二、动能与势能的转化 一、教学目标 1.了解动能与势能的相互转化，并能举例说明动能与势能的转化。 2、能够分析解释简单化学过程中的能量转化，培养中学生理论联系实际的能力。 3、对中学生开展爱国主义教育和节能教育。 其次，重点难点分析动能与势能的转换。 分析动能和势能转换过程。 3、教具：滚动、摇摆。 4、主要教学过程（-）介绍上节课所学的能量和机械能。 问：我们说什么样的物体具有能量？ （请朋友回答）斧头放在地上没有能量，但挂在屋顶上就有能量。 其原因何在？ （2）新班屋顶上挂的斧头有重力势能。 一旦挂绳断了，重力就会做功，重物就会获得动能，于是撞到钉子上，最后停下来。 （整个过程）当斧头落下时，重力势能减小，函数减小。 重力势能转化为动能。 势能可以转化为动能。 （板书）反之动能和势能的转化，动能也可以转化为势能，见实验。 实验：（边演示边讲解）这个装置叫滚动摇摆，你先观察它的运动（演示滚动摇摆实验）。 再做一遍，注意观察以下几点：（1）成长过程中翻滚的速度如何变化，（2）上升阶段速度如何变化。 （一边看实验一边讲过程）当摆在最高点时，有一定的势能。 当钟摆被举起时，它会旋转并变大。 随着摆的增大，势能逐渐减小，但转得越来越快。 动能逐渐减小； 当悬挂线完全伸直且卷筒不再下降时，由于卷筒继续旋转，它又开始围绕悬挂线上升。 在上升过程中，动能和势能逐渐减小。 它再次上升到顶部，并重复之前的过程。 通过实验以及我们对实验的分析，我们知道： 1． 物体的动能和重力势能可以相互转化。 （板书）动能和势能相互转化的例子有很多。 我们来分析一下乒乓球从一定高度自由落体，不考虑空气阻力，在不同阶段的能量转换：（1）乒乓球从一定高度自由落体到地面的过程中，（2）乒乓球接触地面达到最大弹性形变的时刻；(3)乒乓球逐渐恢复原状返回地面的时刻； (4)乒乓球垂直落下后垂直上升到最高点的过程中。 为了理解乒乓球运动在不同阶段的转变，应从能量的定义和击球能量大小之间的关系来分析其能量。 乒乓球从高处落下的高度减小，重力势能减小，速度减小，动能增大。 因此，(1)的答案是：小球的重力势能转化为动能。 乒乓球接触地面后，由于地面的阻力，运动速度迅速降低，球的动能减少，球发生变形，所以过程(2)是：动能转化为弹性势能。 在变形恢复过程中，乒乓球的弹性势能减小，得到下水率和弹性势能的变化能量。 最后，球垂直上升，运动速度增大，高度减小，动能转化为重力势能。 在上面讨论的乒乓球弹跳问题中，如果没有空气阻力，乒乓球在第二次、第三次跳到原来的高度时，机械能总量保持不变，只有动能和动能的转换。运动过程中会产生势能。 （三）“江河无边流，流何流煤油”这句话荒谬吗？ 从能源角度看，自来水和风都是蕴含大量机械能的自然资源，与煤焦、石油一样是宝贵的电力资源。 利用水流的能量来做功需要使用液压底盘。 “中国是世界上文明最早发达的国家之一”，我们的祖先早在1900多年前就发明了简单的液压底盘动能和势能的转化，见书第11页。 5 张图片。 这类液压底盘的效率很低，现代液压底盘——水轮机的效率可达90%以上。 水的动能越大，涡轮机能做的功就越多，而且通常湖泊的河床比较缓慢，流量不大。 为了减少水的动能，需要修建拦河坝，提高上游水位。 现代小水电站的拦河坝建得很高，甚至超过300米。 海潮和风力也拥有巨大的能量，而这种能量不稳定，特别是生物质能不易储存，而风力发电机通常用来做一些间歇性的工作。 我国人口众多，人均能源消费不足，节约能源、发展新能源还是非常有必要的。 （4）小结本章学到了——动能定义植物重力势能1-势能L弹性势能机械能（5）课堂练习题1：在下面的叙述中，能量转换植物水能（水力发电） ）借助机械能1-生物质能（风力发电）正确的是：（）如果有空气阻力，每次翻滚的高度都会比前一次低，这说明动能和重力势能量看似在转换，但由于克服空气阻力做功，机械能的总量在不断减少。 当子体沿滑道匀速下降时，势能变为动能，机械能总量保持不变。 人造月球卫星绕月球运行时，从远地点运动到近地点时，势能减少，动能减少，势能转化为动能，机械能总量不变（忽略空气阻力）风力发电机的工作原理是：风的动能（即空气的动能）转化为发电机定子的动能，定子的动能被转换成电能。 答案； A、C、D。 五、解释能量的转换 书中没有提到机械能守恒定律，但机械能总量保持恒定是一个常见问题。 教学中将其作为习题推论，提出分析问题，从能量的定义以及影响能量大小的因素来分析能量的变化，有助于中学生理解和处理习题。 关于能力的运用，可以提出思考性问题，让中学生读完书后回答。 选择教学还是自学取决于教学进度和中学生的学习能力。 中学生学习水平较好，建议增加练习：跳伞运动员从高空坠落时，打开降落伞后所受到的空气阻力等于降落伞和跳伞者的重力总和时，跳伞者所拥有的机械能：（）动能、势能和总机械能保持不变。 重力势能减小，动能减小，总机械能不变，重力势能减小，动能不变，总机械能减小。 重力势能不变，动能为零，总机械能不变。 答案是C。本题将能量问题与运动、力联系起来，同时考察中学生机械能的概念。 有的朋友认为由于平衡力的作用，物体在高空应该是静止的，分析运动过程存在误差。 有的朋友认为机械能的总量始终不变，但没有仔细分析这道题的具体过程。 （上海交通大学第一中学李晓飞）
