机械能及其转化――刘军

乌鲁木齐市第39中学——刘军第五节机械能及其转化第五节机械能及其转化知识目标1、知道机械能包括动能和势能，能用实例说明动能和势能之间可以相互转化，能解释有关动能、重力势能和弹性势能之间相互转化的简单现象。2、初步理解机械能的含义。第五节机械能及其转化问题：蹦极作为一项娱乐健身活动，安全可靠，越来越受到青年们的喜爱。思考：在蹦极的过程中，动能和势能是怎样相互转化的？在能量的转化过程中有什么规律吗？第五节机械能及其转化二、合作探究1、动能和重力势能的相互转化演示：手拿一块橡皮停在空中，松手后橡皮下落，引导学生分析它的动能和势能的变化。结论：从高处下落的橡皮，下落的速度越来越快，它的动能增大，重力势能减小。【讨论】在上述现象中，橡皮的动能变大，是从何而来？橡皮的重力势能变小，又到哪儿去了？你对此有何猜想？第五节机械能及其转化【演示】如右图所示，把一个金属小球用细线悬挂起来，把小球拉到一定的高度A处，然后放开。发现小球A、B、C之间来回摆动，观察小球的运动情况，分析小球在各阶段动能和势能的大小，判断其中能的转化。ABC第五节机械能及其转化A到B的过程中，小球动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能；B到C的过程中，小球动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能。结论：由上述实验可以得出，动能和重力势能之间可以相互转化。第五节机械能及其转化2、动能和弹性势能的相互转化【讨论】既然动能和重力势能之间可以相互转化，那么动能和弹性势能之间可以相互转化吗？【演示】如图所示，在水平槽里竖立一个弹簧片，它的下端固定，让木球从斜槽滚入水平槽，撞击弹簧片，观察木球与弹簧片的碰撞过程，并思考其中能的转化。甲：木球刚刚接触弹簧片。乙：木球进一步把弹簧片压弯丙：弹簧片恢复原装把木球弹回第五节机械能及其转化在甲图与乙图中，木球接触弹簧片，速度越来越慢，最后静止，动能为零，弹簧片的弹性形变越来越大，弹性势能变大，动能转化为弹性势能。甲：木球刚刚接触弹簧片。乙：木球进一步把弹簧片压弯第五节机械能及其转化在乙图与丙图中，木球开始静止，后来受弹簧片的作用，速度越来越大，动能变大，弹簧片弹性形变越来越小，弹性势能变小，弹性势能转化为动能。乙：木球进一步把弹簧片压弯丙：弹簧片恢复原装把木球弹回第五节机械能及其转化结论：1、动能和弹性势能之间可以相互转化。它包括动能和重力势能的相互转化，动能和弹性势能的相互转化。2、物体各种形式的能量可以相互转化，动能和势能的相互转化只是能量转化中的一种形式，能量转化过程中总是有一种能量在减少，另一种能量增加。第五节机械能及其转化3、机械能学生阅读课本内容，认识机械能及其单位。结论：动能和势能的总和叫做机械能。机械能的单位是焦耳，简称为焦，用符号J表示。第五节机械能及其转化4、能量守恒【思考】在上述实验中，小球不断来回摆动，动能和重力势能不断地相互转化，发现它上升的高度一次比一次低，最后停止不动，这说明小球的机械能总量如何变化？在上述实验2中，木球被弹回的高度一次比一次低，最后静止在水平面上，这表明木球的机械能总量（填“变大”、“不变”或“变小”）变小第五节机械能及其转化【知识运用】如图所示，用绳子拴住苹果并悬挂起来，把苹果拉近自己的鼻子后松手，苹果将向前摆去，接着又反向摆动回去，你原地不动，苹果会打到你的鼻子吗？苹果在不断摆动的过程中，距离你鼻子的距离有什么变化？第五节机械能及其转化在这个实验中，苹果（填“会”、“不会”）打到鼻子，距离鼻子的距离（填“变大”、“不变”或“变小”）。这表明苹果的机械能总量（填“变小”、“变大”或“不变”）。由此可见，在机械能的相互转化过程中，机械能总量可能减小。动能和势能是可以相互转化的，如果不计摩擦，动能和势能在相互转化过程中，机械能总量保持不变，这就是机械能守恒定律不会变大变小第五节机械能及其转化三、课堂小结1、动能和重力势能相互转化物体在只受重力作用竖直上升过程中，高度增大，速度减小，所以重力势能在增大，动能减小，这时动能转化为重力势能；物体在下落过程中，它的重力势能减小，动能增大。第五节机械能及其转化2、动能和弹性势能可以相互转化当物体的弹性形变的程度增大时，弹性势能增大；当物体的弹性形变的程度减小时，弹性势能减小。【注意】在具体事例中，要分析物体的速度、高度、弹性形变大小间是否存在着相互联系的变化关系，从而确定物体的动能和势能是否发生相互转化第五节机械能及其转化3、机械能及其守恒定律（1）动能与势能的总和叫机械能。（2）如果只有动能和势能的相互转化过程中，除重力和弹力之外再没有别的力对物体做功，物体也不克服重力和弹力之外做功，则机械能守恒。练习分析下列物体能量的转化:运动的卫星荡着的秋千拉弓射箭运动员在蹦床上表演思考一架飞机匀速在空中飞行,高度不变,飞行中不断投掷救灾物资,分析此过程动能、重力势能、机械能的变化.人造地球卫星