合理利用机械能 教案

第六节 合理利用机械能

教学目标：

1. 知识与技能： ① 通过本节内容的教学，让学生知道能量的概念。能与功的关系，能量的单位。 ② 通过本节内容的教学，让学生初步理解动能、势能（重力势能和弹性势能）、机械能的概念。 ③ 通过本节内容的教学，让学生初步理解动能和势能的相互转化，能简单分析动能和势能相

互转化的事例。 2．过程与方法：

① 采用讲授法，让学生知道能量的概念，能与功的关系，能量的单位。 ② 采用试验探究法，让学生知道决定物体动能、势能大小的因素。 ④ 采用试验分析法，让学生知道动能与势能的相互转化。 3．情感、态度与价值观：

通过本节内容的教学，让学生认识到能量与人们日常生产、生活息息相关，具有合理利用能源的意识。 教学重、难点：

1． 重点 ① 试验探究动能大小与哪些因素有关。 ② 试验探究重力势能大小跟哪些因素有关。 ③ 实验分析动能和势能的相互转化。 2． 难点 ① 能的概念。 ② 能用实例说明物体的动能与势能的大小及其转化。 教学方法：

讲授法、试验探究法、观察分析法。 教学准备：

有小槽的斜面、长木板、质量不等的钢球、火柴盒、沙箱、四条脚是铁钉的小方案、质量不等的重物、弹簧、支架、有孔的小木块、竹块、滚摆、单摆、支架。 教学过程：

（课件）汶川大地震，震前汶川依山傍水，如此美丽，震后一片废墟。地震是由于地球内部能量的释放所引起的。能的种类较多，除了地球所释放出的能量外，机械能也是能量的一种。我们本节课学习 第六节 合理利用机械能

板书：第六节 合理利用机械能

要合理利用机械能，首先应弄清楚什么是能量？

引导学生观察P173图9—33，思考：流动的水，风；张开的弓都具有能，那么它们有什么共同点呢？

（板书：能量 1.概念：）

抽学生回答：能够对别的物体做功。

课件演示：如果一个物体能够对别的物体做功，这个物体便具有了能量或能。 教师强调：从能的概念分析：“能够做功”指的是：（1）物体具有做功的本领而并不要求一定要做功（课件）。功和能之间存在一定的关系：能量可以通过做功这种方式体现出来。（2）物体能够做的功越多，物体具有的能量就越大（课件）。（3）物体做功的过程实质就是能量的转化过程（课件）。物体做的功越多，其转化为其它形式的能也就越多。由此可见，功能关系密切。因此，在国际单位制中，能和功的单位相同。 （课件）（板书）2.单位：焦耳（J） 我们今天给首先大家介绍三种常见的能：

第 1 页 共 5 页

一、（板书）动能：1.概念 （课件）动能 概念：物体由于运动而具有的能。

（强调：运动）一切运动的物体都具有动能

教师：哪么，影响物体动能大小的因素有哪些呢？ 学生交流讨论，大胆进行猜想。（1min）（教师准备试验器材） 抽学生回答提问：（质量、速度） 问：你如此猜想的依据是什么？ 该怎样去验证猜想是否正确？

本节课我们首先探究动能与质量和速度的关系。（课件）

要探究动能的大小与哪些因素有关，我们首先应弄清几个基本的知识点。 学生结合P174图9-35阅读加油站中1、2段。 教师说明：

1.小球到达斜面底端的速度与小球质量无关；高度越高，到达斜面底端时速度越大。（高中时会学习）

2．提问：如何判定小球在水平面上的动能大小？ 抽学生回答：（示范）由小球对水平面上木块（火柴盒）所做功的多少来判定动能的大小，火柴盒被撞滑行距离越远，小球对火柴盒做的功越多，小球到达斜面底端时动能越大。

3．（提问）既然猜想动能的大小可能与物体的质量、速度两个因素有关。我们在试验中，该以何种方法进行探究？

回答：控制变量法

教师说明：当研究动能大小与质量之间关系时，（课件显示：动能与质量的关系）需控制小球到达斜面底端时，速度不变，如何实现呢？（让小球从相同的高度下滑）只需改变质量。被撞火柴盒运动距离越远，则小球对火柴盒做的功越多，小球到达斜面底端时动能越大。

抽学生演示并完成小黑板上的试验记录，得出动能与质量的关系：

（课件）结论：同速度，质量大，动能大。

教师说明：当研究动能大小与速度之间的关系时，（课件显示：动能与速度的关系）需控制小球的质量不变（采用同一小球），而只需改变小球达到斜面底端的速度。如何实现呢？（让小球从斜面的不同高度下滑）高度越高，小球到达斜面底端时速度越大。如果此时，被撞火柴盒运动的距离越远，则小球到达斜面底端时对火柴盒做的功越多，小球具有的动能也就越大。

抽学生演示并根据观察到的现象完成小

黑板上试验记录。得出动能与速度的关系）

第 2 页 共 5 页

（课件）结论：同质量，速度大，则动能大

影响物体动能大小的因素：质量和速度（板书2.因素：质量、速度）

（课件）总结：物体的动能大小与物体的质量和速度有关。质量越大，速度越大，则物体的动能越大。

（过渡）（我们再看第二种常见的能） 二、板书：重力势能 1.概念：(课件)

概念：物体由于被举高而具有的能量。（由概念知：一切被举高的物体都具有动能） 教师：影响物体重力势能大小的因素有哪些呢？（提出问题） 学生交流讨论（1min） （准备试验器材） (抽学生回答)：质量和高度（课件）问：（你猜想的依据是什么？）

（过渡）既然重力势能的大小可能与物体的质量，高度两个因素有关，我们该采用控制变量法进行探究，

具体如何设计试验？（演示）让物体从高处落下撞击沙地上的小桌，小桌下陷深度越深，则物体对小桌做功越多。物体在原高度时具有的重力势能越大。

教师说明：当研究重力势能与质量的关系时（课件：重力势能与质量之间的关系），需控制物体的高度不变，而只需改变质量，撞击小桌时，小桌下陷越深，小球对小桌做的功越多，物体在原高度具有的重力势能越大。

教师演示并根据试验现象完成小黑板上的试验记录， 抽学生根据记录得出：重力势能与质量的关系

（课件）结论：同高度，质量大，则重力势能大

教师说明：当研究重力势能与高度的关系时，（课件重力势能

与高度之间的关系）需控制物体的质量不变，而只需改变高度，撞击小桌时，小桌下陷越深，则物体在原高度具有的重力势能越大。

教师演示并根据试验现象完成小黑板上的试验记录， 抽学生根据记录得出：重力势能与高度的关系

结论：同质量，高度高，则重力势能大。

影响物体重力势能大小的因素：质量和速度（板书2。因素：质量、高度）

总结：物体的重力势能与物体的质量和高度有关，质量越大，高度越高，则物体的重力势能就越大。

（教师演示）用手施力扳竹条时，竹条发生形变，力消失后能够恢复原状，这种形变叫弹性形变。（但用力过大后竹条被扳断，依然发生形变。问：此时，是否还是弹性形变？）

（过渡）发生弹性形变的物体是否具有能？（可以把粉笔头弹出去，能够做功，所以具有能，这种能即为弹性势能）

第 3 页 共 5 页

板书：弹性势能 1。概念：

（课件）弹性势能

概念：物体由于发生弹性形变而具有的能。（强调：具有弹性势能的物体肯定要发生弹性形变） 问：那么，弹性势能大小与什么因素有关呢？（从概念猜想：弹性势能的大小可能与发生弹性形变大小有关）

实验验证。压缩弹簧使其发生大小不同的形变，木块被弹得越高，则其具有的弹性势能越大，注意观察形变大小与木块被弹起高度之间的关系。

板书：2。因素：弹性形变

课件）结论：弹性势能的大小与弹性形变的大小有关，弹性形变越大，则物体弹性势能越大。

我们刚才给大家介绍了三种能量。事实上： 动能

机械能 重力势能（先板书，后说大家一定要正确理解机械能。引入课件）

势能

弹性势能

例：在空中飞行的篮球，动能为10J，重力势能为8J。则：球的机械能为 J.

(过渡)生活中，许多的物体的物体都具有动能和势能。下面我们来看有关动能和势能的几个试验： 1.滚摆：（教师演示）上升下降 (提醒学生观察滚摆上升下降时，高度和速度之间的变化)

回答：下降时，高度减小，质量不变，重力势能减小；速度增大，质量不变，动能增大。 问：减小的重力势能跑到哪儿去了，增大的动能又从何而来？

答：减小的重力势能转化为增大的动能。即：滚摆下降时，重力势能转化为动能。 问：上升时，什么能转化为什么能？ 抽学生回答：动能转化为重力势能。

总结：滚摆上升下降实质是：动能与重力势能的相互转化。 （动能、势能的转化）

2．单摆：（教师演示）左右摆动（提醒学生注意观察左右摆动

时高度和速度如何变化）

（抽学生回答）A—O 重力势能转化为动能

O—B 动能转化为重力势能

教师分析：高度、速度的变化以及重力势能的变化

左右摆动的过程实质是：重力势能与动能的相互转化

B A O

（过渡）生活中还有许多动能、势能之间的转化。例如：下落的篮球，下坡的自行车。 小结：

本节课，我们学了些什么？

能量 能量中的机械能 动能、重力势能、弹性势能 影响它们的因素。 动能与势能之间的转化 作业：

第 4 页 共 5 页

阅读P176-P177 了解风能、水能的利用（这些都是合理利用机械能的例子） 家庭作业：P178迷你实验室：小制作—抛掷装置 板书：

第六节 合理利用机械能 能量：概念、单位。

概念 动能 因素：质量、速度

机械能 概念

重力势能 势能 因素：质量、高度 概念

弹性势能 因素：弹性形变 动能、势能的转化

第 5 页 共 5 页