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“動(dòng)能和勢能的轉(zhuǎn)化”教案示例之二
“動(dòng)能和勢能的轉(zhuǎn)化”教案示例之二
（一）教學(xué)目的
1．理解動(dòng)能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化并能舉例說明。
2．能解釋有關(guān)動(dòng)能和勢能相互轉(zhuǎn)化的簡單現(xiàn)象。
（二）教具
1．麥克斯韋滾擺。
2．課本圖1-7的裝置，在彈簧片前加一彈簧。
3．單擺、皮球（或乒乓球）。
（三）教學(xué)過程
1．復(fù)習(xí)提問
(1)動(dòng)能的大小與哪些因素有關(guān)？怎樣判斷質(zhì)量一定的物體的動(dòng)能的變化？
(2)勢能的大小與哪些因素有關(guān)？怎樣判斷重力勢能大小的變化？
�。ㄑ菔句撉驈男辈蹪L下，斜槽傾角應(yīng)盡量小一些，使鋼球從斜槽滾下的時(shí)間盡量長一些，引導(dǎo)學(xué)生觀察鋼球豎直高度的變化和速度的變化，回答上述問題）
2．新課教學(xué)
(1)動(dòng)能和重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化。
從上面實(shí)驗(yàn)可以看到，鋼球從斜槽滾下的過程中，高度降低，重力勢能減��；速度變快，動(dòng)能增大，這個(gè)動(dòng)能是怎樣產(chǎn)生的？（引導(dǎo)學(xué)生回答是由重力勢能轉(zhuǎn)化來的）
問：重力勢能可以轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，動(dòng)能可不可以轉(zhuǎn)化為重力勢能呢？
演示滾擺（將擺輪涂成黑白相間，使學(xué)生明顯觀察到轉(zhuǎn)速的變化），引導(dǎo)學(xué)生觀察：擺下降時(shí)，擺輪越轉(zhuǎn)越快；擺上升時(shí)，擺輪越轉(zhuǎn)越慢，并說明動(dòng)能和重力勢能變化的情況，最后得出動(dòng)能和重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化的結(jié)論。
(2)動(dòng)能和彈性勢能可以相互轉(zhuǎn)化嗎？
演示課本圖1-7（水平槽末端加一彈簧，以使動(dòng)能和彈性勢能的變化明顯顯示出來），引導(dǎo)學(xué)生觀察：鋼球接觸彈簧后，速度減小，彈簧壓縮；彈簧恢復(fù)時(shí)，形變減小，鋼球速度變大，但方向反過來了（教師應(yīng)指出：動(dòng)能大小跟運(yùn)動(dòng)快慢有關(guān)，跟運(yùn)動(dòng)方向無關(guān)，因?yàn)槲矬w向任何方向運(yùn)動(dòng)都能做功）。
對鋼球和彈簧間的能的轉(zhuǎn)化，應(yīng)分兩步講：①從鋼球壓彈簧開始到彈簧形變最大：鋼球動(dòng)能由最大變到零，彈簧彈性勢能由零到最大，即動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢能。②從彈簧形變最大到恢復(fù)原狀：彈簧彈性勢能又轉(zhuǎn)化為鋼球的動(dòng)能。
(3)動(dòng)能和勢能相互轉(zhuǎn)化的例子。
先讓學(xué)生列舉日常生活中例子，然后引導(dǎo)學(xué)生觀察和分析下列事例：
�、傺菔締螖[，引導(dǎo)學(xué)生觀察擺球在高度最大處和最低點(diǎn)的速度大小，說明動(dòng)能和勢能的相互轉(zhuǎn)化。
②人造衛(wèi)星：教師先指出：衛(wèi)星在遠(yuǎn)地點(diǎn)，勢能最大，在近地點(diǎn)勢能最小。問學(xué)生：衛(wèi)星由遠(yuǎn)地點(diǎn)向近球點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中，速度怎樣變化？能量怎樣轉(zhuǎn)比？引導(dǎo)學(xué)生回答：衛(wèi)星由遠(yuǎn)地點(diǎn)到近地點(diǎn)，勢能減小了，減小的勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，故速度增大。再讓學(xué)生回答衛(wèi)星由近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)能的轉(zhuǎn)化情況。
�、蹞胃吞撸河捎谶^程比較復(fù)雜，可由教師分析講解。為使問題簡化，分析時(shí)一律不考慮起跳前助跑的作用。
徒手跳高的高度由起跳時(shí)向上的速度決定。即起跳時(shí)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為最高點(diǎn)的重力勢能。
撐竿跳高時(shí)，人在起跳時(shí)使撐竿彎曲（形變），這時(shí)人具有動(dòng)能，撐竿具有彈性勢能。到最高點(diǎn)時(shí)，撐竿恢復(fù)原狀。人的動(dòng)能和撐竿的彈性勢能都轉(zhuǎn)化為人的重力勢能。
故撐竿跳高比徒手跳高的高度大。
�、偬逄阂龑�(dǎo)學(xué)生回答：起跳時(shí)為什么人要向下猛壓跳板？（答：使跳板形變，具有彈性勢能）人離開跳板時(shí)的動(dòng)能是哪里來的？（答：跳板的彈性勢能轉(zhuǎn)化來的）人起跳的高度由什么因素決定？（答：由起跳時(shí)的動(dòng)能，也就是由跳板形變最大時(shí)的彈性勢能決定）
注意：不討論人在空中的翻轉(zhuǎn)。
3．板書設(shè)計(jì)
動(dòng)能和重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化。
動(dòng)能和彈性勢能可以相互轉(zhuǎn)化
4．想想議議
(1)演示皮球的下落和跳起（將皮球涂黑使它落在涂白的水平木板上，觀察木塊上的黑色圓斑），并提出問題，讓學(xué)生討論回答：
為什么木塊上是圓斑，而不是黑點(diǎn)？（答：因?yàn)槠で虬l(fā)生了形變）
發(fā)生彈性形變的皮球具有的彈性勢能是哪里來的？（答：由動(dòng)能轉(zhuǎn)化來的）
皮球反跳有向上的速度，即具有動(dòng)能，這個(gè)動(dòng)能是哪里來的：（答：彈性勢能轉(zhuǎn)化來的）
最后提出：皮球從一定高度落下，反跳到最高點(diǎn)，說明這一過程能的轉(zhuǎn)化情況？
�。c(diǎn)名要學(xué)習(xí)好的學(xué)生回答）
(2)演示皮球反跳高度一次比一次低，再演示滾擺高度也是一次比一次低．最后都要停下來，問：這是什么原因呢？
（引導(dǎo)學(xué)生回答：物體運(yùn)動(dòng)要克服摩擦和空氣阻力做功，要消耗物體的機(jī)械能。最后機(jī)械能完全被用來克服摩擦和空氣阻力做功消耗掉了，所以物體最后要停下來）
教師點(diǎn)明：消耗掉的機(jī)械能并未消失，而是轉(zhuǎn)化為其他形式的能了。這個(gè)問題以后將學(xué)到。
(3)物體能做功才具有能，舉高的物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，怎能做功？既然不能做功，為什么說它具有重力勢能？
�。ㄒ龑�(dǎo)學(xué)生回答：舉高的物體落下來具有動(dòng)能，動(dòng)能可以做功，但動(dòng)能是由重力勢能轉(zhuǎn)化來的，故我們說勢能可以做功，實(shí)際上是勢能可以轉(zhuǎn)化為動(dòng)能而做功）
(4)鋼球落在鋼板上，也會(huì)反跳起來，反跳時(shí)的動(dòng)能是怎樣轉(zhuǎn)變來的？教師指出：鋼球和鋼板相碰，也要發(fā)生彈性形變，只是這個(gè)形變較難覺察。事實(shí)上，任何堅(jiān)硬的物體相碰時(shí)，都要發(fā)生形變。
然后讓學(xué)生回答。
5．布置作業(yè)
(1)說明下列過程中機(jī)械能的轉(zhuǎn)化：
�、傺┣翉纳狡律匣拢�
�、谂趶棌呐诳谛毕蛏仙涑�，又落到遠(yuǎn)處地上；
�、弁婢邚椈蓸寣ⅰ白訌棥鄙涑鋈ィ�
�、苄『⒆谇锴�，在媽媽推了一次以后，自己蕩著。
(2)你騎自行車時(shí)，在上坡前往往要加緊蹬幾下；汽車司機(jī)在開車上坡前，也往往要加大油門，加大速度。從能的轉(zhuǎn)化來說明這樣做的好處。
(3)彈簧門在推開以后能自己關(guān)閉。說明這件事怎樣利用了能的轉(zhuǎn)化。
（以上三題即課本機(jī)械能一章習(xí)題第4、5、6題）
注：人教版九年義務(wù)教育初中物理課本第二冊
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