1、10.6 合理利用机械能一、教学目的1、 通过实验分析，认识到运动的物体能做功，具有动能。2、 通过探究，知道动能的大小与物体的质量和运动速度有关，并能解释简单的现象。3、 通过探究，知道弹性势能和重力势能的概念和决定因素，并能解释简单的现象。4、 通过观察和实验，认识并理解动能和势能的转化过程，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。5、 能够运用控制变量法进行实验设计，逐步养成在实验中认真观察，勤于思考的习惯。二、教学器材1、 演示器材：多媒体电脑，滚摆，乒乓球2、 分组器材：带斜面的木版，小车，砝码，卡片，橡皮筋，木块，水槽，细砂，带钉的木凳三、教学过程师：同学
2、们，在前面我们已经学会了如何判别一个物体对另一个物体是否做功，在物理学中，一个物体如果能够对另一个物体做功，我们就说这个物体具有能量。下面我们来看一段图片多媒体演示：（1）交通事故现场，人受伤，汽车燃烧（2）流动水冲击水轮机转动（3）风吹小风车转动（4）运动的铁锤能将钉子打入木板中来源:学优高考网 gkstk（5）运动的子弹能射穿鸡蛋师：同学们想一想，以上各种现象的共同特点是什么呢？这又说明了什么？生：以上现象的共同特点是物体都在运动，而且对别的物体做了功，说明了运动的物体具有能量。来源:学优高考网师：对，象这些由于运动而具有的能叫动能，而且物体的动能越大，它可以对别的物体做的功就越多，反之越
3、少。那么，物体的动能大小与哪些因素有关？下面我们通过一个探究活动来研究这个问题。1、 探究动能的大小与哪些因素有关师：在这个探究实验中，需要说明的是我们的研究对象是运动的小车，质量不同的小车从一个斜坡的同一高度释放，运动到水平面时速度的大小相等。下面我们就根据给定的器材进行探究活动。实验结束后，进行小组讨论。学生实验，然后小组讨论。师：哪位同学能讲一讲，你是怎样进行探究的？生：首先保持小车的质量不变，让小车从不同高度的斜面上滑下，小车滑到水平面上与木块相碰，观察木块在水平面上滑行的距离。当小车在斜面上从较底的高度滑下时，小车滑到水平面上的速度较小，被碰的木块滑行的距离较小：反之，小车从较高的位
4、置上滑到水平面上，小车的速度较大，被碰的木块滑行的距离较大，说明小车质量一定时，小车的速度越大，小车的动能越大。再保持小车从同一高度滑下，也就是使滑到水平面上的速度保持不变，改变小车的质量，观察速度相同而质量不同的小车的动能是否一样。观察到质量较大的小车与木块相碰，木块滑行的距离较大，因此可以得出结论：当小车的速度一定时，质量大的小车动能大。师：刚才这位同学总结得非常正确，充分说明了物体的动能与物体的质量和速度两个因素有关。在物理学中，当决定某物理量与两个因素有关时，在实验过程中，先保持一个因素不变，研究与另一个因素的关系；再保持另一个因素不变，研究与前一个因素的关系，最后总结出正确的结论，象
5、这样的研究方法在物理学中叫控制变量法，在我们的学习中经常会用到这样的方法。来源:gkstk.Com师：在刚才的实验中，我们已经知道物体的动能与物体的质量和速度有关，那么在我们的生活中还有哪些事例可以说明上述结论？来源:gkstk.Com生：-2、 卡片为什么会跳起来师：在刚才的实验中我们研究了物体的动能相关因素，而在第八章中我们已经知道了势能。物体的势能分为弹性势能和重力势能。下面我们就开始对势能做进一步的研究。在我们的桌面上有一张卡片和一个橡皮筋，根据课本上的要求完成实验，注意观察现象，然后小组讨论总结结论。学生实验，然后小组讨论。师：哪位同学能讲一讲，你是怎样进行探究的？观察到什么现象？得
6、到什么结论？生：我把卡片反过来，用手把它压平在桌面上，发现橡皮筋伸长，发生弹性形变，松手后，卡片跳起来了。如果卡片不压平，松手后卡片会跳得没有第一次高，说明发生弹性形变的橡皮筋能对卡片做功，因而具有能量，并且形变越大，具有的能量越多。师：很好，在刚才的实验中，象橡皮筋一样，物体由于发生弹性形变而具有的能叫弹性势能。在一定限度内，形变越大，形变物体的弹性势能就越大。在我们的生活中，许多事实都说明了同样的道理。下面我们来看一段图片。多媒体演示：（1）橡皮筋形变越大，弹性势能就越大，纸做的子弹就射的越远（2）弹簧形变越大，弹性势能就越大，小车被弹开的距离越远（3）发条上得越紧，弹性势能就越大，钟表走
7、的时间越久3、 模拟打桩师：我们知道物体的势能分为弹性势能和重力势能，发生弹性形变的物体能对别的物体做功，它具有弹性势能，那么被举高的物体呢？下面我们同样先来看一段图片多媒体演示：（1）打桩机的工作过程（2）山坡上的石头具有做功的本领师：通过刚才的演示，我们知道被举高的物体同样具有做功的本领，它也具有势能，这种势能叫重力势能，那么重力势能的大小与哪些因素有关呢？同样我们也来利用给定的器材进行探究，小组先进行讨论确定实验方法，然后实验。学生实验。师：哪位同学能讲一讲，你是怎样进行探究的？观察到什么现象？得到什么结论？生：因为桩被打得越深，说明重锤对桩做功越多，重锤具有的重力势能就越大。因此我们通
8、过观察模拟桩被打进沙层的深浅来进行实验。先用同一个重锤从不同的高度打桩，观察打桩的效果；再保持重锤的起始高度不变，用质量不同的重锤打桩，观察打桩的效果。我们发现物体的重力势能的大小与物体的质量和物体被举的高度有关，物体质量越大，被举得越高，物体具有的重力势能就越大。师：很好，刚才这位同学能充分运用我们前面介绍的控制变量法，得到物体的重力势能的大小与物体的质量和物体被举的高度有关。在物理学中，我们把动能和势能统称为机械能。一个物体可以同时具有动能和势能，那么物体的动能和势能之间有怎样的关系呢？下面我们来观看一段图片。4、观察单摆的动能和势能的转化多媒体演示：单摆的动能和势能之间相互转化。师：在我
9、们的生活中，大量的事实说明，任何物体的动能和势能都可以相互转化。下面我们来分析滚摆的能量转化。演示滚摆的运动。师：当滚摆上升时，高度增加，重力势能增大，而速度减小，动能变小，在最高点时，动能为零，重力势能最大；当滚摆下降时，高度降低，重力势能减小，而速度变大，动能变大，在最低点时，动能最大，重力势能最小。其实在我们的生活中还有许多物体的动能和势能都可以相互转化的事例。下面我们再来看一段图片多媒体演示（1）游乐场的过山车（2）撑杆跳高中的运动员师：通过刚才的学习，我们知道问题的动能和势能是可以相互转化的，下面哪一位同学能分析一下乒乓球落地后又弹起的过程中能量转化的情况？演示乒乓球的运动。生：在乒
10、乓球下降过程中，高度降低，重力势能减小，而速度变大，动能变大，碰到地面时，动能最大，然后乒乓球发生弹性形变，动能转化为弹性势能，接着乒乓球又恢复原形，弹性势能又转化为动能，乒乓球离开地面上升，动能转化为重力势能。师：非常正确，想一想，在我们的生活中还有哪些现象表明动能和势能可以相互转化？请举例说明。生：-师：前面，我们讲解了在生活中的动能和势能可以相互转化的事例，实际上，在自然界中也有许多动能和势能可以相互转化的事例，如果我们充分掌握它们的规律，就能利用它们为人类服务。来源:gkstk.Com4、 总结小节师：在本节中，我们重点研究了物体的动能、重力势能、弹性势能的概念和大小决定因素，知道它们之间可以相互转化，并能解释一些简单的物理现象，课后请同学们认真复习，及时得到巩固。四、布置作业
