15.5 机械能及其转化
袁小玲
【学习目标】
1．知识与技能
●能用实例说明动能和势能之间可以相互转化，
能解释有关动能、重力势能、弹性势能之间相互转化的简单现象．
●初步了解机械能守恒的含义．
2．过程与方法
●通过观察和实验，认识动能和势能之间的相互转化的过程．
●动手设计实验，勇于探索自然现象和身边的物理道理．
3．情感态度与价值观
●关心机械能与人们生活的联系，有将机械能应用于生活的意识．
【重点、难点】
理解动能和势能之间的相互转化；了解机械能守恒。
一、课前延伸
1、(1)什么是动能？动能的大小与哪些因素有关？怎样改变质量一定的物体的动能？
(2)什么是重力势能？重力势能的大小与哪些因素有关？怎样判断重力势能大小的变化？
(3)什么是弹性势能？弹性势能的大小与哪些因素有关？怎样使一个物体具有更大的弹性势能？
2、将一个乒乓球向上抛出去，乒乓球离手时的速度最大，此时的动能___________。在上升过程中,乒乓球的质量 ，速度____ _____，因而动能__________，但高度在增加，因而重力势能__________。当达到最高点时，乒乓球的速度为_________，动能也为_________，重力势能达到最大，所以在上升过程中乒乓球的________能转化为_________。从最高处下落时，速度越来越__________，动能越来越__________，由于高度不断减小，所以重力势能也不断____________。所以，在下降过程中乒乓球的_________能转化为__________能。
3、学生阅读P119“科学世界：人造地球卫星”并思索课后训练
二、课内探究：
（一）、情景导入：
我们在初二的时候就已经学习过关于能量的转化，那么，电灯工作的时候，能量是怎么转化的？风力发电机工作的时候，能量是怎么转化的？水利发电机工作的时候，能量是怎么转化的？电动机工作的时候，能量是怎么转化的？
（二）自主学习：
1、动手动脑搞探究:
手持粉笔头高高举起。以此事例提问：被举高的粉笔具不具有能量？为什么？ 学生回答提问后，再引导学生分析粉笔头下落的过程。首先提出，当粉笔头下落路过某一点时，粉笔头具有什么能量？学生比较在该位置和起始位置，粉笔头的重力势能和动能各有什么变化
2、演示钢球从斜槽滚下？从上面实验可以看到，钢球从斜槽滚下的过程中，高度降低，重力势能减小；速度变快，动能增大，这个动能是怎样产生的？
3、合作探究、交流展示
实验1：滚摆实验。
开始释放摆轮时，摆轮在最高点静止，此时摆轮只有 能，没有 能。摆轮下降时其高度降低，重力势能 ；摆轮旋转着下降；而且越转越快，其动能越来越 。摆轮到最低点时，转动最快，动能最 ；其高度最低，重力势能最 。在摆轮下降的过程中，其 能逐渐转化为 能。
仿照摆轮下降过程的分析，得出摆轮上升过程中，摆轮的 能逐渐转化为 能 学生探究：
学生自制单摆，完成探究
如图所示，绳的一端拴一小球，另一端悬于固定点，用手把小球拉到A点后松开，小球便摆动起来，在摆动过程中。小球的重力势能在________点最大，在________点最小；小球的动能在________点最大，在________点最小，从A到B是 能转化为 能，从
B 到C 是 能转化为 能
实验2:学生分组做教材中的“想想做做”
动能与势能之和称为_____________。动能是物体___________时具有的能量，势能是____________着的能量。如果只有动能和势能相互转化，机械能的总和___________，即机械能是 的。
演示皮球反跳高度一次比一次低，再演示滚摆高度也是一次比一次低．最后都要停下来，问：这是什么原因呢？
（引导学生回答：物体运动要克服摩擦和空气阻力做功，要消耗物体的机械能。最后机械能完全被用来克服摩擦和空气阻力做功消耗掉了，所以物体最后要停下来）
请学生分析现象产生的原因分析这其中是否有其他能量的转化？
假设没有阻力会怎么样呢?引出机械能守恒规律
4、精讲点拨、跟踪训练：
说明下列过程中机械能的转化：
①雪橇从山坡上滑下；
②炮弹从炮口斜向上射出，又落到远处地上；
③玩具弹簧枪将“子弹”射出去；
④小孩坐在秋千上，在妈妈推了一次以后，自己荡着。
在学生总结的基础上老师补充得出结论: 动能和势能统称机械能。
教师点拨：
（1）、物体具有动能，也可以说具有机械能；物体具有势能，也可以说具有机械能；物体若同时具有动能和势能，动能和势能加在一起就是物体具有的机械能。
（2）、物体具有的能量大小是用做功多少来衡量的。因此，能的单位和功的单位相同，都是焦。
（3）、动能的增减变化，要以速度增减来判断。
（4）、重力势能的增减变化，要以物体离地面高度的增减变化来判断。
（5）、判断弹性势能的增减，要根据弹性形变大小的变化。
5、归纳总结，巩固检测
1. 2003年3月20日在美英联军对伊拉克的军事打击中，两军调用了大量空降部队。在空降兵离开机舱、尚未打开降落伞的一段时间里，他们在空中加速下落，若不计空气阻力，那么在这段时间里，空降兵的重力势能________，动能________，机械能________ （填“增加”、“减小”或“不变”）
2、拉弓射箭过程中拉弓时，弓的形状发生变化，形变越大，弹性势能__________。在弓恢复形状，箭被射出时，弓的___________能转化为____________能。
3、在下列过程中，物体动能转化为势能的是 （ ）
A、拉弯的弓把箭射出去 B、秋千从高处落向低处
C、冰雹从天而降 D、向上抛出的石块在空中上升
4、打桩机的重锤自由下落时，它的 （ ）
A、动能不变，势能不变 B、动能增大，势能不变
C、动能增大，势能减小 D、动能减小，势能增大
5、以下现象中，动能和势能都增加的是 （ ）
A、玩具弹簧枪将“子弹”水平射出去 B、汽车加速下坡
C、上升越来越快的气球 D、平直轨道上匀速行驶的列车
6、一个小球从光滑的斜面上由静止开始滚下，当在斜面的顶端时重力势能为100J，当它在斜面的某一位置时重力势能只有30J了。小球减少的势能到哪儿去了，此时小球的机械能为多少？
2、骑自行车上坡，往往在坡前加紧蹬几下，用机械能的有关知识解释这一做法。
15.5 机械能及其转化
袁小玲
【学习目标】
1．知识与技能
●能用实例说明动能和势能之间可以相互转化，
能解释有关动能、重力势能、弹性势能之间相互转化的简单现象．
●初步了解机械能守恒的含义．
2．过程与方法
●通过观察和实验，认识动能和势能之间的相互转化的过程．
●动手设计实验，勇于探索自然现象和身边的物理道理．
3．情感态度与价值观
●关心机械能与人们生活的联系，有将机械能应用于生活的意识．
【重点、难点】
理解动能和势能之间的相互转化；了解机械能守恒。
一、课前延伸
1、(1)什么是动能？动能的大小与哪些因素有关？怎样改变质量一定的物体的动能？
(2)什么是重力势能？重力势能的大小与哪些因素有关？怎样判断重力势能大小的变化？
(3)什么是弹性势能？弹性势能的大小与哪些因素有关？怎样使一个物体具有更大的弹性势能？
2、将一个乒乓球向上抛出去，乒乓球离手时的速度最大，此时的动能___________。在上升过程中,乒乓球的质量 ，速度____ _____，因而动能__________，但高度在增加，因而重力势能__________。当达到最高点时，乒乓球的速度为_________，动能也为_________，重力势能达到最大，所以在上升过程中乒乓球的________能转化为_________。从最高处下落时，速度越来越__________，动能越来越__________，由于高度不断减小，所以重力势能也不断____________。所以，在下降过程中乒乓球的_________能转化为__________能。
3、学生阅读P119“科学世界：人造地球卫星”并思索课后训练
二、课内探究：
（一）、情景导入：
我们在初二的时候就已经学习过关于能量的转化，那么，电灯工作的时候，能量是怎么转化的？风力发电机工作的时候，能量是怎么转化的？水利发电机工作的时候，能量是怎么转化的？电动机工作的时候，能量是怎么转化的？
（二）自主学习：
1、动手动脑搞探究:
手持粉笔头高高举起。以此事例提问：被举高的粉笔具不具有能量？为什么？ 学生回答提问后，再引导学生分析粉笔头下落的过程。首先提出，当粉笔头下落路过某一点时，粉笔头具有什么能量？学生比较在该位置和起始位置，粉笔头的重力势能和动能各有什么变化
2、演示钢球从斜槽滚下？从上面实验可以看到，钢球从斜槽滚下的过程中，高度降低，重力势能减小；速度变快，动能增大，这个动能是怎样产生的？
3、合作探究、交流展示
实验1：滚摆实验。
开始释放摆轮时，摆轮在最高点静止，此时摆轮只有 能，没有 能。摆轮下降时其高度降低，重力势能 ；摆轮旋转着下降；而且越转越快，其动能越来越 。摆轮到最低点时，转动最快，动能最 ；其高度最低，重力势能最 。在摆轮下降的过程中，其 能逐渐转化为 能。
仿照摆轮下降过程的分析，得出摆轮上升过程中，摆轮的 能逐渐转化为 能 学生探究：
学生自制单摆，完成探究
如图所示，绳的一端拴一小球，另一端悬于固定点，用手把小球拉到A点后松开，小球便摆动起来，在摆动过程中。小球的重力势能在________点最大，在________点最小；小球的动能在________点最大，在________点最小，从A到B是 能转化为 能，从
B 到C 是 能转化为 能
实验2:学生分组做教材中的“想想做做”
动能与势能之和称为_____________。动能是物体___________时具有的能量，势能是____________着的能量。如果只有动能和势能相互转化，机械能的总和___________，即机械能是 的。
演示皮球反跳高度一次比一次低，再演示滚摆高度也是一次比一次低．最后都要停下来，问：这是什么原因呢？
（引导学生回答：物体运动要克服摩擦和空气阻力做功，要消耗物体的机械能。最后机械能完全被用来克服摩擦和空气阻力做功消耗掉了，所以物体最后要停下来）
请学生分析现象产生的原因分析这其中是否有其他能量的转化？
假设没有阻力会怎么样呢?引出机械能守恒规律
4、精讲点拨、跟踪训练：
说明下列过程中机械能的转化：
①雪橇从山坡上滑下；
②炮弹从炮口斜向上射出，又落到远处地上；
③玩具弹簧枪将“子弹”射出去；
④小孩坐在秋千上，在妈妈推了一次以后，自己荡着。
在学生总结的基础上老师补充得出结论: 动能和势能统称机械能。
教师点拨：
（1）、物体具有动能，也可以说具有机械能；物体具有势能，也可以说具有机械能；物体若同时具有动能和势能，动能和势能加在一起就是物体具有的机械能。
（2）、物体具有的能量大小是用做功多少来衡量的。因此，能的单位和功的单位相同，都是焦。
（3）、动能的增减变化，要以速度增减来判断。
（4）、重力势能的增减变化，要以物体离地面高度的增减变化来判断。
（5）、判断弹性势能的增减，要根据弹性形变大小的变化。
5、归纳总结，巩固检测
1. 2003年3月20日在美英联军对伊拉克的军事打击中，两军调用了大量空降部队。在空降兵离开机舱、尚未打开降落伞的一段时间里，他们在空中加速下落，若不计空气阻力，那么在这段时间里，空降兵的重力势能________，动能________，机械能________ （填“增加”、“减小”或“不变”）
2、拉弓射箭过程中拉弓时，弓的形状发生变化，形变越大，弹性势能__________。在弓恢复形状，箭被射出时，弓的___________能转化为____________能。
3、在下列过程中，物体动能转化为势能的是 （ ）
A、拉弯的弓把箭射出去 B、秋千从高处落向低处
C、冰雹从天而降 D、向上抛出的石块在空中上升
4、打桩机的重锤自由下落时，它的 （ ）
A、动能不变，势能不变 B、动能增大，势能不变
C、动能增大，势能减小 D、动能减小，势能增大
5、以下现象中，动能和势能都增加的是 （ ）
A、玩具弹簧枪将“子弹”水平射出去 B、汽车加速下坡
C、上升越来越快的气球 D、平直轨道上匀速行驶的列车
6、一个小球从光滑的斜面上由静止开始滚下，当在斜面的顶端时重力势能为100J，当它在斜面的某一位置时重力势能只有30J了。小球减少的势能到哪儿去了，此时小球的机械能为多少？
2、骑自行车上坡，往往在坡前加紧蹬几下，用机械能的有关知识解释这一做法。