导学设计,一、机械能,学点1 能量与做功的关系,观察如下图画，回答下列问题：,问题1：风吹动帆船在海面上航行，风对帆船做了功，说明风具有_ ；摆放整齐的瓶子被保龄球推向坑道，说明滚动的保龄球也具有_ 。,一、机械能,问题2：一个物体能够对外_ ，我们就说该物体具有_ ，简称_。物体能够做的功越多，具有的_就越大。,能量,能量,做功,能量,能,能,一、机械能,问题1：奔跑的骏马、行驶的汽车、踢飞的足球，它们的共同特点是都在_ ，我们把物体由于_具有的能叫作动能。,学点2 动能及影响因素,运动,运动,一、机械能,(2)课间活动时，当你和速度相同的胖、瘦两个同学分别相撞，你的感觉相同吗？或和质量相近，但速度不同的两个同学相撞，你的感觉相同吗？物体的动能与什么因素有关呢？利用身边的器材，做如下几组实验：,实验1：如图S1013甲所示 ，让质量相同的小球A和B从不同高度滚下，比较它们的速度大小。,一、机械能,问题2：如图甲所示，质量相同的小球从不同高度自由滚下后，在水平面上的速度不同，小球在斜面上位置越高，获得的速度_ ；如图乙所示，不同质量的小球从相同的高度滚下，在水平面上的速度_ 。,越大,相同,一、机械能,问题3：由此可知，小球到达水平面上的速度与其在斜面上的高度_ ，和其质量_ (两空均选填“无关”或“有关”)。我们让小球从斜面上不同的高度滚下是为了获得_。,有关,无关,不同的速度,一、机械能,实验3：如图S1014甲所示 ，让质量相同的小球C和D从不同高度滚下，比较小球对纸盒做功的多少。,实验4：如图丁所示，让质量不同的小球从相同高度滚下，比较小球对纸盒做功的多少。,图S1014,一、机械能,问题4：如图丙所示，质量相同的小球，从不同的高度滚下后，速度较大的小球推动纸盒移动的距离较远，说明物体的动能与_有关。,速度,问题5：如图丁所示，质量不同的小球从相同的高度滚下，质量较大的小球推动纸盒移动的距离较远，说明物体的动能与_有关。,质量,一、机械能,问题6：我们在探究小球的速度对动能的影响时，控制小球的质量不变；在探究质量对动能的影响时，控制小球的速度不变，即在探究一个变量对实验的影响时，控制其他的量不变，这种方法叫作_ ；小球的动能大小不易观察，可以通过小球推动纸盒移动距离的大小来表示它的动能大小，这种方法叫作_。,控制变量法,转换法,一、机械能,学点3 重力势能及影响因素,问题1：夯式打桩机举高的重锤、高层的花盆、高空的飞机，它们离地面都有一定的_ ，我们把受到重力的物体被_后具有的能叫作重力势能。,高度,举高,一、机械能,(2)为了探究重力势能大小与哪些因素有关，小明找到A、B、C三个体积相同的小球。让小球从高处自由落下，通过观察小球砸入沙坑的深浅程度来比较重力势能的大小，其中mAmBmC，三次实验结果如图S1016所示 。,图S1016,一、机械能,问题2：图甲和图乙中两小球_相同，_不同，高度较_的小球砸入沙坑较深些，说明重力势能的大小与_有关。,质量,高度,大,高度,问题3: 图甲和图丙中两小球所处_相同， _不同，质量较_的小球砸入沙坑较深些，说明重力势能的大小与_有关。,问题4：类比探究影响动能大小的因素的实验，本次实验也用到了多种研究物理问题的方法，请你任意指出其中一种方法： _ 。,高度,质量,大,质量,控制变量法(或转换法),一、机械能,学点4 弹性势能及影响因素,问题1：拉开的弓、压缩的弹簧、挤压的网球拍，它们的共同特点是_ ，我们把具有弹性的物体发生_后具有的能叫作弹性势能。,发生了形变,形变,一、机械能,一、机械能,实 验：将小球置于弹簧的右端，将同一个弹簧每次压缩不同的长度(弹簧被压缩后未超过其弹性限度)，松开后小球弹开钻入同一位置的相同纸盒，并留在其中，分析比较纸盒_，从而比较同一弹簧在不同弹性形变时弹性势能的大小。,被推动距离的远近,问题2：弹簧被压缩的程度越大，即弹簧的 _越大，纸盒被推动得越远，说明同一物体的弹性势能和_有关。,形变量,弹性形变程度,一、机械能,学点5 动能和势能的转化 机械能守恒,问题1：物体的动能和势能之间是可以转化的，如图S1019所示是小刚同学做的单摆实验，小球从B点上升到C点的过程中，它的速度_，高度_，所以动能_，重力势能_，_转化为_；小球从C点下落到B点的过程中，它的速度_，高度_，动能 _，重力势能_， _转化为_。,变小,增加,减少,增加,动能,重力势能,变大,减少,增加,减少,重力势能,动能,图S1019,一、机械能,问题2：机械能在什么情况下守恒？ 物体的动能和势能统称为_ ，它们之间是可以转化的，在_的过程中，机械能是守恒的。如图S10110所示 ，一个小球由静止从光滑曲面的顶端自由滑下，忽略空气阻力，若它在顶端的重力势能为65 J，则滑到底端的动能是_。,机械能,只有动能和势能相互转化,65J,图S1014,例1 下列物体中，既有动能又有势能的是( ) A在平地上滚动的足球 B被运动员举着不动的杠铃 C在空中飞行的小鸟 D被压扁的皮球,应用示例,一、机械能,C,类型一 对动能、弹性势能、重力势能概念的理解,一、机械能,解析 在平地上滚动的足球，有质量，有速度，具有动能；足球在平地上，没有被举高，不具有重力势能。被运动员举着不动的杠铃，有质量，有高度，具有重力势能；杠铃没有运动，不具有动能。在空中飞行的小鸟，有质量，有速度，又在高空，既具有动能又具有重力势能。被压扁的皮球，发生了弹性形变，具有弹性势能。,一、机械能,方法指导理解动能、弹性势能和重力势能 一切运动的物体都具有动能，一切发生弹性形变的物体都具有弹性势能，一切具有高度的物体都具有重力势能。动能的关键是“动”，弹性势能的关键是有“弹性形变”，重力势能的关键是物体在“高处”能下落。没有发生弹性形变的弹簧、橡皮筋等弹性物体不具有弹性势能。动能、弹性势能、重力势能是机械能的三种形式，一个物体可以同时具有多种形式的能量。,一、机械能,例2 2017宿迁改编在“探究影响动能大小的因素”实验中，如图1012a、b、c所示，让质量为m、2m的两个小球分别从斜面上由静止滚下，小球撞击放在水平木板上的木块，使木块滑动，虚线位置为木块滑动一段距离后停止的位置。,类型二 影响动能大小的因素,一、机械能,(1)实验中通过_反映小球动能的大小。 (2)比较_两图的实验，可以探究小球的动能与速度的关系。 (3)比较a、b两图的实验，可以得到 小球的动能随质量的增大而_。,木块滑动距离的远近,a、c,增大,图1012,一、机械能,解析 (1)实验中通过比较木块滑动的距离远近来反映小球动能的大小。 (2)探究小球的动能与速度的关系，应控制质量相同，速度不同，应使质量相同的小球从不同的高度滚下，故选a、c两图。 (3)比较a、b两图的实验，质量不同的小球从相同高度滚下，质量大的小球推动木块运动的距离远，故结论为：小球的动能随质量的增大而增大。,一、机械能,实验点拨动能的大小不能直接测量，在实验中采用转换法(本题中利用小球推动木块运动距离的远近反映小球动能的大小)比较；动能的大小与物体的质量、速度有关，在实验探究时采用控制变量法(在质量相同的条件下，探究动能与物体运动速度的关系；在运动速度相同的条件下，探究动能与物体质量的关系)。,一、机械能,例3 为探究“重力势能的大小与什么因素有关”，小明利用带有四个铁钉的小方桌、沙箱及质量不同的重物设计并进行了如图1013所示的实验。,类型三 影响势能大小的因素,图1013,一、机械能,(1)实验中通过观察_来判断物体重力势能的大小。 (2)要探究重力势能大小与高度的关系，应选择图_和图_进行分析比较。 (3)图乙和图丙探究的问题是_。全品导学号：62512003,小方桌陷入沙中的深浅,甲,乙,高度相同时，重力势能的大小与质量的关系,一、机械能,解析 (1)实验中通过观察小方桌陷入沙中的深浅来判断物体重力势能的大小。(2)要探究重力势能大小与高度的关系， 需保持重物的质量相同，改变重物所处的高度，所以图甲和图乙是探究重力势能的大小与高度的关系。(3)由题图可以看出，图乙和图丙中重物所处的高度均为h2，高度相同，而质量不同，所以图乙和图丙探究的问题是：高度相同时，重力势能的大小与物体质量的关系。,一、机械能,实验点拨重力势能的大小不能直接测量，可以采用转换法用直观现象来表示(本题中用小方桌陷入沙中的深浅反映重力势能的大小)。重力势能的大小与物体的质量、高度有关，在实验探究时采用控制变量法(在质量相同的条件下，探究重力势能与高度的关系；在高度相同的条件下，探究重力势能与物体质量的关系)。,一、机械能,例4 如图1014所示，用手将一重为G的铁球缓慢放在一个弹簧上，放手后，铁球从A位置开始向下运动，到达B位置时速度达到最大，到达C位置时小球的速度变为零。 已知AC间的高度差为h，则铁球从A位 置到达C位置，铁球的重力做功为 _；在此过程中，弹簧的弹性 势能增加量为_。,类型四 动能和势能的相互转化,Gh,Gh,图1014,一、机械能,铁球从B位置到达C位置的过程中，铁球所受的重力_(选填“大于”“小于”或“等于”)弹簧所施加的弹力。(整个过程中不计能量损耗)全品导学号：62512004,小于,一、机械能,解析铁球从A位置到达C位置的过程中，铁球的重力做功为WFsGh，在此过程中，铁球的重力势能减少(减少量为Gh)，弹簧的弹性势能增加，铁球的重力势能转化为弹簧的弹性势能，在不计能量损耗时，弹簧的弹性势能的增加量等于铁球的重力势能的减少量。铁球从B位置到达C位置的过程中，铁球只受重力和弹力作用且运动速度在不断减小，表明铁球受到的重力小于弹力。,一、机械能,方法指导两步判定动能和势能的相互转化 (1)根据影响物体动能和势能大小的因素判断动能和势能大小的变化。 (2)在理想情况下，动能和势能发生转化时机械能的总量保持不变，所以在动能和势能发生转化的过程中，物体减小的某种形式的机械能转化为增大的另一种形式的机械能。,课堂小结,一、机械能,（难点）,（重点）,课堂反馈,1物体_，我们就说这个物体具有能量，简称_。能量的单位是_。,一、机械能,能对外做功,能,焦耳(J),2物体由于运动而具有的能叫作_，它的大小与物体的_和_有关。,一、机械能,动能,质量,速度,3质量较大的鸽子与质量较小的燕子以相同的速度在空中飞行，它们的动能分别为E鸽、E燕，则( ) AE鸽E燕 BE鸽E燕 CE鸽E燕 D无法比