二、動能與勢能的轉化 一、教學目標 1.了解動能與勢能的相互轉化，并能舉例說明動能與勢能的轉化。 2、能夠分析解釋簡單化學過程中的能量轉化，培養中學生理論聯系實際的能力。 3、對中學生開展愛國主義教育和節能教育。 其次，重點難點分析動能與勢能的轉換。 分析動能和勢能轉換過程。 3、教具：滾動、搖擺。 4、主要教學過程（-）介紹上節課所學的能量和機械能。 問：我們說什么樣的物體具有能量？ （請朋友回答）斧頭放在地上沒有能量，但掛在屋頂上就有能量。 其原因何在？ （2）新班屋頂上掛的斧頭有重力勢能。 一旦掛繩斷了，重力就會做功，重物就會獲得動能，于是撞到釘子上，最后停下來。 （整個過程）當斧頭落下時，重力勢能減小，函數減小。 重力勢能轉化為動能。 勢能可以轉化為動能。 （板書）反之動能和勢能的轉化，動能也可以轉化為勢能，見實驗。 實驗：（邊演示邊講解）這個裝置叫滾動搖擺，你先觀察它的運動（演示滾動搖擺實驗）。 再做一遍，注意觀察以下幾點：（1）成長過程中翻滾的速度如何變化，（2）上升階段速度如何變化。 （一邊看實驗一邊講過程）當擺在最高點時，有一定的勢能。 當鐘擺被舉起時，它會旋轉并變大。 隨著擺的增大，勢能逐漸減小，但轉得越來越快。 動能逐漸減??； 當懸掛線完全伸直且卷筒不再下降時，由于卷筒繼續旋轉，它又開始圍繞懸掛線上升。 在上升過程中，動能和勢能逐漸減小。 它再次上升到頂部，并重復之前的過程。 通過實驗以及我們對實驗的分析，我們知道： 1． 物體的動能和重力勢能可以相互轉化。 （板書）動能和勢能相互轉化的例子有很多。 我們來分析一下乒乓球從一定高度自由落體，不考慮空氣阻力，在不同階段的能量轉換：（1）乒乓球從一定高度自由落體到地面的過程中，（2）乒乓球接觸地面達到最大彈性形變的時刻；(3)乒乓球逐漸恢復原狀返回地面的時刻； (4)乒乓球垂直落下后垂直上升到最高點的過程中。 為了理解乒乓球運動在不同階段的轉變，應從能量的定義和擊球能量大小之間的關系來分析其能量。 乒乓球從高處落下的高度減小，重力勢能減小，速度減小，動能增大。 因此，(1)的答案是：小球的重力勢能轉化為動能。 乒乓球接觸地面后，由于地面的阻力，運動速度迅速降低，球的動能減少，球發生變形，所以過程(2)是：動能轉化為彈性勢能。 在變形恢復過程中，乒乓球的彈性勢能減小，得到下水率和彈性勢能的變化能量。 最后，球垂直上升，運動速度增大，高度減小，動能轉化為重力勢能。 在上面討論的乒乓球彈跳問題中，如果沒有空氣阻力，乒乓球在第二次、第三次跳到原來的高度時，機械能總量保持不變，只有動能和動能的轉換。運動過程中會產生勢能。 （三）“江河無邊流，流何流煤油”這句話荒謬嗎？ 從能源角度看，自來水和風都是蘊含大量機械能的自然資源，與煤焦、石油一樣是寶貴的電力資源。 利用水流的能量來做功需要使用液壓底盤。 “中國是世界上文明最早發達的國家之一”，我們的祖先早在1900多年前就發明了簡單的液壓底盤動能和勢能的轉化，見書第11頁。 5 張圖片。 這類液壓底盤的效率很低，現代液壓底盤——水輪機的效率可達90%以上。 水的動能越大，渦輪機能做的功就越多，而且通常湖泊的河床比較緩慢，流量不大。 為了減少水的動能，需要修建攔河壩，提高上游水位。 現代小水電站的攔河壩建得很高，甚至超過300米。 海潮和風力也擁有巨大的能量，而這種能量不穩定，特別是生物質能不易儲存，而風力發電機通常用來做一些間歇性的工作。 我國人口眾多，人均能源消費不足，節約能源、發展新能源還是非常有必要的。 （4）小結本章學到了——動能定義植物重力勢能1-勢能L彈性勢能機械能（5）課堂練習題1：在下面的敘述中，能量轉換植物水能（水力發電） ）借助機械能1-生物質能（風力發電）正確的是：（）如果有空氣阻力，每次翻滾的高度都會比前一次低，這說明動能和重力勢能量看似在轉換，但由于克服空氣阻力做功，機械能的總量在不斷減少。 當子體沿滑道勻速下降時，勢能變為動能，機械能總量保持不變。 人造月球衛星繞月球運行時，從遠地點運動到近地點時，勢能減少，動能減少，勢能轉化為動能，機械能總量不變（忽略空氣阻力）風力發電機的工作原理是：風的動能（即空氣的動能）轉化為發電機定子的動能，定子的動能被轉換成電能。 答案； A、C、D。 五、解釋能量的轉換 書中沒有提到機械能守恒定律，但機械能總量保持恒定是一個常見問題。 教學中將其作為習題推論，提出分析問題，從能量的定義以及影響能量大小的因素來分析能量的變化，有助于中學生理解和處理習題。 關于能力的運用，可以提出思考性問題，讓中學生讀完書后回答。 選擇教學還是自學取決于教學進度和中學生的學習能力。 中學生學習水平較好，建議增加練習：跳傘運動員從高空墜落時，打開降落傘后所受到的空氣阻力等于降落傘和跳傘者的重力總和時，跳傘者所擁有的機械能：（）動能、勢能和總機械能保持不變。 重力勢能減小，動能減小，總機械能不變，重力勢能減小，動能不變，總機械能減小。 重力勢能不變，動能為零，總機械能不變。 答案是C。本題將能量問題與運動、力聯系起來，同時考察中學生機械能的概念。 有的朋友認為由于平衡力的作用，物體在高空應該是靜止的，分析運動過程存在誤差。 有的朋友認為機械能的總量始終不變，但沒有仔細分析這道題的具體過程。 （上海交通大學第一中學李曉飛）
