動能與勢能的轉(zhuǎn)換 金鑰匙科普教育網(wǎng)提供教學(xué)儀器和物理工具 金鑰匙科普教育網(wǎng)：《動能與勢能的轉(zhuǎn)換》教案例2 (1)教學(xué)目的1(了解動能與勢能的轉(zhuǎn)換)勢能可以相互轉(zhuǎn)化，可以是能量 舉個例子。2（能解釋動能和勢能相互轉(zhuǎn)化的簡單現(xiàn)象。（二）教具1（麥克斯韋滾擺。2（課本上的裝置）圖1-7，在彈簧片前加一個彈簧。3（單擺、球（或乒乓球）。（3）教學(xué)過程1（準(zhǔn)備問題：（1）什么誘因與動能的大小有關(guān)，如何確定一定質(zhì)量物體動能的變化，（2）什么誘因與勢能的大小有關(guān)，如何判斷重力勢能的變化動能和勢能的轉(zhuǎn)化，（證明鋼球滾下滑槽，滑槽之間的夾角應(yīng)盡可能小，使鋼球滾下滑槽的時間盡可能長動能和勢能的轉(zhuǎn)化，引導(dǎo)中學(xué)生觀察鋼球的垂直高度變化和速度變化，回答以上問題） 2（新課教學(xué)（1）動能和引力勢能可以相互轉(zhuǎn)化。 從實驗里面我們可以看到，當(dāng)鋼球沿著滑槽滾下時，高度增加，重力勢能減小； 速度變快，動能減小。 這個動能是如何形成的呢？ （引導(dǎo)中學(xué)生回答是重力勢能轉(zhuǎn)化而來。） 問：重力勢能可以轉(zhuǎn)化為動能，動能可以轉(zhuǎn)化為重力勢能嗎？ 提供教學(xué)儀器和物理工具 金鑰匙科普教育網(wǎng)：演示滾動擺動（將表針涂成黑白，以便中學(xué)生可以清楚地觀察怠速的變化），指導(dǎo)中學(xué)生觀察：鐘擺上升，表針轉(zhuǎn)動得越來越快； 上升時，手表的指針轉(zhuǎn)動得越來越慢，并解釋動能和重力勢能的變化，最終得出動能和重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化的推論。
（2）動能和彈性勢能可以相互轉(zhuǎn)化嗎？ 演示教材圖1-7（在水平槽末端加彈簧，使動能和彈性勢能的變化顯著顯示），引導(dǎo)中學(xué)生觀察：鋼球接觸彈簧后，速度增加，彈簧壓縮； 當(dāng)彈簧恢復(fù)時，變形減小，鋼球的速度變大，但方向相反（班主任要強調(diào)：動能與運動速度有關(guān)，與運動方向無關(guān)，因為物體可以在任何方向上工作）。 鋼球與彈簧之間的能量轉(zhuǎn)換應(yīng)分為兩個步驟：從鋼球壓緊彈簧到彈簧變形最大：鋼球的動能從最大變?yōu)榱悖撉虻膹椥詣菽茏兇蟆椈蓮牧愕阶畲蟮淖兓磩幽苻D(zhuǎn)化為彈性勢能。 ?從彈簧最大變形到原來形狀：彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為鋼球的動能。 (3)動能與勢能相互轉(zhuǎn)換的反例。 先讓中學(xué)生列舉日常生活中的例子，然后引導(dǎo)中學(xué)生觀察并分析以下例子： 演示簡單擺，引導(dǎo)中學(xué)生觀察擺球在最大高度時的速度和最高點，并解釋動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化。 人造衛(wèi)星：班主任首先強調(diào)衛(wèi)星在遠地點的勢能最大，在近地點的勢能最小。 問中學(xué)生：衛(wèi)星從遠地點移動到近地點時，速度如何變化，能量如何變化？ 引導(dǎo)中學(xué)生回答：衛(wèi)星從遠地點到近地點勢能減小，減小的勢能轉(zhuǎn)化為動能，因此速度減小。 讓中學(xué)生回答衛(wèi)星動能從近地點到遠地點的轉(zhuǎn)變。 撐竿跳：因為過程比較復(fù)雜，可以由班主任分析講解。
為了簡化問題，分析中不考慮起飛前助跑的作用。 沖刺的高度由跳躍的向下速度決定。 即起飛時的動能轉(zhuǎn)化為最低點的重力勢能。 撐竿跳高時，人在起跳時使撐桿彎曲（變形），此時人具有動能，撐桿具有彈性勢能。 在最低點，桿子恢復(fù)到原來的形狀。 人的動能和桿的彈性勢能都轉(zhuǎn)化為人的重力勢能。 因此，撐桿跳沖刺的高度要高于徒手沖刺的高度。 ？ 跳板跳水：引導(dǎo)中學(xué)生回答：人起跳時為什么要向上壓跳板？ （答案：使跳板變形，具有彈性勢能）。 人離開跳板時的動能從何而來？ ） 一個人身高騰飛的誘因是什么？ （答：由起跳時的動能決定，即跳板變形到最大時的彈性勢能。） 注：不討論人在空中的翻轉(zhuǎn)。 3（黑板設(shè)計金鑰匙科普教育網(wǎng)提供教學(xué)儀器、物理工具金鑰匙科普教育網(wǎng)：動能和重力勢能可以相互轉(zhuǎn)換。動能和彈性勢能可以相互轉(zhuǎn)換并跳起來（將球涂成黑色，使其落在涂有白色的橫木板上，觀察鐵塊上有白色的圓點），并提出問題，讓中學(xué)生討論回答：為什么鐵塊上反而有圓點的黑點，（答案：由于球的變形）彈性變形的球的彈性勢能從哪里來？它來自什么：（答案：由彈性勢能轉(zhuǎn)化）最后提出：球從一定高度落下，彈到最低點，展示了這個過程中能量的轉(zhuǎn)化科普教育網(wǎng)：（想學(xué)的中學(xué)生點名回應(yīng)）（二）彈跳高度演示球的角度每次都越來越低，滾動的高度也每次都越來越低。 ，（引導(dǎo)中學(xué)生回答：物體運動必須克服摩擦力和空氣阻力做功，并消耗物體的機械能。
最后，機械能完全被克服摩擦力和空氣阻力而消耗掉做功，所以物體最終會停下來。）班主任指出：消耗的機械能并沒有消失，而是轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。方法。 這個問題以后再學(xué)。 (3)物體只有做功才具有能量。 一個被舉高的物體在靜止?fàn)顟B(tài)下怎么能做功呢？ 既然不能做功，為什么說它有引力勢能呢？ ，但動能是由重力勢能轉(zhuǎn)化而來的，所以我們說勢能可以做功，但實際上，勢能可以轉(zhuǎn)化為動能來做功） (4) 鋼球也會彈起當(dāng)它落在厚板上時返回。 動能是如何轉(zhuǎn)化的？ 班主任強調(diào)，鋼球與厚板碰撞時，也會發(fā)生彈性變形，但這種變形很難察覺。 事實上，當(dāng)任何硬物碰撞時，它都會變形。 然后讓中學(xué)生回答。 5（排列（1）解釋了機械能的轉(zhuǎn)化過程如下：？雪橇滑下斜坡；射出；？兒子坐在吊床上，父親推了一下后，兒子自己蕩秋千。（2）當(dāng)你騎自行車，下坡時經(jīng)常要踩幾下踏板，加大油門，提高速度。從能量的轉(zhuǎn)化來說明這樣做的用處。（3）彈簧門可以自行關(guān)閉推開后，解釋一下這個物質(zhì)是如何依靠能量的轉(zhuǎn)化的。