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      2. 初二下冊物理教案:機械能及其轉化

        時間:2021-04-05 20:54:54 教案 我要投稿

        初二下冊物理教案:機械能及其轉化

          (一)教學目標

        初二下冊物理教案:機械能及其轉化

          1、知識與技能

          (1) 通過對滾擺實驗的分析,理解動能和重力勢能的相互轉化。

          (2) 通過引導學生舉例并解釋一些有關動能和重力勢能、彈性勢能相互轉化的簡單物理現象,理解動能和勢能可以相互轉化。

          2、過程與方法

          (1) 培養(yǎng)學生運用能的轉化知識分析有關物理現象的轉化。

          (2) 培養(yǎng)學生從能量觀點分析問題的意識。

          3、情感與價值觀

          通過閱讀“科學世界”人造地球衛(wèi)星,結合我國航天事業(yè)的發(fā)展,對學生進行愛國主義教育。

          (二)教學重難點

          1、重點:正確引導學生進行實驗,得出動能和勢能可以相互轉化的結論。

          2、難點:組織、指導學生認真觀察滾擺實驗并進行分析、歸納,領會機械能守恒的條件。

          (三)教學準備

          滾擺,棉線,鐵鎖,人造衛(wèi)星掛圖。

          (四)教學過程

          1.復習

          手持粉筆頭高高舉起。以此事例提問:被舉高的粉筆具不具有能量?為什么?

          2.引入新課

          學生回答提問后,再引導學生分析粉筆頭下落的過程。首先提出,當粉筆頭下落路過某一點時,粉筆頭具有什么能量?(此時既有重力勢能,又有動能)繼而讓學生比較在該位置和起始位置,粉筆頭的重力勢能和動能各有什么變化?(重力勢能減少,動能增加)

          3.進行新課

          在粉筆頭下落的過程,重力勢能和動能都有變化,自然界中動能和勢能變化的事例很多,下面我們共同觀察滾擺的運動,并思考動能和勢能的變化。

          實驗1:滾擺實驗。

          圖14.5-1,出示滾擺,并簡單介紹滾擺的構造及實驗的做法。事先應在擺輪的側面某處涂上鮮明的顏色標志,告訴學生觀察顏色標志,可以判斷擺輪轉動的快慢。

          引導學生復述并分析實驗中觀察到的現象。開始釋放擺輪時,擺輪在最高點靜止,此時擺輪只有重力勢能,沒有動能。擺輪下降時其高度降低,重力勢能減少;擺輪旋轉著下降;而且越轉越快,其動能越來越大。擺輪到最低點時,轉動最快,動能最大;其高度最低,重力勢能最小。在擺輪下降的'過程中,其重力勢能逐漸轉化為動能。

          仿照擺輪下降過程的分析,得出擺輪上升過程中,擺輪的動能逐漸轉化為重力勢能。

          “想想做做”用鐵鎖做單擺。

          此實驗擺繩宜長些,擺球宜重些。最好能掛在天花板上,使單擺在黑板前,平行于黑板振動,以便在黑板上記錄擺球運動路線中左、右最高點和最低點的位置。分析單擺實驗時,擺球高度的變化比較直觀,而判斷擺球速度大小的變化比較困難,可以從擺球在最高點前后運動方向不同,分析擺球運動到最高點時的速度為零,作為這一難點的突破口。

          綜述實驗,說明動能和重力勢能是可以相互轉化的。

          實驗2:彈性勢能和動能的相互轉化。

          演示能和彈性勢能的轉化實驗。實驗可分兩步做。首先手持著木球將彈簧片推彎,而后突然釋放木球,木球在彈簧片的作用下在水平槽內運動。讓學生分析在此過程中,彈性勢能轉化為動能。第二步實驗,讓木球從斜槽上端滾下,讓學生觀察木球碰擊彈簧片的過程。然后,分析動能轉化為彈性勢能和彈性勢能轉化為動能的過程。得出:動能和彈性勢能也是可以相互轉化的。

          自然界中動能和勢能相互轉化的事例很多。其中有一些比較直觀,例如:物體從高處落下、瀑布流水等這些事例也可以讓學生列舉,說明動能和勢能的相互轉化。有些事例比較復雜,例如:踢出去的足球在空中沿一條曲線(拋物線)運動過程中,動能和勢能是如何相互轉化的呢?(板畫足球軌跡,依圖分析)首先我們來分析足球離地面的高度的變化,這是判斷足球重力勢能變化的依據。很明顯,在上升過程中足球的重力勢能增加;在下降過程中重力勢能減少。接著再分析足球的速度。足球在最高點時不再上升,說明它向上不能再運動。所以,足球在上升過程中,速度逐漸變。辉谙陆颠^程中速度又逐漸變大。通過以上分析,可以看到足球在上升階段動能轉化為重力勢能;在下降階段重力勢能轉化為動能。

          4.科學世界

          1.人造地球衛(wèi)星在運行過程中,也發(fā)生動能和重力勢能的相互轉化。人造地球衛(wèi)星大家并不陌生,然而圍繞人造衛(wèi)星,同學們還有許多的謎沒有揭開。例如:人造衛(wèi)星為什么能繞地球運轉而不落下來?在人造衛(wèi)星內失重是怎么回事?等等,這些問題還有待于同學們進一步學習,今天我們只討論衛(wèi)星運行過程中,動能和重力勢能的相互轉化。

          人造衛(wèi)星繞地球沿橢圓軌道運行,它的位置離地球有時近、有時遠。(出示我國發(fā)射的第一顆人造衛(wèi)星軌道圖)現以我國發(fā)射的第一顆人造衛(wèi)星為例,它離地球最近時(此處叫近地點)離地面439公里,離地球最遠時(此處叫遠地點)離地面高度是2384公里,它繞地球一周的時間是114分鐘。它在近地點時,速度最大,動能最大;此時離地地面最近,重力勢能最小。衛(wèi)星由近地點向遠地點運行時動能減小,重力勢能增大,動能向重力勢能轉化。直到遠地點時,動能最小,重力勢能最大。衛(wèi)星由遠地點向近地點運行時,重力勢能向動能轉化。在衛(wèi)星運行過程中,不斷地有動能和勢能的相互轉化。

          2.關于人造衛(wèi)星的知識,學生是非常感興趣的,鑒于學生的知識基礎,難以使學生揭開謎底,往往由此而損傷學生的求知欲。本節(jié)課如有可能,也可通俗地介紹衛(wèi)星為什么能繞地球運行。講法上可用想象推理的方法。

          參看圖1,水平地拋出一個物體,由于地球的吸引,它會落回地面,但是拋出的物體速度越快,它飛行的距離越遠。人拋物體,拋出的距離不過幾十米,但汽、槍、子、彈能飛行幾百米,步槍、子、彈能飛行幾千米,而炮彈能飛行幾十公里。我們可以設想,物體的速度足夠大時,它就能永遠不落回地面,圍繞地球旋轉。這個速度大約是8公里/秒。如果速度再大些,物體繞地球運行的軌道就由圓形變?yōu)闄E圓形。人造衛(wèi)星就是根據這個道理發(fā)射的。

          (五)小結

          (六)作業(yè)

          動手動腦學物理

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