11.4第4節(jié)　機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化

第4節(jié)機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化eq\a\vs4\al(學(xué)習(xí)目標(biāo))1．理解動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化。2．了解機(jī)械能守恒。3．了解水能和風(fēng)能的利用。eq\a\vs4\al(學(xué)習(xí)內(nèi)容一)機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化自主預(yù)習(xí)1．重力勢(shì)能與彈性勢(shì)能統(tǒng)稱為勢(shì)能，動(dòng)能與勢(shì)能統(tǒng)稱為機(jī)械能。2．動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化：動(dòng)能和勢(shì)能之間可以相互轉(zhuǎn)化，動(dòng)能可以轉(zhuǎn)化為勢(shì)能，勢(shì)能也可以轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。3．手持粉筆頭高高舉起。問(wèn)題：(1)被舉高的粉筆具不具有能量？為什么？具有能量，因?yàn)樗梢詫?duì)外界做功。(2)當(dāng)粉筆頭下落路過(guò)某一點(diǎn)時(shí)，粉筆頭具有什么能量？此時(shí)既有重力勢(shì)能，又有動(dòng)能。(3)分析比較在該位置和起始位置，粉筆頭的重力勢(shì)能和動(dòng)能各有什么變化？重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增加。合作探究觀察滾擺的運(yùn)動(dòng)，并思考動(dòng)能和勢(shì)能的變化：實(shí)驗(yàn)1：滾擺實(shí)驗(yàn)(1)釋放擺輪時(shí)，擺輪在最高點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)擺輪只具有重力勢(shì)能，沒(méi)有動(dòng)能。擺輪下降時(shí)其高度降低，重力勢(shì)能減少；擺輪旋轉(zhuǎn)著下降；而且越轉(zhuǎn)越快，其動(dòng)能越來(lái)越大。擺輪到最低點(diǎn)時(shí)，速度最快，動(dòng)能最大；其高度最低，重力勢(shì)能最小。在擺輪下降的過(guò)程中，其重力勢(shì)能逐漸轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。(2)仿照擺輪下降過(guò)程的分析，得出擺輪上升過(guò)程中，擺輪的動(dòng)能和勢(shì)能的變化情況。實(shí)驗(yàn)2：?jiǎn)螖[實(shí)驗(yàn)(1)將擺繩一端掛在黑板上邊，使單擺在黑板前，平行于黑板擺動(dòng)，在黑板上記錄擺球運(yùn)動(dòng)路線中左最高點(diǎn)A、右最高點(diǎn)C和最低點(diǎn)B的位置。(2)分析單擺實(shí)驗(yàn)：①小球從A擺到B的過(guò)程中是重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；②從B點(diǎn)擺到C點(diǎn)的過(guò)程中是動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能；③小球在B點(diǎn)動(dòng)能最大，在A(或C)點(diǎn)動(dòng)能最??；④小球在A(或C)點(diǎn)重力勢(shì)能最大，在B點(diǎn)重力勢(shì)能最小。學(xué)習(xí)點(diǎn)撥1．在動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化過(guò)程中，必定有動(dòng)能和勢(shì)能各自的變化，而且是此增彼減。2．動(dòng)能的增減變化，要以速度增減來(lái)判斷。3．重力勢(shì)能的增減變化，要以物體離地面高度的增減變化來(lái)判斷。4．判斷彈性勢(shì)能的增減，要根據(jù)彈性形變大小的變化來(lái)判斷。鞏固練習(xí)1．把上緊發(fā)條的玩具車放置在水平桌面上，玩具車由靜止開(kāi)始加速跑動(dòng)，此過(guò)程中玩具車能量的變化情況是(A)A．彈性勢(shì)能減小，動(dòng)能增大B．彈性勢(shì)能減小，動(dòng)能減小C．彈性勢(shì)能增大，動(dòng)能增大D．彈性勢(shì)能增大，動(dòng)能減小eq\a\vs4\al(學(xué)習(xí)內(nèi)容二)機(jī)械能守恒自主預(yù)習(xí)大量研究結(jié)果表明，如果只有動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，盡管動(dòng)能、勢(shì)能的大小會(huì)變化，但動(dòng)能和勢(shì)能的總和不變，或者說(shuō)，機(jī)械能是守恒的。合作探究實(shí)驗(yàn)：用繩子把一個(gè)鐵鎖懸掛起來(lái)。把鐵鎖靠近自己的鼻子，穩(wěn)定后松手，頭不要?jiǎng)印ｈF鎖向前擺去又?jǐn)[回來(lái)，鐵鎖擺回時(shí)會(huì)碰到自己的鼻子嗎？如果只有動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化，為什么沒(méi)有碰到鼻子？機(jī)械能總量怎樣變化了？鐵鎖運(yùn)動(dòng)要克服空氣阻力，消耗一部分機(jī)械能，機(jī)械能總量減小，鐵鎖回不到原來(lái)的高度，所以不會(huì)碰到鼻子。學(xué)習(xí)點(diǎn)撥機(jī)械能守恒定律：如果只有動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能的總和是不變的(守恒的)。鞏固練習(xí)1．某同學(xué)蕩秋千時(shí)，在他從高處擺向低處的過(guò)程中，其動(dòng)能逐漸變大，勢(shì)能逐漸變小。2．玩“過(guò)山車”是一項(xiàng)非常驚險(xiǎn)刺激的娛樂(lè)活動(dòng)。如圖所示，過(guò)山車時(shí)而從軌道的最低點(diǎn)D上升到最高點(diǎn)A，時(shí)而從最高點(diǎn)A飛馳而下。過(guò)山車在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，若不計(jì)能量損失，只有動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化。下列說(shuō)法正確的是(B)A．A點(diǎn)機(jī)械能小于B點(diǎn)機(jī)械能B．D點(diǎn)動(dòng)能最大，A點(diǎn)勢(shì)能最大C．D點(diǎn)動(dòng)能最大，A點(diǎn)機(jī)械能最大D．A點(diǎn)勢(shì)能最大，機(jī)械能最大eq\a\vs4\al(學(xué)習(xí)內(nèi)容三)水能和風(fēng)能的利用自主預(yù)習(xí)1．自然界的流水和風(fēng)都是具有大量機(jī)械能的天然資源。2．讓水流沖擊水輪轉(zhuǎn)動(dòng)，用來(lái)汲水、磨粉、發(fā)電。3．風(fēng)吹動(dòng)風(fēng)車，可以帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。合作探究1．人們?yōu)槭裁葱拗r河壩提高上游水位來(lái)進(jìn)行水力發(fā)電？2．在風(fēng)能的利用中，風(fēng)能可以轉(zhuǎn)化為哪些其他形式的能量？學(xué)習(xí)點(diǎn)撥攔河壩使上游的水位提高，這樣水的重力勢(shì)能增加，水的重力勢(shì)能可以轉(zhuǎn)化為水的動(dòng)能，帶動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，水輪機(jī)再帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。鞏固練習(xí)1．關(guān)于水能的利用，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是(D)A．水輪機(jī)是利用水流的動(dòng)能轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)的B．水的動(dòng)能越多，水輪機(jī)能做的功越多C．河流上游的水位越高，水的勢(shì)能越大，勢(shì)能轉(zhuǎn)化成的動(dòng)能也