初中8年级物理教案：第11讲 机械能 14页

辅导教案 学员姓名： 学科教师：‎ 年 级：八年级 辅导科目：物理 ‎ 授课日期 ‎××年××月××日 时 间 A / B / C / D / E / F段 主 题 机械能 教学内容 ‎1. 知道动能及其影响因素；‎ ‎2. 知道重力势能其影响因素；‎ ‎3. 知道机械能；知道动能和势能可以相互转化。‎ 教法指导：本环节采用实例分析的方式的进行，教师可以根据实例来提问，注意问题要与本节内容紧密联系。‎ 实例1：过山车 实例2：蹦极 教法指导：教师要注意讲解概念之间的区别和联系，重点讲解动能和势能的概念和影响因素，对动能和势能的相互转化要结合身边的实例来分析。‎ 一、动能 ‎1．定义：物体由于运动而具有的能。‎ ‎2．影响因素：质量和速度。‎ 二、势能 ‎1．重力势能 ‎（1）定义：物体由于被举高而具有的能。‎ ‎（2）影响因素：质量和高度。‎ ‎2．弹性势能 ‎（1）定义： 物体发生弹性形变而具有的能。‎ ‎（2）影响因素：弹性形变的大小。‎ 三、机械能 ‎1．定义：动能和势能的总称。‎ ‎2. 动能和势能可以相互转化。‎ 教法指导：本节例题难度由易到难，例5和例6对学生综合分析能力要求较高，教师可以根据学生的认知水平选讲其中的一些，也可做适当的删减来降低难度。‎ 例1下列关于动能的说法，正确的是（ ）‎ A．运动的物体具有的能，叫动能 B．物体由于运动具有的能，叫动能 C．速度大的物体甲具有的动能一定大于速度小的物体乙具有的动能 D．运动物体质量越大，所具有的动能一定越多 ‎【解析】运动的物体一定具有动能，但还可能具有其它形式的能。动能的影响因素是质量和速度，其中单独一个因素的大小不能决定物体动能的大小。‎ ‎【答案】B 变式练习 关于动能的概念，下列说法中正确的是（ ）‎ A．速度大的物体具有的动能一定大 B．质量大的物体具有的动能一定大 C．运动物体只具有动能 D．一切运动的物体都具有动能 ‎【答案】D 例2 一块砖分别平放、侧放、竖放在水平地面上，有关它的重力势能的说法中，正确的是( )‎ A.平放时最大 B.侧放时最大 C.竖放时最大 D.三种放法都相同 ‎【解析】重力势能由质量和高度决定，平放时重心最低，竖放时重心最高，所以重力势能最大。‎ ‎【答案】C 变式练习 如图所示，是我国某地的等高线图，若把同一物体分别放在A点和B点，那么在哪一点时，此物体的重力势能大 ( )‎ A.在A点时大 B.在B点时大 C.在两点时一样大 D.条件不足，无法判定 ‎【答案】B 例3一辆汽车匀速驶上斜坡的过程中，汽车的（ ）‎ A．重力势能增大，动能减小    B．重力势能减小，动能不变 C．重力势能减小，动能增大   D．重力势能增大，动能不变 ‎【解析】汽车匀速上坡说明速度不变，且质量不变，所以动能不变，上坡时汽车所处的高度在升高，且质量不变，所以重力势能增大。‎ ‎【答案】D 变式练习 如图所示，滚摆在下降的过程中越转越快，它在下降过程中( 　)‎ A.动能增加，势能增加 B.动能增加，势能减少 C.动能减少，势能减少 D.动能减少，势能增加 ‎【答案】B 例4 下列各个过程中，物体的重力势能转化为动能的有 ( )‎ A.乒乓球触地后向上弹起过程中 B.车沿斜面向上匀速行驶过程中 C.斜向上抛出的小石子在上升过程中 D.水坝上流下来的水冲击水轮机转动 ‎【解析】ABC选项都是物体向上运动，则重力势能变大，而水向下运动时，高度变低，所以重力势能减小，速度变大，则动能变大，就是重力势能转化为动能。‎ ‎【答案】D 变式练习　下列现象中势能转化为动能的是 ( )‎ A.火箭发射升空 　　　　B.汽车匀速驶上斜坡 C.小球从光滑斜面顶端滚下 D.跳伞运动员匀速下落 ‎【答案】C 例5 物体做匀速直线运动时，它( )‎ A.受到的合力一定为零 B.具有的动能一定不变 C.具有的机械能一定不变 D.具有的势能一定不变 ‎【解析】物体做匀速直线运动则物体所受合力一定为零，但若物体的质量改变，比如洒水车，则物体的动能就可能改变。物体做匀速直线运动时势能可能会改变，所以机械能就可能改变。‎ ‎【答案】A 变式练习　若物体受到平衡力的作用，那么( )‎ A.物体一定保持静止 B.物体的重力势能一定保持不变 C.物体的动能一定增大 D.物体的机械能可能发生变化 ‎【答案】D 例6 如图7所示，某同学在做“研究动能的大小与哪些因素有关”的实验中，分别将A、B、C三个小球先后从同一装置的不同高度处滚下（mA=mB＜mC；hA=hC＞hB），分别推动同一木盒运动一段距离后静止。（已知小球所处的高度越高，到达水平面的速度越大）‎ ‎（1）从图中可以看出，A、B、C三个小球刚到达水平面时， 球的动能最大，理由是三球中它的 _________本领最强。‎ ‎（2）分析比较（a）、（b）两图所示的实验现象及相关条件，可得出的初步结论是：_________‎ ‎ 。‎ ‎（2）分析比较（a）、（c）两图所示的实验现象及相关条件，可得出的初步结论是：_________‎ ‎ 。‎ 图7‎ ‎【解析】木盒被撞击的距离可以反映撞击小球的动能，能量大说明做功本领强。动能的影响因素是质量和速度，还要注意语言表达的完整性和严密性。‎ ‎【答案】（1）c，做功；（2）质量相同的小球，速度越大，动能越大；（3）速度相同的小球，质量越大，动能越大。‎ 变式练习　某同学为了“探究决定重力势能大小的因素”，利用质量不同的实心铜块A和B、刻度尺、相同的小桌和沙面进行实验，并通过观察小桌陷入沙面的深度来比较重力势能的大小。如图8（a）和（b）所示，他先将小桌放在沙面上，然后让铜块A从一定的高度下落到小桌的桌面上。接着他按图7（c）、（d）所示，重新实验。请仔细观察图中下落的铜块与小桌陷入沙面的情况，然后归纳得出初步结论。‎ A A A A B B ‎(a)　　　　　　　　 　(b)　　　　　　　　　　(c)　　　　　　　　　　(d)　‎ 图8‎ ‎（1）比较图8中的（a）、（b）和（c）实验过程及相关条件可知：__________________‎ ‎_________________________________________________________________________。‎ ‎（2） 比较图8中的（a）、（c）和（d）实验过程及相关条件可知：__________________‎ ‎__________________________________________________________________________。‎ ‎【答案】（1）物体质量相同时，所处高度越高，重力势能越大；（2）不同质量的物体，所处高度相同时，质量大的重力势能大。‎ ‎（时间30分钟，满分100分）‎ 教法指导：可根据不同学生的学习水平，选择A组或B组，通过竞赛的互动方式进行，并给予学生相应的鼓励与表扬。B组比A组难一些。‎ ‎【A组】‎ ‎1．下列关于动能的说法中，正确的是 ( )‎ A.速度大的物体动能大 B.质量大的物体动能大 C.物体由于运动而具有的能叫动能 ‎ D.有动能的物体一定有势能 ‎2．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( )‎ A.E鸽 ＞ E燕 .E鸽 ＜ E燕 C.E鸽 = E燕 D.无法比较 ‎3．质量相同的甲、乙两物体分别从同一高度处沿光滑的斜面和粗糙的斜面下滑到地面上，两物体重力势能减少的情况是 ( )‎ A.甲物体多 B.乙物体多 C.两物体一样多 D.无法确定 ‎4．小红在学习中收集了一些与机械能有关的实例，如图所示，其中机械能增大的是( )‎ ‎5．下面事例中，由重力势能转化成动能的是（ ）‎ A.风吹动风车转动 B.拉弯的弓把箭射出去 C.拧紧的发条带动钟表指针转动 D.秋千从高处向低处摆动 ‎6．2003年10月16日，"神州五号"载人飞船成功返航，实现了中国人几千年的"飞天"梦. 当飞船减速着陆时，"航天英雄"杨利伟的：（ ）‎ A.动能增加，重力势能减少 B.动能减少，重力势能减少 C.动能减少，重力势能不变 D.动能不变，重力势能减少 ‎7．一个小朋友从滑梯上匀速滑下来的过程中，下列说法正确的是( )‎ A.动能减小，重力势能减小，机械能减小　　　‎ B.动能减小，重力势能增大，机械能减小 C.动能不变，重力势力减小，机械能减小 D.动能不变，重力势能减小，机械能不变 ‎8．下列实例中机械能不发生变化的是（ ）‎ A.飞机在空中水平匀速飞行 ‎ B.运载火箭迅速升入高空 C.货物沿倾斜木板慢慢滑下 ‎ D.短跑运动员加速冲刺 ‎9．若不计空气阻力，乒乓球在由桌面弹起上升的过程中（ ）‎ A．动能逐渐减小，势能逐渐增大，机械能不变 B．动能逐渐增大，势能逐渐增大，机械能增大 C．动能逐渐增大，势能逐渐减小，机械能不变 D．动能逐渐减小，势能逐渐增大，机械能减小 ‎10．下列情况中，动能和势能都不变的是（ ）‎ A．汽车在水平公路上匀速行驶 B．打桩机的重锤下落 C．机车沿斜面向上匀速开动 D．跳伞运动员匀速下落 ‎11．一辆汽车在上坡过程中，可以肯定（ ）‎ A．它的动能在减小 B．它的重力势能在增大 C．它的机械能在增大 D．它的动能一定不变 ‎12．下列各物体中，既有动能又有势能的是（ ）‎ A．被压扁了的皮球 B．在空中飞行的小鸟 C．被运动员举着的杠铃 D．在平地上滚动的足球 ‎13.某小组同学用实验小车去撞击同一木块来研究小车的动能与小车的质量和速度之间的关系，实验时利用DIS装置精确地测出了小车撞击木块时的速度，小车撞击木块后与木块一起向前滑动，该同学借用木块滑动的距离来反映小车动能的大小，记录的实验数据如下表所示。为了进—步探究动能与所测物那量之间的数值关系，他们进行了适量的运算，将结果记录在表的后四列中。‎ ‎(1)分析比较实验次数_______________________________及相关条件，可得出的初步结论是：在小车质量相同的情况下，速度越大，小车的动能就越大。‎ ‎(2)分析比较实验次数1与5(或5与9或1与9)及相关条件，可得出的初步结论是：‎ ‎____________________________________________________________________________________________。‎ ‎(3)请进一步综合分析比较表一、表二中经运算后得到的数据及相关条件，并归纳得出结论。‎ ‎ A、分析比较表一、表二或表三中的数据及相关条件，可初步得出：‎ ‎ _______________________________________________________________________________________。‎ B、分析比较表一、表二和表三中的数据及相关条件，可初步得出：‎ ‎_________________________________________________________________________________________。‎ ‎【答案】1 C 2 A 3 C 4 A 5 D 6 B 7 C 8 A 9 A 10 A 11 B 12 B ‎ ‎13.（1）1、4、7（或2、5、8，或3、6、9）（2）在小车运动速度相同的情况下，小车的动能与小车的质量成正比（3）A、当小车质量与速度平方的乘积相同时，小车具有的动能相同；B、小车质量与速度平方的乘积越大，小车具有的动能越大。‎ ‎【B组】‎ ‎1．"跳远"是一项常见的体育运动。跳远运动员在比赛中都是先助跑一段距离后才起跳，这样做（ ）‎ A．增大了跳远运动员的惯性 B．减小了跳远运动员的惯性 C．增大了跳远运动员的动能 D．减小了跳远运动员的动能 ‎2.老鹰与麻雀在空中飞行，如果它们具有的动能相等，那么( )‎ A.老鹰比麻雀飞得高 B.麻雀比老鹰飞得高 C.老鹰比麻雀飞得快 D.麻雀比老鹰飞得快 ‎3．小明从家里去上学，如图所示，是他上学过程中的路程一时间图象，请你判断小明在哪一段时间内动能最大 ( )‎ A.在t1～t2时间内，小明的动能最大 B.在t2～t3时间内，小明的动能最大 C.在O～t1时间内，小明的动能最大 D.无法判断 ‎4．如图所示，是重物打木桩的示意图，把相同的三个木桩a，b，c插入沙中同一深度，让同一重物从不同高度打击a，b，再用较大质量的重物从与打击a的重物相同高度打击c，木桩被打入沙中不同深度，下列分析错误的是 ( )‎ A.比较a和b，说明质量相等的物体被举得越高，具有的重力势能越大．‎ B.比较b和c，说明质量越大的物体，具有的重力势能越大 C.比较a和c，说明在同一高度处，质量越小的物体具有的重力势能越小 D.木桩被打入沙中越深，说明物体对木桩做的功越多 ‎5．受油机和大型加油机向同一水平方向以相同的速度匀速飞行，在加油的过程中，大型加油机的动能和重力势能的变化情况是 ( )‎ A.动能和重力势能都不变 B.动能和重力势能都减小 C.动能和重力势能都增大 D.动能增大，重力势能不变 ‎6．以下实例中，动能转化为势能的是 ( )‎ A.雪橇从山坡上滑下 B.汽车在平直公路上行驶 C.热气球匀速上升 D.足球滚上斜坡 ‎7．人造卫星绕地球沿椭圆轨道运行,如图所示,近地点为离地球中心最近的点,远地点为离地球中心最远的点.下列说法正确的是( )‎ A.在近地点时,卫星势能最大 ‎ B.在远地点时,卫星动能最大 C.卫星从近地点向远地点运动的过程中,势能转化为动能 D.卫星从远地点向近地点运动的过程中,势能转化为动能 ‎8．"神州五号"载人飞船的返回舱在进入大气层穿过黑障区后，迅速弹出减速伞和主伞。从弹出减速伞和主伞到着陆的过程中，飞船返回舱 （ ）‎ A.动能不变，势能减小，机械能减小 ‎ B.动能减小，势能减小，机械能减小 C.动能增大，势能减小，机械能增大 ‎ D.动能减小，势能增大，机械能不变 ‎9．在水平街道上匀速行驶的洒水车，一边行驶一遍向道路上洒水．下列关于其机械能变化的说法中正确的是( )‎ A.动能不变 B.动能减小，机械能减小 C.动能不变 D.动能减小，机械能增大 ‎10．跳伞运动员跳出飞机后，立即打开降落伞，下落过程中所受空气阻力随运动速度增大，直至与重力等大．在整个下落过程中，运动员和降落伞的（ ）‎ A．势能不断减少，动能不断增加，机械能不变 B．势能不断减少，动能不断增加，机械能减少 C．势能不断减少，动能先增加然后保持不变机械能减少 D．势能不断减少，动能先增加后减少，机械能不变 ‎11.如下是研究重力势能的大小与哪些因素有关的一种实验。某小组同学每次都让重锤从高处由静止下落，砸到铁钉上。他们观察到不同情况下，铁钉进入泡沫塑料的深度不同，深度越大，表明重锤对铁钉做的功越大，即重锤具有的重力势能越大。他们用m表示重锤的质量，h表示重锤升起的高度，x表示铁钉进入泡沫塑料的深度，并将实验数据详细记录在下面的表格中。为了进一步探究重锤的重力势能跟重锤做功本领的关系，他们还进行了适量的运算，计算的一部分数据也记录在表格的后两列中。‎ 实验序号 重锤质量 m（千克）‎ 重锤升起 高度h（米）‎ 铁钉进入泡沫塑料深度x (米)‎ ‎1/x（米-1）‎ x2（米2）‎ ‎1‎ ‎0.1‎ ‎0.6‎ ‎0.024‎ ‎41.666‎ ‎0.0006‎ ‎2‎ ‎0.1‎ ‎0.9‎ ‎0.030‎ ‎33.333‎ ‎0.0009‎ ‎3‎ ‎0.2‎ ‎0.3‎ ‎0.024‎ ‎41.666‎ ‎0.0006‎ ‎4‎ ‎0.2‎ ‎0.6‎ ‎0.035‎ ‎28.571‎ ‎0.0012‎ ‎5‎ ‎0.3‎ ‎0.3‎ ‎0.030‎ ‎33.333‎ ‎0.0009‎ ‎6‎ ‎0.3‎ ‎0.4‎ ‎0.035‎ ‎28.571‎ ‎0.0012‎ ‎(1)分析比较实验序号1与2（或3与4或5与6）的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是：_________________________________________________________________。‎ ‎(2)分析比较实验序号___________________________的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是：在高度相同的情况下，物体的质量越大，具有的重力势能就越大。‎ ‎(3)分析比较表中第二列、第三列及第四列中的数据，可初步得出：________________________________________。‎ ‎(4)为进一步探究重锤具有的重力势能跟重锤做功本领的关系，可综合分析、比较表中记录的数据，以及经运算得到的数据，同时结合观察到的现象，归纳并得出结论：_________________________________________________。‎ ‎【答案】1 C 2 D 3 C 4 B 5 B 6 D 7 D 8 B 9 B 10 C ‎ ‎11.（1）物体质量一定时，高度越高，重力势能越大；（2）1与4或3与5；‎ （3） 物体质量与高度的乘积越大时，重力势能越大；‎ ‎（4）铁钉进入泡沫塑料深度x的平方与物体质量与高度乘积的比值是个定值。‎ 教法指导：以学生自我总结为主，TR引导为辅，为本次课做一个总结回顾。‎ 机 械 能 势能 重力 势能 定义：物体由于被举高而具有的能量。‎ 决定其大小的因素：‎ 物体质量越大、举得越高，势能就越大 弹性 势能 定义：发生形变的物体具有的能量。‎ 决定其大小的因素：‎ 物体弹性形变越大、弹性势能就越大 动能 定义：物体由于运动而具有的能量 决定其大小的因素：‎ 物体速度越大、质量越大，动能就越大 教法指导：1. 包含预习和复习两部分内容； 2.要求学生在30分钟内完成。‎ ‎【巩固练习】‎ ‎1．小孩在荡秋千游戏中，从最低处荡到最高处.动能和重力势能的转化正确的是( )‎ A.动能增大，重力势能增大 B.动能减小，重力势能增大 C.动能不变，重力势能增大 D.动能不变，重力势能不变 ‎2．有四种器材：①自行车座；②机械手表；③衣服夹子；④发令手枪．其中利用弹性势能转化为动能工作的有 ( )‎ A.①和② B.②和③ C.①和④ D.②和④‎ ‎3．如图所示，小球由静止从轨道最高处的A点滚下到最低处B点时，下列说法中正确的是（ ）‎ A.小球在A点时只有动能，没有重力势能 B.小球在A点时只有重力势能，没有动能 C.小球从A点到B点的过程中，动能转化为重力势能 D.小球从A点到B点的过程中，机械能增加 ‎4．2003年10月15日，我国成功发射"神舟五号"载人飞船，飞船随火箭一起离开发射塔飞向太空的过程中，下列表述错误的是（ ）‎ A.飞船受到平衡力的作用 B.推力对飞船做了功 C.飞船的动能和势能不断增加 ‎ D.燃料的化学能最终转化为火箭的机械能 ‎5．皮球从地面弹起，在离开地面上升的过程中（ ）‎ A．动能转化为重力势能 B．弹性势能转化为动能 C．弹性势能转化为重力势能 D．重力势能转化为动能 ‎6．杂技演员从高处跳下，落在绷床上，又被弹起一定高度。在整个过程中，能量的转化情况是（ ）‎ A．势能一动能一势能 B．势能一动能一动能一势能 C．势能一动能一势能一动能一势能 D．势能一势能一动能一势能 图10‎ ‎7．两只完全相同的铁球从同一高度分别以相同的速度抛出，甲球竖直向上抛，乙球竖直向下抛，不考虑空气阻力的影响，两球到达地面时的动能是（ ）‎ A．甲球的大 B．一样大．‎ C．乙球的大 D．无法比较．‎ ‎8．“蹦极”是一种富有刺激性的勇敢者的运动项目。如图10所示，一端系住人的腰部、另一端系于跳台的是一根弹性橡皮绳。当人下落至图中Q点时，橡皮绳刚好被拉直。那么，在人越过Q点继续向下的过程中，人的动能变化情况是（ ）‎ A．不变 B．变大．‎ C．变小 D．先变大后变小 ‎9．我们看杂技演员从高处跳下落在绷床上，又被弹起的过程如图所示，请你写出演员在表演时涉及到3个物理知识。‎ ‎（1）____________________________________‎ ‎（2）____________________________________‎ ‎（3）____________________________________‎ ‎10．下图是探究动能大小与哪些因素有关的实验，让金属球从斜面上滚下，打到一个木块上，观察木块被推动的距离．‎ ‎（1）实验中你通过观察_____________知道动能的大小。‎ ‎（2）实验中采用_______________方法，使得铜球与钢球滚到水平面的速度相同。‎ ‎（3）因甲和丙探究的问题是 _____________________ 。‎ ‎【答案】1 B 2 D 3 B 4 A 5 A 6 C 7 B 8 D ‎ ‎9.①重力方向是竖直向下的；②重力势能转化为动能；③动能转化为弹性势能；④弹性势能转化为动能；⑤力改变物体的形状；⑥物体间力的作用是相互的；⑦物体具有惯性；⑧力改变物体的运动状态。（任选3个即可）‎ ‎10.（1）木块被推动的距离 (2)控制起点高度相同 (3)动能的大小与物体速度的关系 ‎【预习思考】‎ 教法指导：预习第5章 热和能 第一节：温度 温标，‎ 具体要求：阅读教材，并观察常用温度计和体温计的结构，记录近几天本市的最高温度和最低温度。‎