沪科版八年级物理全册10.6合理利用机械能教学设计

ljalang

沪科版八年级物理全册10.6合理利用机械能教学设计
10.6合理利用机械能
时    间  主备人  使用人
课    题 第六节 合理利用机械能 课  型  试验探究
教学目标 1、知识目标：初步理解动能、势能、机械能的概念；通过实验探究让学生知道决定动能、势能大小的相关因素。
2、能力目标：在实验探究过程中，通过对现象的观察与思考，培养学生分析与归纳概括物理规律的能力；进一步了解利用“控制变量”研究物理问题的基本思路和方法，培养学生设计实验的能力。
3、情感目标：培养学习物理的兴趣和发现探索问题的良好习惯，重视实践，养成严谨的科学态度和敢于创新的心理品质；有意识地渗透辩证唯物主义观点的教育。
教学重点 理解动能、势能和机械能；知道决定动能、势能大小的因素。
教学难点 用控制变量法研究决定动能、势能大小的因素
课    时  1课时
教学设想 通过本节课的学习，要使学生了解控制变量的研究方法，在教学过程中引导学生如何进行实验设计、实验操作，怎样对实验数据进行分析得出实验结论和总结出物理规律，这就要指导学生主动的根据实验逐项观察，逐项分析，再综合考察，综合分析，达到从实践到认识上的飞跃。另外要学生充分利用教材“加油站”帮助理解，拓宽知识。
教学过程
教师活动 学生活动
（一）导入新课：提问举例引题，建立相关物理概念：（3min）
1、物理学上所说的功指的是什么？它包括哪两个必要因素？
2、功的单位是什么？
3、首先通过学生在日常生活中常听到的关于“能”方面的俗语，如风能、水能、电能、太阳能、能源等，引入“能”这个概念。
4、从实例中抽取出能的基本含义。如流动的水、风、张开的弓、压缩的弹簧、举高的铁锤等都能够对其他物体施力，并能够使其在力的方向上移动一段距离，即都能对其他物体做功，从而概括出能的概念。
5、针对实例中共同存在着的“有做功的能力”这一因素，并结合实例中的物体是由于运动还是举高或是发生弹性形变等而能够做功，得出动能、势能和机械能的概念。
（二）、学习目标：（2min）
1、理解动能、势能、机械能的概念
2、知道决定动能，势能大小的相关因素。经历探究动能和重力势能的大小跟哪些因素有关的过程，学习运用控制变量研究问题的方法
（三）自学指导：（25min）
进行实验探究发现物理规律
实验探究1：动能的大小跟哪些因素有关
探索课本图10-39、10-40和10-41的实验，引导学生用控制变量法研究、探索出决定动能大小的因素和规律。
实验1：利用同一个钢球来控制质量相同时，从不同的高度滚下（速度不同），观察被撞击的木块在水平面上运动的距离，来判断钢球做功的多少，即具有的动能的大小，得出动能与运动的速度有关，速度越大，动能越大。
实验2：利用木球和钢球（质量不同）从同一高度滚下（控制速度相同），观察被撞击的木块在平面上运动的距离，来判断木球和钢球做功的多少，从而判断出动能的大小，得出动能与物体的质量有关——质量越大，动能越大。
以上两次实验是在“加油站”中所提供的两点结论的基础上完成的，要注意引导学生阅读“加油站”中的信息。
实验探究2：重力势能的大小跟哪些因素有关
探索课本中图10-42和图10-43的实验，引导学生用控制变量法研究、探索出决定势能大小的因素和规律。
实验1：同一重物从不同的高度自由下落到特制的小方桌上，观察小方桌的桌腿下陷的深度，进而推断出重物的势能与重物所处的高度有关——高度越高，势能越大；
实验2：让两个质量不同的木块和铁块从同一高度自由下落到小方桌上，观察小方桌的桌腿下陷的深度，进而推断出重物的势能与重物的质量有关———质量越大，势能越大。
实验探究3：弹性势能的大小跟哪些因素有关
将一只弹簧横放在一个丁字形架子上，一端固定，另一端用手将一小钢球向固定端压缩弹簧，叫学生认真观察放手后能将小钢球推出多远。用大小不同的力压缩弹簧做两次，再引导学生探究，最后得出决定弹性势能大小的因素。
实验探究4：动能和势能的相互转化及能量守恒
观察滚摆和单摆的运动情况，说出它们的能量是怎么转化的，总能量有变化吗？并解释蹦蹦杆能量转化过程。
（四）、当堂检测：（5min）
1、跳伞运动员匀速下落时,动能、势能、机械能怎样变化？
2、一物体机械能为35J，势能为27J，则它的动能是多少？
3、洒水车沿街道匀速行驶，将水洒向路面。在此过程中，它的动能将______,这是因为________________.
（五）、小结：（10min）
布置作业：课后作业及本章检测

迅速完成当堂检测，小组讨论质疑。
让学生对本课中的知识要点进行小结，教师根据习题完成情况及学生小结情况回扣知识点进行有指导性的讲解。
板书设计    第六节  合理利用机械能
1、能量的定义：物体能够对别的物体做功，就说物体具有能量。
动能：物体由于运动具有的能    势能：物体由于被举高或发生弹性形变具有的能
机械能：动能和势能的统称
2、决定动能大小的因素：
物体的动能与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越大，物体具有的动有就越大。
3、决定势能大小的因素：
物体的的重力势能与物体的质量和高度有关：质量越大，被举得越高，它具有的重力势能就越大。
物体的弹性势能与物体的弹性形变有关：弹性形变越大，具有的弹性势能也越大。
教后反思

ljalang

《合理利用机械能》练习
一、单选题
1、如图所示,青蛙从跳起到落地的过程中,它的重力势能 (　　).
  
A. 一直增大                       B. 一直减小            
    C. 先增大,后减小               D. 先减小,后增大   
2、据报道,一辆横穿铁路的拖拉机,因故障而停在铁道上,此时从远处驶来一列火车,尽管司机及时采取紧急制动措施,但缓缓驶近的列车还是将拖拉机撞飞了,这是因为火车的(　　).
A. 动能很大             B. 速度很大             C. 势能很大             D. 功率很大            
3、如图所示为某跳水运动员正在进行训练的情景,从起跳至落到水面的过程中,运动员的动能与重力势能变化的情况是(　　).
  
A. 动能一直减小,重力势能一直增大            
B. 动能一直增大,重力势能一直减小            
C. 动能先增大,后减小,重力势能先减小,后增大            
D. 动能先减小,后增大,重力势能先增大,后减小         
4、关于重力势能,下列说法正确的是(　　).
A. 离地面越高的物体重力势能越大            
B. 质量越大的物体重力势能越大            
C. 悬挂在顶棚上的电灯静止不动,它没有重力势能            
    D. 任何被举高的物体都具有重力势能            
5、下列物体只具有动能的是(　　).
A. 被运动员举着不动的杠铃             B. 沿坡路向上行驶的汽车            
C. 在水平地面上行驶的汽车             D. 站在树上的猴子            
6、关于动能,下列说法正确的是(　　).
A. 运动的物体一定只具有动能              B. 速度越大的物体,动能越大            
C. 汽车的动能一定比自行车的动能大        D. 物体由于运动而具有的能叫动能            
7、质量相等、半径相同的铅球、铁球和铝球,放在同一水平桌面上,它们具有的势能是(　　).
A. 铅球最大             B. 铁球最大      
C. 铝球最大             D. 一样大         
8、关于能的概念,以下说法正确的是(　　).
A. 用线悬吊着的小球,从竖直方向偏开一个角度后,因为小球不能做功,所以小球不具有能            
    B. 在空中飞行的子弹,因为它能够做功,所以子弹具有能            
    C. 甲物体比乙物体的速度大,则甲物体的动能一定比乙物体的动能大            
    D. 甲物体的位置比乙物体的位置高,则甲物体的势能一定比乙物体的势能大     
二、填空题
9、如图所示,两个相同的小车分别从同一斜面的不同高度由静止滑下,撞击水平面上的木块,该实验是探究动能与　　　　的关系,通过比较　　　　来比较动能的大小,木块因受到　　　　最终静止.
  
10、. “长征二号”运载火箭自带的燃料和助燃剂,是通过压缩体积的方式将含有氢和氧的气体　　　　(填物态变化名称)成液态储存在火箭内。它将“神舟八号”飞船送入预定轨道后,飞船从近地点向远地点运行过程中,机械能的转化过程为　　　　。
11、滚摆在上升过程中,　　　　能转化成势能;被拉长的橡皮筋具有　　　　能。
三、解答题
12、在探究“动能大小跟哪些因素有关”的实验中,课本“加油站”指出,“小球在光滑斜面上由静止开始下滑,到达斜面底端的速度只与起点的高度有关,起点越高,到达底端的速度越大。”请你从能量转化的角度解释其中的道理。
13、在2014年仁川亚运会上,我国举重队获得了7枚金牌,被称为“梦之队”.周璐璐夺取女子举重75 kg以上级金牌,并打破了世界记录.挺举时,运动员和杠铃总重为1 612 N,杠铃被举高1.5 m.
(1)已知运动员双脚与地面的接触面积共4×10-2 m2,求举起杠铃时运动员对地面的压强.
(2)已知挺举时举起杠铃的重为1 146 N,求运动员在举起杠铃的整个过程中对杠铃所做的功.
(3)说明运动员举起杠铃后,释放杠铃使其自由下落的过程中,动能和势能的转化情况.

《合理利用机械能》参考答案
1、【答案】 C
【解析】青蛙跳起后,先上升,后下落,高度先增加,后减小,其质量不变,所以其重力势能先增大,后减小,C正确.
2、【答案】A
【解析】拖拉机的重力较大,缓缓驶近的列车仍能够将拖拉机撞“飞”,说明列车具有较大的动能.物体的动能与质量和运动速度有关,尽管列车的速度较小,但因其质量巨大,因而具有较大的动能.
3、【答案】 D
【解析】运动员起跳后,先上升达到最高点,后下落,上升过程中速度减小,高度增大,到最高点时速度为零,后开始下落,高度减小,速度增大,到落水处速度最大,高度最小.所以其动能先减小,后增大,重力势能先增大,后减小,D正确.
4、【答案】D
【解析】重力势能的大小与质量和高度都有关,A,B错;悬挂的电灯在高处具有重力势能,C错;D正确.
5、【答案】C
【解析】杠铃被举着不动,只具有势能,A错;沿坡路行驶的汽车,即有动能又有势能,B错;水平地面上行驶的汽车只有动能,C对;站在树上的猴子只有势能,D错.
6、【答案】D
【解析】运动的物体如果在高处就即有动能又有势能,A错;速度大的物体,如果质量很小,动能不一定大,B错;汽车如果不动,而自行车运动,自行车比汽车的动能大,C错;D正确.
7. 【答案】 D
【解析】三球质量相等,半径相同,在同一水平桌面上,高庋相同,重力势能相同,D正确.
8、【答案】 B
【解析】悬吊着的小球偏开后,被举高后具有势能,A错;飞行的子弹具有动能也具有势能,能做功,B正确;甲比乙的速度大,但甲、乙的质量关系不知,甲的动能不一定大,C错;甲比乙高,但甲、乙的质量关系不知,势能大小无法确定,D错.
9、【答案】速度　木块移动的距离　摩擦力
【解析】 两个小车从斜面的不同高度滑下时,到达斜面底端的速度不同,而小车的质量相同,可见这是探究速度对物体动能的影响情况;小车动能的大小是通过木块被撞击后运动距离的远近反映出来的,这种研究物理问题的方法称为转换法;木块在平面上运动一段距离后会停下来,是因为受到摩擦阻力的结果,是所受摩擦力改变了其运动状态.
10、【答案】液化　动能转化为重力势能
【解析】物质由气态变成液态的过程叫做液化,压缩体积和降低温度都可以使气体液化。近地点处飞船的运动速度最大,动能最大,此时距地面最近,其重力势能最小;当向远地点运行时,飞船速度减小,动能减小,距地面变远,重力势能增大,即此过程中动能转化为重力势能。
11、【答案】动　弹性势(或势)
【解析】滚摆在上升过程中,速度逐渐减小,高度逐渐增加,动能逐渐转化为重力势能;物体由于发生弹性形变所具有的能叫做弹性势能。
12、【答案】同一小球,高度越高,重力势能越大;小球从斜面上滑下,重力势能转化为动能,起点越高,重力势能越大,到达斜面底端的动能就越大;质量不变时,当动能越大,速度就越大。
【解析】从能量转化的角度分析:重力势能转化为动能,斜面光滑,则能量守恒。动能与速度、质量有关。
13、(1)  4.03×104 Pa ; (2) 1 719 J; (3) 重力势能转化为动能.
【解析】(1)p= =4.03×104 Pa.
(2)W=Gh=1 146 N×1.5 m=1 719 J.
(3)杠铃自由下落过程中,重力势能转化为动能.