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1、第十一章第 4 节 机械能及其转化导学案 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 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： 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 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） 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
2、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 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。 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 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
3、的位置。 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， 小球在 B 点动能最大，在 A （或 C） 点动能最小， 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
4、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 ） A B 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 ） A35J B50J C55J D65J 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
5、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
6、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 ） AA点机械能小于B点机械能 BD点动能最大，A点势能最大 CD点动能最大，A点机械能最大 DA点势能最大，机械能最大 水能和风能的利用 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。