教案动能势能机械能文档格式.docx

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要知道其中的奥妙，我们就要学习有关机械能和内能的知识

板书课题

图片2：

公路上的限速牌

图片3：

小朋友滑滑梯

1、为什么在高速公路上要限制汽车的最大行驶速度？

2、小朋友滑滑梯时为什么会越来越快？

3、运动物体具有什么样的本领？

图片4：

运动着的锤子能将钉子钉入木板中

图片5：

运动着的子弹射穿鸡蛋

分析问题

运动物体具有的共同的本领是都能够对另一物体做功，

一个物体能够对另一物体做功，这个物体就具有能量。

设问：

什么叫动能？

学生：

物体由于运动而具有的能叫动能

演示实验

1、风车

加大吹的风力，观察风车的转动情况有什么变化

2、玩具手枪

改变玩具手枪子弹的质量，观察射出的子弹推动泡沫块的距离有什么变化

影响物体动能大小的因素是什么呢？

探究活动

探究动能大小与哪些因素有关

观察与思考

1、让小车从不同高度由静止开始滑下（如图12-所示）

想一想：

小车运动到水平面时的速度大小相同吗？

看一看：

木块被撞后移动的距离相同吗？

实验结果：

速度大的小车使木块移动的距离较，小车对木块所做的功较，速度大的小车具有的动能较。

实验结论1：

质量一定时，物体的速度越大，物体的动能越大；

2、改变小车的质量，让它们从同一高度由静止开始滑下（如图12-所示）

（1）先去掉木块观察两小车的运动情况是否相同

（2）放回木块，分别从同一高度由静止开始释放小车

质量大的小车使木块移动的距离较，小车对木块所做的功较，质量大的小车具有的动能较。

实验结论2：

物体的速度一定时，物体的质量越大，物体的动能越大。

综合结论：

运动物体的动能的大小与物体的和有关，物体的越大，越大，它具有的动能就越大。

说一说

生活中还有哪些事例能说明上述结论？

（学生讨论后回答）

板书设计（第一课时）

（一）一个物体能够对另一物体做功，这个物体就具有能量。

（二）什么叫动能？

物体由于运动而具有的能叫动能

（三）影响动能大小的因素

运动物体的动能的大小与物体的质量和速度有关，物体的质量越大，速度越大，它具有的动能就越大。

第二课时

发条玩具：

小狗熊

它的动力从何而来？

引入新课：

物体的势能

势能的分类

1、弹性势能

2、重力势能

学生活动1

卡片为什么会跳起来

实验目的

（1）通过实验知道弹性势能的存在

（2）探究物体的弹性势能跟哪些因素有关

实验方法

A、用小剪刀在贺年卡的开口处对称地剪两个等长的缺口，

B、将两根橡皮筋卡在贺年卡的缺口处，反转后把它平压在桌面上，使橡皮筋伸长，

C、迅速松开手指，观察贺年卡弹起的高度，

D、不将贺年卡压平后放手，比较两次贺年卡弹起的高度有什么不同

实验结论

发生弹性形变的物体能做功，因此它具有势能，在弹性限度内，物体的形变越大，形变物体的弹性势能就越。

还有哪些例子说明了以上同样的道理？

（1）橡皮弹弓

（2）弯弓射箭

（3）跳板跳水

（4）发条式钟表

你现在知道发条玩具小狗熊能行走的道理吗？

学生发言：

上紧发条后，发条发生弹性形变，因此它具有弹性势能，发条上得越紧，玩具小狗熊就走得越远，说明在弹性限度内，物体的形变越大，形变物体的弹性势能就越大。

教师引导

发生弹性形变的物体能做功，因此它具有弹性势能，被举高的物体同样也具有做功的本领，它也具有势能，这种势能叫做重力势能。

回答提问：

被举高的物体做功的例子有哪些？

打桩机、标枪等

学生活动2

模拟打桩

探究重力势能的大小跟哪些因素有关

实验设计

如图12-所示，将“重锤”举高，让它自由下落，将“桩”打入沙中，

想一想

像这样打桩，要像打得深一些可以采用哪些方法？

试一试

方法1：

；

高度一定时，物体的质量越，“重锤”做功越，“重锤”具有的重力势能越；

方法2：

。

物体的质量一定时，高度越，“重锤”做功越，“重锤”具有的重力势能越

物体重力势能的大小与和有关，越大，越大，物体具有的重力势能就越大。

板书设（第二课时）

（一）势能的分类

1、弹性势能

2、重力势能

（二）发生弹性形变的物体具有弹性势能

弹性势能的大小与弹性形变的大小有关，在弹性限度内，弹性形变越大，物体具有的弹性势能越大。

（三）被举高的物体具有重力势能

重力势能的大小与物体的质量和高度有关，质量越大，高度越大，物体的重力势能越大。

第三课时

复习提问

影响动能、势能大小的因素是什么？

学生回答：

影响动能大小的因素是质量和速度；

影响重力势能大小的因素是质量和高度；

影响弹性势能大小的因素有弹性形变。

引入新课

在物理学中，我们将动能和势能统称为机械能。

一个物体可以同时具有动能和势能。

滚摆的升降（演示实验）

滚摆上升时具有什么能量？

能减少？

能增加？

滚摆下降时具有什么能量？

实验表明了能和能可以互相。

新课教学

观察摆球的动能和势能的转化

研究物体的动能和势能的相互转化

1、将带细线的小球固定在铁架台上，

2、用手抓住小球，使小球偏离原来静止位置后自由释放，使小球来回摆动。

（如图12-所示）

实验结果

（1）当小球由A点向下摆动时，小球的速度越来越快，动能越来越，重力势能越来越；

当小球到达最低点O，时，小球的动能最，重力势能最，在此过程中，小球的重力势能逐渐转变成能；

（2）当小球由O，点向B点运动时，小球的速度越来越，动能逐渐转变成能；

当小球到达最高点B点时，小球的动能为，重力势能最。

实验表明：

物体的动能和势能之间可以互相转化。

实例分析（播放录象或图片）

1、游乐场的过山车

2、撑杆跳高中的运动员

3、皮球落地后的反弹

翻跟头魔丸

实验器材：

支架1个，有机玻璃槽1个，两头圆形的塑料圆柱体（魔丸）1个，铅球1个

实验设计：

（由学生自主设计或教师引导）

1，将魔丸平放在有机玻璃槽的一端，抬起这头，观察魔丸怎样运动至另一端。

反复多次。

现象：

魔丸翻滚着运动到另一端。

2，将有机玻璃槽的中间架在支架上，用手控制两端的高低，观察魔丸的运动。

魔丸翻滚着在玻璃槽内来回运动。

探究问题：

1，魔丸为什么会像翻跟头似的运动而不是直接滑动下去？

答：

因为魔丸内部的钢珠使魔丸的重心前后移动，魔丸围绕着重心转动，所以魔丸像翻跟头似的运动。

2，猜想一下魔丸内部的结构会是怎样的？

魔丸内部有一颗钢珠，直径差不多是魔丸长度的一半。

3，试分析魔丸运动时重心的变化以及能量的转换情况。

当魔丸翻滚时重心不断地向魔丸前端移动。

钢珠的重力势能不断地转化为魔丸翻滚的动能。

4，如果有机玻璃槽的内壁很光滑，魔丸的运动会是怎样？

如果是很粗糙，又会是怎样？

有机玻璃管内壁越粗糙，作用在魔丸上的摩擦力就越大，这样有助于魔丸翻滚。

注意事项：

不要将有机玻璃槽倾斜的过大（接近竖直），以免圆柱体内的铅球砸坏玻璃槽的两端

生活物理社会

大海中蕴含的机械能

1、潮汐能

2、海浪能

3、海流能

学到了什么

一个物体可以同时具有动能和势能，动能和势能统称为机械能

动能、重力势能、弹性势能之间可以相互转化

板书设计（第三课时）

（一）动能和势能统称为机械能。

（二）动能可以转化为势能，势能也可以转化为动能

（三）动能、重力势能、弹性势能之间可以相互转化

（四）机械能的有效利用

资源库

钢球爬坡

实验目的：

探究机械能之间的转化

V形轨道1个，不锈钢球2个

猜想假设：

物体受到重力的作用会沿着重心下降的方向运动，但大多是竖直下落或者沿着斜面向下滑动或滚动。

我们能否利用物体自身重心的改变使物体沿着斜面向上运动？

试自行设计一套实验装置来验证你的猜想。

轨道上端可以改变开口的距离。

先将两条轨道平行放置，钢球只能停在轨道下端。

1，将轨道上端的开口逐渐增大，观察钢球的运动情况。

当轨道张到一定距离时钢球开始向上滚动。

2，换用另一个钢球重复上述步骤。

钢球同样会向上滚动，但轨道所张的距离不一样。

1，钢球向上滚动的能量从何而来？

钢球“向上”滚动的能量来自自身的重力势能。

2，钢球是否真的往上爬？

什么时候是真的往上爬？

钢球实际上是沿着自身重心下降的方向运动，只是轨道的斜率给观察者以向上运动的错觉。

但当钢球具有一定速度时，这个动能可以提供钢球继续向上运动的能量，此时钢球才是真正的向上运动，也就是动能转化为重力势能的过程。

3，钢球向上滚动的现象是否违反了能量守恒定律？

实际上它的重心是升高了还是降低了？

钢球向上滚动的现象并没有违反能量守恒定律，这只是重力势能与动能相互转化的过程。

钢球的重心在势能向动能转化的过程中降低，在动能转化为势能时又升高。

4，大小两个钢球哪个更容易往上爬？

钢球的大小对实验结果有什么影响？

钢球的直径越小越容易往上爬。

因为当轨道张开相同的角度时直径小的钢球重心下降的高度大，也就是重力势能改变量大。

5，通过实验你觉得怎样可以使钢球爬得最高最快？

开口的大小要有张有合，使钢球的重力势能与动能不断的相互转化，否则钢球会因轨道开口过大而掉出轨道。

本节相关网址：

推荐习题

1、一表面涂有黑色颜料的皮球从某一高度自由下落，落地后又弹起的过程，以下说法正确的是（）

A．皮球弹起到最高处时，动能为零

B．皮球着地时，弹性势能转化为动能

C．皮球会在地面留下黑色圆斑，若下落高度较小，则圆斑较大

D．下落跳起的整个过程机械能不变

2、如图12-5所示的三幅图，共同反映哪些物理知识？

（至少写出两点）

（a）苹果下落（b）抛石落地（c）水流低处

图12-5

3、过山车是一项富有刺激性的娱乐工具。

那种风驰电掣、有惊无险的快感令不少人着迷。

在开始旅行时，过山车的小列车是靠一个机械装置的推力推上最高点的，但在第一次下行后，就再也没有任何装置为它提供动力了，它却能带着人们爬过一个又一个的“小山丘”，而且它设计成随后的小山丘比开始时的小山丘要低。

请你就该短文提出两个与物理有关的问题，并简要解释。

习题答案

1、A2、

（1）地球上的一切物体都受到重力的作用（或重力的方向竖直向下）

（2）重力势能和动能之间相互转化3、.

（1）为什么列车在第一次下行后,没有装置提供动力却还能继续爬行?

因为第一次获得了动能,再转化为重力势能,又转化为动能,动能与重力势能不断转化。

（2）为什么随后的小山丘较低？

因为在列车爬行中，有空气阻力和摩擦力造成的能量损失，机械能在减小。

二、内能热量

了解内能的概念，能简单地描述温度和内能的关系

能结合实例分析，知道热传递是改变内能的一种方式

了解热量的概念，知道热量的单位

能应用热量计算公式进行简单的计算

体验用类比法，加深对物理概念理解的过程

3、情感、态度和价值观

了解用热传递来改变内能的方法在生产、生活中的应用，会应用相关知识解释一些现象

本节学习的内容是8年级热学知识的深入，在本节学习中，需要联系到分子动理论的相关知识；

在进行热量的计算时，联系到比热容的概念。

在学习机械运动中，学生已具有了物体动能和势能的概念，因此，在本节学习分子动能和势能的概念，引入内能的概念时，要充分利用新旧知识的联系，进行类比实现知识的迁移。

另外，本节涉及到的物理知识在生活中有许多应用，在学习热传递（改变物体内能的一种方式）知识的过程中，要利用学生的生活经验，将学生的感性认识上升为理性认识。

1、以能量为主线索，用内能来沟通全节内容，以内能的形式、改变方式到其变化量的计算为途径完成教学任务。

2、根据学过的与本节相关的知识，采用类比的方法建构新知识。

3、借助于学生自身的生活经验，并适当地增加一些小实验，以帮助学生正确理解概念。

内能、热量的概念

内能、温度与内能之间的关系

图片：

1、气体、液体、固体具有内能的图片

2、热传递改变内能的图片（传导、对流、辐射各一例）

3、汽车发动机散热装置图

小实验器材：

用弹簧相连的小球（两只）、广口瓶、橡皮塞、细玻璃管、红墨水

1课时

回力玩具汽车的运动，其动能是从弹性势能转化而来的，而真正的汽车开动时，它的动能从何而来？

学生回答

靠汽油燃料的燃烧来提供能量。

那么，这种燃料燃烧所产生的能叫什么能呢？

分子动理论的基本内容？

信息快递

物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动。

引导讨论

运动的物体具有动能，那么处于热运动的分子是否具有动能呢？

受到地球吸引的物体如果被举高，具有重力势能，分子与分子之间也有相互作用力，分子之间是否也具有势能呢？

两只用弹簧相连的小球（如图12-所示）

实验方法：

改变分子模型间的距离，弹簧发生弹性形变，具有弹性势能。

类比：

分子之间的相互作用类似于上述的弹力的作用，由此可推知分子之间也存在势能。

结论：

物理学中，物体内所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能。

问题讨论

1、内能与机械能是一回事吗？

2、00C时，物体的内能为零吗？

3、固体、液体和气体都有内能吗？

（组织学生围绕一些实例来讨论）

投影图片

（1）车胎内的气体

（2）炽热的铁水

（3）寒冷的冰山

图片说明

任何一个物体都具有内能

学生实验

扩散的快慢与温度的关系

分别在盛有冷水和热水的两只玻璃杯中各滴入一滴墨水

看一看

哪杯水中的墨水扩散得快？

实验表明

温度越高，扩散过程越。

小实验

观察瓶内玻璃管中的液柱的变化

取一只玻璃广口瓶，内装有红色的水，用插有细玻璃管的橡皮塞盖紧瓶口（如12-图所示）

使细玻璃管下端没入水中。

（1）用双手捂住封有空气的玻璃广口瓶的上半部分，你能看到什么现象？

（2）用开水浇一下封有空气的玻璃广口瓶的上半部分，你看到的现象与刚才有何不同？

被封闭的空气加热后能将瓶中的水挤压出来，说明这部分空气具有能，温度越高，水喷得越（高/低），这说明物体的内能与温度（有/无）关系。

可见，一般情况下，同一物体的温度越高，它的内能就越（大/小）。

概括结论

温度高→扩散快→分子运动得快→分子动能大→物体的内能大

既然内能可以随着温度的变化而变化，那么，内能改变的方式有哪些呢？

（1）金属勺放在热汤中，勺把变烫；

（2）食品放在冰箱中，温度变低；

（3）太阳能热水器中的水被加热。

当物体或物体的不同部分之间存在温度差时，就会发生热传递。

热传递时，能量从高温处转移到低温处，直到温度相同。

在上述过程中内能是如何转移的？

内能的转移是通过的方式来进行的。

议一议

生活中还有哪些通过热传递来改变物体内能的实例？

（学生回答略）

我们已经知道了内能转移的方向是从从高温处转移到低温处，那么下面我们研究另一个问题即内能转移的多少。

物理学中，把物体在热传递过程中转移能量的多少叫做热量。

热量用Q表示，热量的单位与能量单位相同，也是焦（J）

比热容及其物理意义

学生猜想

实际生活中发生热传递过程中，物体吸收或放出的热量与哪些因素有关？

（1）物体的质量

（2）物质的比热容的大小

（3）物体温度的变化量

如果用m表示质量，c表示比热容，t0表示初温，t表示末温，

那么，当物体温度升高时，所吸收的热量为：

Q吸=cm（t—t0）

当物体温度降低时，所放出的热量为：

Q放=cm（t0—t）

例题

在200C室温下，烧开一壶5kg的水，大约需要吸收多少热量？

解：

水从200C到烧开，温度升高：

t—t0=1000C—200C=800C

水吸收的热量为：

=4.2x103J/（kg.0C）x5kgx800C

=1.68x106J

即水要吸收1.68x106J的热量，在此过程中，水的内能增加了1.68x106J。

烧开这一壶水实际需要的热量要大于1.68x106J，想一想，是什么原因？

由于水壶、空气吸热等原因，使烧开这一壶水实际需要的热量要大于1.68x106J。

汽车的散热装置

如图12-所示

汽车发动机是怎样实现降温的？

布置作业

板书设计

（一）什么是热运动？

物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动

（二）物体的内能

物体内所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能。

（三）温度与内能的关系

温度升高，物体的内能增大

（四）热传递是改变物体内能的一种方式

热传递的条件：

有温度差

热传递的方向：

从高温处向低温处

热传递的实质：

能量（内能）的转移

（四）什么叫热量？

热传递过程中转移能量的多少叫做热量，热量的单位是J

当物体温度升高时，所吸收的热量为：

当物体温度降低时，所放出的热量为：

布朗运动

　　1827年英国植物学家布朗（图2）用显微镜观察水中悬浮的花粉,发现这些花粉颗粒不停的做无规则的运动．这种运动后来就叫做布朗运动．不只是花粉，对于液体中各种不同的悬浮颗粒，都可以观察到布朗运动．取一滴悬浮液（如稀释的墨汁）放在显微镜下观察，就可以看到悬浮微粒（小碳粒）在做无规则的布朗运动，而且微粒越小，运动越明显．从观察的结果知道，布朗运动是不会停止的．任何时间都可以看到显微镜下水中悬浮的微粒在做布朗运动．

　　做布朗运动的小颗粒虽然不是分子，但是它的无规则运动是由于包围着它的液体分子不断撞击它造成的．由于小颗粒体积很小，在某一瞬间和它相撞的分子数也比较少，很容易造成它受力不平衡从而改变运动状态，在下一瞬间，同样的原因致使它的运动状态再次发生改变，这样，就导致了小颗粒的无规则的运动．因此布朗运动反映的是液体分子无规则的运动．

1、（2004年江苏省宿迁市中考题）质量相等的某种液体和水在降低相同温度时,,放出的热量之比为1:

2,则该液体的比热容与水的比热容的关系是（）

A.c水=2c液

B.c水=c液

C.c液=2c水

D.无法确定

2、近年来各城市建设突飞猛进，但也给环境带来了负面影响，“热岛效应”越来越明显。

某中学“环境研究小组”经过调查研究，结合所学的物理知识，提出了一个“人工湖缓解热岛效应方案”。

若该湖设计蓄水总体积为1х104m3，水面面积为4.2х103m2。

在夏季每天高温阶段，湖面从周围环境的吸热能力为2х107J/m2。

（1）请你就以上短文提一个与物理知识有关的问题，并简单解释。

问题：

___________________________________________________________________________

解释：

（2）在高温时段，湖水温度平均升高多少℃？

3．冬天小名每天早晨都要喝牛奶，由于天冷，牛奶的温度较低，他每天都要采取“热水浴”的方式把牛奶瓶放入热水中温热。

如图12-6示，这是某天小名用热水温热牛奶的图像，已知牛奶的质量为0.1Kg，热水的质量是42g（不计奶瓶的质量和热量的散失）。

（1）由图像可知，温度较低的牛奶要经过min后才与热水的温度相同。

（2）根据图像提供的数据信息，可知牛奶的比热容是多大？