二章 機(jī)械能和內(nèi)能 一 動(dòng)能 勢(shì)能 機(jī)械能名師教案2 蘇科版.doc

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2019-2020年九年級(jí)物理上冊(cè) 第十二章 機(jī)械能和內(nèi)能 一 動(dòng)能 勢(shì)能 機(jī)械能名師教案2 蘇科版 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）知道動(dòng)能和勢(shì)能是可以相互轉(zhuǎn)換的。 2．方法與過程： （1）通過觀察和分析，知道動(dòng)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)過程 1．復(fù)習(xí)提問 手持粉筆頭高高舉起。以此事例提問：被舉高的粉筆具不具有能量？為什么？ 2．引入新課 學(xué)生回答提問后，再引導(dǎo)學(xué)生分析粉筆頭下落的過程。首先提出當(dāng)粉筆頭下落路過某—點(diǎn)時(shí)，粉筆頭具有什么能量？(此時(shí)既有重力勢(shì)能，又有動(dòng)能)繼而讓學(xué)生比較在該位置和起始位置，粉筆頭的重力勢(shì)能和動(dòng)能各有什么變化？(重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增加) 3．進(jìn)行新課 在粉筆頭下落的過程，重力勢(shì)能和動(dòng)能都有變化，自然界中動(dòng)能和勢(shì)能變化的事例很多，下面我們共同觀察滾擺的運(yùn)動(dòng)，并思考動(dòng)能和勢(shì)能的變化。 實(shí)驗(yàn)1：滾擺實(shí)驗(yàn) 出示滾擺，并簡(jiǎn)單介紹滾擺的構(gòu)造及實(shí)驗(yàn)的做法。事先應(yīng)在擺輪的側(cè)面某處涂上鮮明的顏色標(biāo)志，告訴學(xué)生觀察顏色標(biāo)志，可以判斷擺輪轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢。引導(dǎo)學(xué)生復(fù)述并分析實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象。開始釋放擺輪時(shí)，擺輪在最高點(diǎn)靜止，此時(shí)擺輪只有重力勢(shì)能，沒有動(dòng)能。擺輪下降時(shí)其高度降低，重力勢(shì)能減少；擺輪旋轉(zhuǎn)著下降，而且越轉(zhuǎn)越快，其動(dòng)能越來越大。擺輪到最低點(diǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)最快，動(dòng)能最大，其高度最低，重力勢(shì)能最小。在擺輪下降的過程中，其重力勢(shì)能逐漸轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。仿照擺輪下降過程的分析，得出擺輪上升過程中，擺輪的動(dòng)能逐漸轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能。 實(shí)驗(yàn)2：?jiǎn)螖[實(shí)驗(yàn) 此實(shí)驗(yàn)擺繩宜長(zhǎng)些，擺球宜重些。最好能掛在天花板上，使單擺在黑板前，平行于黑板振動(dòng)，以便在黑板上記錄擺球運(yùn)動(dòng)路線中左、右最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的位置。分析單擺實(shí)驗(yàn)時(shí)，擺球高度的變化比較直觀．而判斷擺球速度大小的變化比較困難，可以從擺球在最高點(diǎn)前后運(yùn)動(dòng)方向不同，分折擺球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)的速度為零，作為這一難點(diǎn)的突破口。順便指出像單擺這種往復(fù)的運(yùn)動(dòng)，在物理學(xué)中叫做振動(dòng)。 綜述實(shí)驗(yàn)1、2，說明動(dòng)能和重力勢(shì)能是可以相互轉(zhuǎn)化的。 實(shí)驗(yàn)3：彈性勢(shì)能和動(dòng)能的相互轉(zhuǎn)化。 演示下圖動(dòng)能和彈性勢(shì)能的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)可分兩步做。首先手持著木球?qū)椈善茝?，而后突然釋放木球，木球在彈簧片的作用下在水平槽?nèi)運(yùn)動(dòng)。讓學(xué)生分析在此過程中，彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。第二步實(shí)驗(yàn)，讓木球從斜槽上端滾下，讓學(xué)生觀察木球碰擊彈簧片的過程。然后，依據(jù)下圖，甲→乙圖和乙→丙圖分析動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能和彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的過程。得出：動(dòng)能和彈性勢(shì)能也是可以相互轉(zhuǎn)化的。 自然界中動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化的事例很多。其中有一些比較直觀，例如：物體從高處落下、 瀑布流水等這些事仍也可以讓學(xué)生列舉，說明動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化。有些事例比例復(fù)雜，例如：踢出去的足球在空中沿一條曲線(拋物線)運(yùn)動(dòng)過程中，動(dòng)能和勢(shì)能是如何相互轉(zhuǎn)化的呢？(在黑板上畫出足球軌跡，依圖分析)首先我們來分析足球離地面的高度的變化，這是判斷足球重力勢(shì)能變化的依據(jù)。很明顯，在上升過程中足球的重力勢(shì)能增加，在下降過程中重力勢(shì)能減少。接著再分析足球的速度。足球在最高點(diǎn)時(shí)不再上升，說明它向上不能再運(yùn)動(dòng)，所以，足球在上升過程中，速度逐漸變小，在下降過程中速度又逐漸變大。通過以上分析，可以看到足球在上升階段動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能，在下降階段重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。 人造地球衛(wèi)星在運(yùn)行過程中，也發(fā)生動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化。人造地球衛(wèi)星大家并不陌生，然而圍繞人造衛(wèi)星，同學(xué)仍還有許多的謎沒有揭開。例如：人造衛(wèi)星為什么能繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)而不落下來？在人造衛(wèi)星內(nèi)失重是怎么回事？等等，這些問題還有待于同學(xué)們進(jìn)一步學(xué)習(xí)，今天我們只討論衛(wèi)星運(yùn)行過程中，動(dòng)能和重力勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化。 人造衛(wèi)星繞地球沿橢圓軌道運(yùn)行，它的位置離地球有時(shí)近、有時(shí)遠(yuǎn)。(出示我國(guó)發(fā)射的第一顆人造衛(wèi)星軌道圖)現(xiàn)以我國(guó)發(fā)射的第一顆人造衛(wèi)星為例，它離地球最近時(shí)(此處叫近地點(diǎn))離地面439公里，離地球最遠(yuǎn)時(shí)(此處叫遠(yuǎn)地點(diǎn))離地面高度是2384公里，它繞地球一周的時(shí)間是114分鐘。它在近地點(diǎn)時(shí)，速度最大，動(dòng)能最大，此時(shí)離地面最近，勢(shì)能最小。衛(wèi)星由近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)行時(shí)動(dòng)能減小，勢(shì)能增大，動(dòng)能向勢(shì)能轉(zhuǎn)化。直到遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)，動(dòng)能最小，勢(shì)能最大。衛(wèi)星由遠(yuǎn)地點(diǎn)向近地點(diǎn)運(yùn)行時(shí)，勢(shì)能向動(dòng)能轉(zhuǎn)化。在衛(wèi)星運(yùn)行過程中，不斷地有動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化。 4．鞏固新課 通過“想想議議”問題的討論，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化。 (1)在動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化過程中，必定有動(dòng)能和勢(shì)能各自的變化，而且是此增彼減。 (2)動(dòng)能的增減變化，要以速度增減來判斷。 (3)重力勢(shì)能的增減變化，要以物體離地面高度的增減變化來判斷。 (4)判斷彈性勢(shì)能的增減，要根據(jù)彈性形變大小的變化。 【板書設(shè)置】 動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化 一、 動(dòng)能和重力勢(shì)能是可以相互轉(zhuǎn)化的。 二、彈性勢(shì)能和動(dòng)能是可以相互轉(zhuǎn)化的。 三、機(jī)械能轉(zhuǎn)化和守恒定律 在動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化的過程中，如果不考慮空氣阻力，機(jī)械能的總量保持不變。 教材說明: 1．滾擺實(shí)驗(yàn)?zāi)苤庇^地表現(xiàn)動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化。它的優(yōu)點(diǎn)在于能量轉(zhuǎn)化的過程比較緩慢，擺輪高度變化明顯、直觀，擺輪轉(zhuǎn)動(dòng)快慢變化也能直接現(xiàn)察。實(shí)驗(yàn)中應(yīng)充分發(fā)揮上述優(yōu)點(diǎn)，為此要注意以下幾點(diǎn)。 (1)擺輪的軸應(yīng)相對(duì)細(xì)些，以減緩擺輪的升降速度。固定擺繩時(shí)，應(yīng)穿過軸的橫孔，不宜用纏繞的方法固定，以防打滑。 (2)要在擺輪的側(cè)面某處涂上鮮明的顏色標(biāo)志，便于觀察擺輪速度的變化。 (3)擺輪應(yīng)當(dāng)邊緣厚重，以增大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。 2．關(guān)于人造衛(wèi)星的知識(shí)，學(xué)生是非常感興趣的，鑒于學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)，難以使學(xué)生揭開謎底，往往由此而損傷學(xué)生的求知欲。本節(jié)課如有可能，也可通俗地介紹衛(wèi)星為什么能繞地球運(yùn)行。講法上可用想象推理的方法。 水平地拋出一個(gè)物體，由于地球的吸引，它會(huì)落回地面，但是拋出的物體速度越快，它飛行的距離越遠(yuǎn)。人拋物體，拋出的距離不過幾十米，但汽槍子彈能飛行幾百米，步槍子彈能飛行幾千米，而炮彈能飛行幾十公里。我仍可以設(shè)想，物體的速度足夠大時(shí)，它就能水遠(yuǎn)不落回地面，圍繞地球旋轉(zhuǎn)。這個(gè)速度大約是8公里／秒。如果速度再大些，物體繞地球運(yùn)行的軌道就由圓形變?yōu)闄E圓形。人造衛(wèi)星就是根據(jù)這個(gè)道理發(fā)射的。