第一篇:初中物理机械能教案
机械能教案
一、教学目标:
1、知识与技能:
1.理解动能、重力势能,知道弹性势能。
2.能用实例说明物体的动能和势能,知道机械能包括动能和势能。
2、过程与方法:
1.学生通过观察物体具有动能、重力势能和弹性势能的一系列物理实验,学习观察物理实验现象的方法,提高观察能力。
2.通过实验探究活动,再次加深对控制变量法的认识。
3、情感态度与价值观:
通过学习有关动能、势能的知识及其在生活中的广泛应用,激发学生学习物理的兴趣,培养学生理论联系实际的观念。
二、教学重难点:
重点:探究动能、重力势能和弹性势能的影响因素,让学生体验探究的过程。
难点:学生设计完成探究试验,并交流评估各自的实验方案
三、教学方法:
实验法,讲授法,指导阅读法,演示法
四、教学实验仪器:
乒乓球、沙子、小桌子、模型小汽车、铜块、细线、木块等
五、教学过程:
1、情景引入:
师:首先请同学们观看一个现象(老师在桌子上放上一张纸和一个乒乓球,用扇子扇风,纸和乒乓球被风吹走)同学们看到了什么现象?
生:风把纸和乒乓球吹走了。师:那么风能把火车吹翻吗? 生:(一般)不能。
师:请同学们观看一个新闻片段。(风吹翻火车)师:对此,你们有什么看法?
生:太可怕了,风怎么会有如此大的力量呢?
2、新课教学:
师:那么,我们带着疑问,走入今天的课堂。首先,请同学观察下面四幅图,分析一下这四幅图中的物体有什么共同的特征?
生:他们都在运动。师:很好,那么结合前面我们所学功的知识,这些运动的物体能不能对别的物体做功呢?像这样,一个物体能够做功,我们就说他具有能。能够做的功越多,我们就说他具有更多的能。请注意,能够做功指的是他具有的本领,能不能确定他一定正在对别的物体做功呀?不能!!像刚刚那样的四个物体,是由于运动而具有对其他物体做功的能力,我们把这种能称为动能。那同学们能不能从生活实际中找到具有动能的物体呢? 生:……
师:其实,我们判断一个物体是否具有动能,主要是看这个物体是否在运动。那么,下面,我们一起来看看这辆运动的公交车发生了什么事情?(看视频)刚刚的视频中发生了什么事情呢?
生:公交车将小汽车撞飞出去了!师:我这里也有一辆小汽车,(拿着道具模型)现在它也在运动,如果是这辆小汽车装上视频中的小汽车,会把小汽车撞飞出去吗?
生:不能;
师:那这说明,运动的物体都有动能,但是动能是不是都一样大呀?(不是)动能有大有小,那么这个动能的大小到底与什么因素有关呢?同学们大胆的猜想一下:
生:猜想:(质量;体积(乒乓球和小钢珠);速度)
师:这都是我们的猜想,那要验证我们的猜想,我们应该怎么做呢?(实验)请同学们自己先运用自己手中的器材设计一下;
(控制变量法;做实验,得出结论)
师:现在,老师拿出一个铜块,放在这张桌子上,同学们会担心,铜块撞伤你吗?(不担心)那我用一根细绳将铜块吊起来,放在你的头上,你担心吗?为什么呢?
生:可能会回答担心绳子断了,砸到头。
师:这个铜块是因为动起来让你觉得担心吗?不是!是因为这个铜块被举高了而担心。那也就是说虽然这个铜块没有动起来,但是因为被举高了也具有了做功的能力。那这种因为被举高而具有的能就叫做重力势能。同样的,重力势能有大有小,我们根据动能的探究过程来探究一下重力势能的大小与那些因素有关!我这里有一盒沙子,在沙子上面,放上一张桌子,将一个铜块举高,松手,铜块将桌子砸进沙子中,桌子陷入沙子中越深,说明这个铜块能对桌子做更多的功,具有更多的能;反之,则不然。
(控制变量法;做实验,得出结论)
师:通过学习,我们得出,物体由于运动或者被举高都会具有能,由于运动而具有的能叫动能,由于被举高而具有的能叫重力势能。动能大小与物体的质量和运动的速度有关,而重力势能与物体的质量和被举高的高度有关;那我这里有根橡皮筋,现在既没有运动也没有被举高,是不是就不具有能,不能对物体做功呢?看个小实验,用橡皮筋将纸弹出去,橡皮筋能将纸弹出去,说明此时此刻的橡皮筋也具有能,但是这种能不是因为运动也不是因为被举高,而是因为发生了弹性形变而具有的能,这种能,我们就叫做弹性势能,由于时间关系,我们就不在课堂上讨论了,只是给同学看看老师已经做过的一个实验,同学能够知道弹性势能的大小也不是都一样的,与物体发生弹性形变的程度有关。
重力势能和弹性势能总的来说都是势能,我们把势能和动能的合起来称之为机械能。
六、课堂练习:
1、看图说出图中的物体各自具有的是什么样的能。
2、运用今天所学的知识解决情景引入中风吹翻火车,滴水川石。。。
七、课堂小结:(主要小结知识和实验方法)时间还很多的话,还可以让同学们讨论一下,通过本节课程的学习,对生活有哪些启示:比如火车被吹翻,公交车撞飞小汽车要注意控制好速度,又比如滴水穿石,不能小觑大自然的威力等等
八、课后作业:
第二篇:初中物理机械能教案
初中物理机械能教案
机械能教案
一、教学目标:
1、知识与技能:
1.理解动能、重力势能,知道弹性势能。
2.能用实例说明物体的动能和势能,知道机械能包括动能和势能。
2、过程与方法:
1.学生通过观察物体具有动能、重力势能和弹性势能的一系列物理实验,学习观察物理实验现象的方法,提高观察能力。
2.通过实验探究活动,再次加深对控制变量法的认识。
3、情感态度与价值观: 通过学习有关动能、势能的知识及其在生活中的广泛应用,激发学生学习物理的兴趣,培养学生理论联系实际的观念。
二、教学重难点:
重点:探究动能、重力势能和弹性势能的影响因素,让学生体验探究的过程。难点:学生设计完成探究试验,并交流评估各自的实验方案
三、教学方法:
实验法,讲授法,指导阅读法,演示法
四、教学实验仪器:
乒乓球、沙子、小桌子、模型小汽车、铜块、细线、木块等
五、教学过程:
1、情景引入:
师:首先请同学们观看一个现象(老师在桌子上放上一张纸和一个乒乓球,用扇子扇风,纸和乒乓球被风吹走)同学们看到了什么现象?
生:风把纸和乒乓球吹走了。
师:那么风能把火车吹翻吗?
生:(一般)不能。
师:请同学们观看一个新闻片段。(风吹翻火车)
师:对此,你们有什么看法?
生:太可怕了,风怎么会有如此大的力量呢?
2、新课教学:
师:那么,我们带着疑问,走入今天的课堂。首先,请同学观察下面四幅图,分析一下这四幅图中的物体有什么共同的特征?
生:他们都在运动。
师:很好,那么结合前面我们所学功的知识,这些运动的物体能不能对别的物体做功呢?像这样,一个物体能够做功,我们就说他具有能。能够做的功越多,我们就说他具有更多的能。请注意,能够做功指的是他具有的本领,能不能确定他一定正在对别的物体做功呀?不能!!像刚刚那样的四个物体,是由于运动而具有对其他物体做功的能力,我们把这种能称为动能。那同学们能不能从生活实际中找到具有动能的物体呢?
生:……
师:其实,我们判断一个物体是否具有动能,主要是看这个物体是否在运动。那么,下面,我们一起来看看这辆运动的公交车发生了什么事情?(看视频)刚刚的视频中发生了什么事情呢?
生:公交车将小汽车撞飞出去了!
师:我这里也有一辆小汽车,(拿着道具模型)现在它也在运动,如果是这辆小汽车装上视频中的小汽车,会把小汽车撞飞出去吗?
生:不能;
师:那这说明,运动的物体都有动能,但是动能是不是都一样大呀?(不是)动能有大有小,那么这个动能的大小到底与什么因素有关呢?同学们大胆的猜想一下:
生:猜想:(质量;体积(乒乓球和小钢珠);速度)
师:这都是我们的猜想,那要验证我们的猜想,我们应该怎么做呢?(实验)请同学们自己先运用自己手中的器材设计一下;
(控制变量法;做实验,得出结论)
师:现在,老师拿出一个铜块,放在这张桌子上,同学们会担心,铜块撞伤你吗?(不担心)那我用一根细绳将铜块吊起来,放在你的头上,你担心吗?为什么呢?
生:可能会回答担心绳子断了,砸到头。
师:这个铜块是因为动起来让你觉得担心吗?不是!是因为这个铜块被举高了而担心。那也就是说虽然这个铜块没有动起来,但是因为被举高了也具有了做功的能力。那这种因为被举高而具有的能就叫做重力势能。同样的,重力势能有大有小,我们根据动能的探究过程来探究一下重力势能的大小与那些因素有关!我这里有一盒沙子,在沙子上面,放上一张桌子,将一个铜块举高,松手,铜块将桌子砸进沙子中,桌子陷入沙子中越深,说明这个铜块能对桌子做更多的功,具有更多的能;反之,则不然。
(控制变量法;做实验,得出结论)
师:通过学习,我们得出,物体由于运动或者被举高都会具有能,由于运动而具有的能叫动能,由于被举高而具有的能叫重力势能。动能大小与物体的质量和运动的速度有关,而重力势能与物体的质量和被举高的高度有关;那我这里有根橡皮筋,现在既没有运动也没有被举高,是不是就不具有能,不能对物体做功呢?看个小实验,用橡皮筋将纸弹出去,橡皮筋能将纸弹出去,说明此时此刻的橡皮筋也具有能,但是这种能不是因为运动也不是因为被举高,而是因为发生了弹性形变而具有的能,这种能,我们就叫做弹性势能,由于时间关系,我们就不在课堂上讨论了,只是给同学看看老师已经做过的一个实验,同学能够知道弹性势能的大小也不是都一样的,与物体发生弹性形变的程度有关。
重力势能和弹性势能总的来说都是势能,我们把势能和动能的合起来称之为机械能。
六、课堂练习:
1、看图说出图中的物体各自具有的是什么样的能。
2、运用今天所学的知识解决情景引入中风吹翻火车,滴水川石。。。
七、课堂小结:(主要小结知识和实验方法)时间还很多的话,还可以让同学们讨论一下,通过本节课程的学习,对生活有哪些启示:比如火车被吹翻,公交车撞飞小汽车要注意控制好速度,又比如滴水穿石,不能小觑大自然的威力等等
八、课后作业:
荐初二物理《浮力》教学案例(5000荐
字)初二物理教案
物态变化 荐初中物理教学案例 123 荐初中物理教学设计和反思(3000字)荐初中物理教学案例《密度》(800字)
第三篇:初中九年级物理人教版电子教案-15.5 机械能及其转化
§15-5 机械能及其转化
教学目标:
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,培养学生的观察能力和分析归纳能力。
3、情感态度与价值观
乐于参加观察·实验·制作等科学实践。
教学重点:动能和势能的转化及机械能守恒的理解。教学难点:动能和势能的转化及机械能守恒的理解。
教学方法:
采用双主互动·小循环多反馈·分组合作的教学方式。
教学准备:
多媒体课件、单摆、滚摆、过山车模型、铁锁、细线 课时安排:1课时 教学设计:
(一)创设情境,复习旧课:
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)
(二)新课引入:
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?(此时既有重力势能,又有动能)继而让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?(重力势能减少,动能增加)
(三)新课进行:
在粉笔头下落的过程,重力势能和动能都有变化,自然界中动能和势能变化的事例很多,下面我们共同观察滚摆的运动,并思考动能和势能的变化。
实验1:滚摆实验。
出示滚摆,并简单介绍滚摆的构造及实验的做法。事先应在摆轮的侧面某处涂上鲜明的颜色标志,告诉学生观察颜色标志,可以判断摆轮转动的快慢。
引导学生复述并分析实验中观察到的现象。开始释放摆轮时,摆轮在最高点静止,此时摆轮只有重力势能,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。
仿照摆轮下降过程的分析,得出摆轮上升过程中,摆轮的动能逐渐转化为重力势能。
实验2:单摆实验。
此实验摆绳宜长些,摆球宜重些。最好能挂在天花板上,使单摆在黑板前,平行于黑板振动,以便在黑板上记录摆球运动路线中左、右最高点和最低点的位置。
克拉玛依准东中学 物理组
分析单摆实验时,摆球高度的变化比较直观,而判断摆球速度大小的变化比较困难,可以从摆球在最高点前后运动方向不同,分析摆球运动到最高点时的速度为零,作为这一难点的突破口。顺便指出像单摆这种往复的运动,在物理学中叫做振动。(单摆图)
综述实验1、2,说明动能和重力势能是可以相互转化的。
实验3:弹性势能和动能的相互转化。
演示课本图1—7动能和弹性势能的转化实验。实验可分两步做。首先手持着木球将弹簧片推弯,而后突然释放木球,木球在弹簧片的作用下在水平槽内运动。让学生分析在此过程中,弹性势能转化为动能。第二步实验,让木球从斜槽上端滚下,让学生观察木球碰击弹簧片的过程。然后,依据课本图1—7,甲→乙图和乙→丙图分析动能转化为弹性势能和弹性势能转化为动能的过程。得出:动能和弹性势能也是可以相互转化的。
自然界中动能和势能相互转化的事例很多。其中有一些比较直观,例如:物体从高处落下、瀑布流水等这些事例也可以让学生列举,说明动能和势能的相互转化。有些事例比较复杂,例如:踢出去的足球在空中沿一条曲线(抛物线)运动过程中,动能和势能是如何相互转化的呢?(板画足球轨迹,依图分析)首先我们来分析足球离地面的高度的变化,这是判断足球重力势能变化的依据。很明显,在上升过程中足球的重力势能增加;在下降过程中重力势能减少。接着再分析足球的速度。足球在最高点时不再上升,说明它向上不能再运动。所以,足球在上升过程中,速度逐渐变小;在下降过程中速度又逐渐变大。通过以上分析,可以看到足球在上升阶段动能转化为重力势能;在下降阶段重力势能转化为动能。
人造地球卫星在运行过程中,也发生动能和重力势能的相互转化。人造地球卫星大家并不陌生,然而围绕人造卫星,同学们还有许多的谜没有揭开。例如:人造卫星为什么能绕地球运转而不落下来?在人造卫星内失重是怎么回事?等等,这些问题还有待于同学们进一步学习,今天我们只讨论卫星运行过程中,动能和重力势能的相互转化。
人造卫星绕地球沿椭圆轨道运行,它的位置离地球有时近、有时远。(出示我国发射的第一颗人造卫星轨道图)现以我国发射的第一颗人造卫星为例,它离地球最近时(此处叫近地点)离地面439公里,离地球最远时(此处叫远地点)离地面高度是238
4克拉玛依准东中学 物理组
公里,它绕地球一周的时间是114分钟。它在近地点时,速度最大,动能最大;此时离地面最近,重力势能最小。卫星由近地点向远地点运行时动能减小,重力势能增大,动能向重力势能转化。直到远地点时,动能最小,重力势能最大。卫星由远地点向近地点运行时,重力势能向动能转化。在卫星运行过程中,不断地有动能和势能的相互转化。
(四)课堂小结
通过“想想议议”问题的讨论,进一步认识动能和势能的相互转化。
(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。
(五)布置作业:
1.复习本节内容;
2.《同步训练》本节选题;
三、小结:通过这节课的学习,你学到了什么?你还有哪些疑难问题?有什么体会?(请你写下来)
四、作业:
1、完成课本P 1、2、32、完成练习册分组作业
【板书设计】
【教学反思】
克拉玛依准东中学 物理组
第四篇:【初中物理】功与机械能知识点
【初中物理】
七、功与机械能知识点
一、功
1、定义:一个力作用在物体上,且物体沿力的方向通过了一段距离,物理学上称这个力对物体做了机械功,简称做了功。
2、机械功的两个必要因素:(1)作用在物体上的力;
(2)物体在力的方向上通过的距离。
必要!一个都不能少!
3、认识几种不做功的情况:
(1)有力,但是在力的方向上通过的距离为零——劳而无功;
(2)有距离,但是在运动方向上物理没有力的作用-惯性——不劳无功;(3)有力,也有距离,但是力和运动方向是相互垂直的——垂直无功;
4、功的大小计算
功的计算公式 W=Fs(s必须是在力F的方向上移动的距离); 单位:焦耳
应用功的公式注意:
①分清哪个力对物体做功,计算时F就是这个力;
②公式中S 一定是在力的方向上通过的距离,强调对应。
二、功率
和比较物体运动快慢一样,比较物体做功快慢有两种方法: a.做相同的功,比较所用时间的多少。时间越少,做功越快 b.相同的时间内,比较做功的多少。做功越多,做功就越快
c.如果做功的多少和所用时间都不同,就比较单位时间内所做功的多少。单位时间内做功越多。做功就越快。
为了比较物体运动快慢,我们引入了速度的概念,为了比较物体做功的快慢,我们引入功率的概念.1、功率定义:单位时间内所做的功
2、物理意义:表示做功快慢的物理量。
3、公式:P=W/t
4、单位:瓦特,简称瓦,W 常用单位 kW 1kW=1000W 1w=1J/s,表示1秒钟内所做的功为1J。
三、功的原理
作用在物体上的力;物体在力的方向上通过的距离。简单机械的作用是什么?
省力 省距离 改变力的方向
那么使用简单机械可以省力,或者省距离,能省功吗?我们来看一下,要把重物运到高处,有哪些方法?(1)用手直接把物体提上去(2)用杠杆把物体提上去
(3)用动滑轮或者滑轮组把物体提上去
1、内容:
使用机械时,人们所做的功,都不会少于直接用手所做的功;即:使用任何机械都不省功。
2、说明:
对于理想机械而言,使用机械做功等于直接用手所做的功。对于实际机械而言,使用机械做功大于直接用手做的功。
3、不省功的原因是什么?
因为省力的机械必定费距离,省距离的机械一定费力,而功=力x距离,省了多少力,必定费多少距离,所以力x距离不变,因此不能省功。
4、既然任何机械都不能省功,但人们为什么还要使用机械呢? ①功的原理是一个普遍的结论,对于任何机械都适用。
②功的原理告诉我们:使用机械要省力必须费距离,要省距离必须费力,既省力又省距离的机械是没有的。③使用机械虽然不能省功,但人类仍然使用,是因为使用机械或者可以省力、或者可以省距离、也可以改变力的方向,给人类工作带来很多方便。
④我们做题遇到的多是理想机械(忽略摩擦和机械本身的重力)理想机械:使用机械时,人们所做的功(FS)= 直接用手对重物所做的功(Gh)
四、机械效率:
1、有用功和额外功
①有用功定义:对人们有用的功,有用功是必须要做的功。例:提升重物W有用=Gh ②额外功:
额外功定义:并非我们需要但又不得不做的功
例:用滑轮组提升重物W额= G动h(G动:表示动滑轮重)③总功:
总功定义:有用功加额外功的和叫做总功。即动力所做的功。公式:W总=W有用+W额,W总=FS
2、机械效率
①定义:有用功跟总功的比值。②公式:η=W有用/W总
③提高机械效率的方法:减小机械自重、减小机件间的摩擦。④说明:机械效率常用百分数表示,机械效率总小于
1五、机械能
1、动能
①能量:物体能够对外做功(但不一定做功),表示这个物体具有能量,简称能。
②动能:物体由于运动而具有的能叫做动能。
③质量相同的物体,运动的速度越大,它的动能越大;运动速度相同的物体,质量越大,它的动能也越大。
2、势能
①重力势能:物体由于被举高而具有的能量,叫做重力势能。物体被举得越高,质量越大,具有的重力势能也越大。
②弹性势能:物体由于弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。物体的弹性形变越大,具有的弹性势能越大。③势能:重力势能和弹性势能统称为势能。
六、机械能及其转化
1、机械能:动能与势能统称为机械能。
如果只有动能和势能相互转化,机械能的总和不变,或者说,机械能是守恒的。
2、动能和重力势能间的转化规律:
①质量一定的物体,如果加速下降,则动能增大,重力势能减小,重力势能转化为动能;②质量一定的物体,如果减速上升,则动能减小,重力势能增大,动能转化为重力势能;
3、动能与弹性势能间的转化规律:
①如果一个物体的动能减小,而另一个物体的弹性势能增大,则动能转化为弹性势能;②如果一个物体的动能增大,而另一个物体的弹性势能减小,则弹性势能转化为动能。
第五篇:八年级物理机械能课件
八年级的物理课是初中物理最关键的部分,下面就是小编为您收集整理的八年级物理机械能课件的相关文章,希望可以帮到您,如果你觉得不错的话可以分享给更多小伙伴哦!
八年级物理机械能课件
(一)教学目的1、了解能量的初步概念。
2、知道什么是动能及影响动能大小的因素。
3、知道什么是势能及影响势能大小的因素。
4、知道什么是机械能及机械能的单位。
(二)教具 斜槽,钢球,木块,橡皮筋,压缩弹簧等。
(三)教学过程
1、复习
鉴于能量和功的概念有密切的联系,所以通过“怎样才算做了功”的提问,引导学生进一步理解力的作用成效、功的两要素。
当一个力作用在物体上,物体在这个力的作用下,沿力的方向上通过了一段距离,这个力的作用有了成效,就说这个力做了功。
出示一木块,并将其置于水平桌面上。说明木块受重力的作用,但木块没有在重力方向上运动,所以重力对木块没有做功。继而用手推动木块,使木块运动一段距离。在此过程中,重力仍然没有做功,手的推力做了功。进而强调力和在力的方向上通过的距离是功的两要素,且功的大小就等于两者的乘积。
2、引入新课
出示斜槽,并演示钢球从斜槽上滚下,在水平桌面上撞击木块,使木块移动了一段距离。让学生分析碰撞过程中,做没做功?
利用学生分析的结果“钢球对木块做了功”引入能量的概念:一个物体能够做功,我们就说它具有能量。可见物理学中,能量和功有着密切的联系,能量反映了物体做功的本领。
不同的物体做功的本领也不同。一个物体能够做的功越多,表示这个物体的能量越大。
3、进行新课
物体具有能量的形式是多种多样的,以后我们将逐步认识各种形式的能量。刚才的实验中钢球撞击木块能够做功,但若将钢球停靠在木块一侧(边讲边演示),这时的钢球并不能推动木块做功。只有运动的钢球才能推动木块做功。
(1)动能:物体由于运动而能够做功,它们具有的能量叫做动能。
引导学生广泛地列举事例,说明运动的空气、水和各种物体都能够做功,而具有动能。概括出“一切运动的物体都具有动能。”
演示课本实验,实验可分三步:
①将同一个钢球,从斜面不同高度滚下,让学生观察钢球将木块推动的距离。木块被推动的距离不同,说明钢球对木块做的功不同。木块被推动得越远,表明钢球的动能越大。实验说明:从不同高度滚下的网球,具有不同的动能。
②上面的实验表明钢球从较高处滚下时具有的动能大。那么钢球从不同的高度滚下时有什么不同呢?我们可通过观察实验来得到结论。将质量相同的两个钢球,同时从斜槽的最高点和接近斜槽底部的位置释放。从最高点滚下的钢球能在水平槽上追上从接近底部滚下的钢球。实验表明从高处滚下的钢球速度大。从而得到结论:物体的动能与速度有关,速度越大,物体的动能越大。
③换用不同质量的钢球,从同一高度让其滚下,让学生观察钢球推动木块的距离。从而得出结论:运动物体的质量越大,动能就越大。
演示实验之后,总结实验结果:运动物体的速度越大,质量越大,动能就越大。
(2)势能:物体由于运动的原因而具有动能,物体还可能由于其他的原因而具有能量。例如,同学们都玩过用橡皮筋弹射纸弹的游戏,拉长的橡皮筋能给纸弹一个力,并推动纸弹移一段距离,从而对纸弹做了功。同样拉弯的弓、压缩的弹簧也能够做功,它们都具有能量,这种能量叫做弹性势能,它是由于物体发生弹性变形变而具有的能量。
解释弹性形变:物体受到外力作用而发生的形状变化,叫做形变。如果外力撤消,物体能恢复原状,这种形变叫做弹性形变。列举事例说明物体的弹性形变。如:拉长的弹簧,压扁的皮球,弯曲的钢锯条,上紧的钟表发条等。
利用课本的实验阐明物体的弹性形变越大,它具有的弹性势能就越大。为节省课堂时间,课前将两个性质相同弹簧,按照课本图1-4压缩到不同的长度。先后将拉紧弹簧的绳烧断,两次砝码被弹起的高度不同。弹簧压得越紧,放松时它做的功越多,表示它的弹性势能越大。
被举高的重物,也能够做功。例如:举高的铅球,落地时能将地面砸个坑;举高的夯落下时能把木桩打入地里。举高的物体具有的能量叫重力势能。
列举事例说明:物体的质量越大,举得越高,它具有的重力势能越大。如:举起同样高度的铅球和乒乓球,铅球落下时做的功多,具有的重力势能大。铅球举得越高,具有的重力势能就越大。
引导学生讨论树上结的苹果是否有重力势能?通过讨论使学生理解“一个物体能够做功”的含义。能够做功只是说物体具有了做功的“本领”,但不一定做了功。树上结的苹果虽然没有做功,但只要它从树上掉下来就能做功,所以我们说它具有重力势能。
(3)机械能:让学生分析静止在桌面上的钢球是否具有能量?(具有重力势能)继而让学生分析在桌面上滚动的钢球具有什么能?通过分析得知滚动的钢球既有动能,又有势能。
动能和势能统称为机械能。一个物体既有动能,又有势能,那么动能和势能的和就是它的总机械能。
(4)能量的单位:从前面的讨论,我们可以认识到能量是跟做功有密切联系的概念,能量反映了物体具有做功的本领,能量的大小可以用能够做功的多少来衡量。因此,动能、势能和机械能的单位跟功的单位相同,也是焦耳。
4、小结
通过以下问题的讨论,进一步帮助学生理解能量、动能、势能、机械能等概念及机械能的单位。
(1)高山上有一块大石头,稳稳地待在那里,它有没有能量?有什么能量?
(2)列举几个物体具有动能、重力势能、弹性势能的事例。
(3)在空中飞行的球,它具有的重力势能是5焦,具有的动能是4焦,这只球具有的总机械能是多少?
(4)在同一高度铅球和棒球具有的重力势能不相等,若使它们的重力势能相等,可采取哪些方法?
(5)从斜槽上端滚下的小球,它有没有重力势能?在它下滚的过程中重力势能的大小有没有变化?为什么?在滚下的过程中有没有动能?它的动能有没有变化?为什么?