我的发现•日积月累PPT及专用教学设计内容

第4节

机械能及其转化导学案

【出示目标】

1. 理解动能和势能的转化

2. 了解机械能守恒

3. 了解水能和风能的利用

【教学重难点】

理解动能和势能的转化。

学习指导一、

动能和势能的转化

●自主预习：

阅读课本第71面、72面，完成下列填空：

1. 重力势

能与

弹性势

能统称为势能，

动

能与

势

能统称为机械能，

2．动能和势能的转化：动能和势能之间可以相互 转化 ，动能可以转化为

势能

，势能也可以转化为

动能

。

3．手持粉笔头高高举起。

问题：

①

被举高的粉笔具不具有能量？为什么？

具有能量，因为它可以对外界做功

②当粉笔头下落路过某一点时，粉笔头具有什么能量？

（此时既有重力势能，又有动能）

③分析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？

（重力势能减少，动能增加）

●小组讨论：

观察滚摆的运动，并思考动能和势能的变化：

实验1：滚摆实验

①释放摆轮时，摆轮在最高点处于

静止

状态，此时摆轮只具有

重力势

能，没有

动

能。摆轮下降时其

高度 降低，

重力势

能减少；摆轮旋转着下降；而且越转越快，其

动

能越来越大。摆轮到最低点时，

转动

最快，

动

能最大；其

高度

最低， 重力

势能最小。在摆轮下降的过程中，其

重力势

能逐渐转化为

动

能。

②仿照摆轮下降过程的分析，得出摆轮上升过程中，摆轮的动能和势能的变化情况。

实验2：单摆实验

①将摆绳一端挂在黑板上边，使单摆在黑板前，平行于黑板振动，在黑板上记录摆球运动路线中左A、右最高点C和最低点B的位置。

②分析单摆实验：

小球从A摆到B的过程中是 重力势

能转化为

动

能，

从B点摆到C点的过程中是

动

能转化为

重力势

能，

AC小球在 B 点动能最大，在 A（或C）

点动能最小，

B

小球在 A（或C）

点重力势能最大，在 B 点重力势能最小。

实验3：弹性势能和动能的相互转化。

课件（或实验）演示：动能和弹性势能的转化实验

●教师点拨：

1.在动能和势能的相互转化过程中，必定有动能和势能各自的变化，而且是此增彼减。

2.动能的增减变化，要以速度增减来判断。

3.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。

4.判断弹性势能的增减，要根据弹性形变大小的变化。

●跟踪练习：

1．把上紧发条的玩具车放置在水平桌面上，玩具车由静止开始加速跑动，此过程中玩具车能量的变化情[来源:Zxxk.Com][来源:Z。xx。k.Com]颍东区老庙镇和寨学校：孙报全 2017年5月18日上午第一节

况是( A ) A．弹性势能减小，动能增大 B．弹性势能减小，动能减小

C．弹性势能增大，动能增大 D．弹性势能增大，动能减小

2．下列现象中，由动能转化为重力势能的是（ C ）

3.如图所示，一个小球由静止从光滑曲面的顶端自由滑下，若它在顶端的重力势能为65J，则滑到底端的动能是（ D

）

A．35J B．50J C．55J D．65J

[来源:学.科.网Z.X.X.K]

学习指导二、

机械能守恒

●自主预习：

阅读课本第71面、第72面及第73面科学世界“人造地球卫星的机械能转化”内容后完成填空：

人造卫星沿

椭圆形

轨道围绕地球运行，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点，卫星在近地点时动能最

大

，重力势能最

小

，卫星在远地点时动能最

小

，重力势能最

大

。卫星从近地点向远地点运动的过程当中，卫星的速度

减慢

，动能

减小

，重力势能

增大

；从远地点向近地点运动的过程当中，卫星的速度

增大

，动能

增大

，重力势能

减小

。

●小组讨论：

实验：用绳子把一个铁锁悬挂起来。把铁锁拿近自己的鼻子，稳定后松手，头不要动。铁锁向前摆去又摆回来，铁锁摆回时会碰到自己的鼻子吗？如果只有动能和势能的转化，为什么没有碰到鼻子？机械能总量怎样变化了？

铁锁运动要克服空气阻力，消耗一部分机械能，机械能总量减小，铁锁回不到原来的高度，所以不会碰到鼻子。

●教师点拨：

机械能守恒定律：如果只有动能和势能相互转化，机械能的总和是不变的（守恒的）。

●跟踪练习：

1.人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行，当它由近地点向远地点运行时，卫星的动能

减小

（选填“增大”、“减小”、“不变”），卫星的势能

增大

（选填“增大”、“减小”、“不变”）

2.玩“过山车”是一项非常惊险刺激的娱乐活动.如图所示,过山车时而从轨道的最低点D上升到最高点A，时而从最高点A飞驰而下。过山车在运动过程中，若不计能量损失，只有动能和势能的相互转化。下列说法正确的是（ B ）

A．A点机械能小于B点机械能 B．D点动能最大，A点势能最大 C．D点动能最大，A点机械能最大 D．A点势能最大，机械能最大

学习指导三、

水能和风能的利用[来

●自主预习：

阅读课本第72面、第73面内容，完成下列填空：

（1）自然界的流水和风都是具有

大量机械能

的天然资源；

（2）让水流冲击水轮转动，用来

汲水、磨粉、

发电

；

（3）船造

风力

鼓起帆来推动它前行。

（4）风吹动风车，可以带动

发电机

发电。

●小组讨论：

1．人们为什么修筑拦河坝提高上游水位来进行水力发电？

2．在风能的利用中，风能可以转化为哪些其它形式的能量？

●教师点拨：

拦河坝使上游的水位提高，这样水的重力势能增加，水的重力势能可以转化为水的动能，带动水轮机转动，水轮机再带动发电机发电。

●跟踪练习：

1．关于水能的利用，以下说法错误的是（ D ）

A．水轮机是利用水流的动能转动起来的

B．水的动能越多，水轮机能做的功越多 C．河流上游的水位越高，水的势能越大，势能转化成的动能也越大

D．水轮机应安装在水坝前的上游处 2．关于风能下列说法中，不正确的是（ C ）

A．风能不污染环境 B．风能不便于贮存 C．风能很稳定 D．风能利用起来很简单

3.如图是德州开发区使用的“风光互补”景观照明灯。它“头顶”小风扇，“肩扛”光电池板，“腰挎”照明灯，“脚踩”蓄电池。下列解释合理的是

（ C ）

A．光电池板是将电能转化为光能

B．照明灯是将内能转化为电能

C．小风扇利用风力发电，将机械能转化为电能

D．蓄电池夜晚放电，将电能转化为化学能