1、势能的变化与机械功-沪科教版必修二教案

势能的变化与机械功-沪科教版必修二教案
一、教学目标
1.了解势能的概念；
2.通过实验探究势能与高度、势能与力的关系；
3.掌握机械功的概念及计算方法；
4.了解势能转化为其他形式能量的过程。

二、教学重难点
1.势能与力的关系；
2.势能转化为其他形式能量的过程。

三、教学内容及方法
1. 势能的概念
了解势能的定义
教师通过图示、实例解释势能的概念。

* 如果一个物体具有在某一给定的高度处保持静止的能力，我们就把该物体在该给定高度处所能具有的能量称作势能。

* 势能是与位置有关的能量。

它因位置而异。

在重力场中，它通常以高度的形式存在。

* 一个物体在高度h处具有mgh的重力势能E_p，其中m为物体的质量。

认识势能的单位
让学生从表格中找到势能的单位。

势能单位名称符号
焦耳J（joule）J
千卡kcal kcal
千瓦时kWh kWh
2. 势能与高度、力的关系
实验探究
让学生通过实验探究势能与高度、势能与力的关系。

实验材料：
1.弹簧测力计；
2.平衡轻盘；
3.弹簧；
4.铅块；
5.计时器；
6.钢珠；
7.笔和纸。

实验步骤：
1.将轻盘置于水平桌面上，用弹簧测力计托住轻盘的一端。

2.在轻盘上依次放置铅块和钢珠，测量加入每个物品后轻盘所下压的位移。

3.记录每个物品重力势能变化、位移变化和力的变化。

4.利用计时器测量物品从轻盘上滑下来所需的时间。

5.计算物体的动能、机械功、加速度和重力加速度。

(注：具体计算公式可根据实验结果自行求出)
总结归纳
让学生结合实验结果讨论势能与高度、势能与力的关系。

* 由实验结果可看出，重力势能随着高度的增加而增加，与高度成正比。

* 力与势能之间有负相关的关系，如物体的质量、受到的阻力等都会对重力势能的大小产生影响。

3. 机械功和功率
了解机械功的定义
教师通过图示、实例解释机械功的概念。

* 机械功指力作用点在力方向上移动的距离与力的大小的乘积。

* 如果力的方向与物体的位移方向相同，则机械功为正；如果力的方向与物体的位移方向
相反，则机械功为负。

认识功率的定义
让学生通过讨论合作电动机和平衡电动机的概念，了解功率的定义。

* 功率指单位时间内机械功的大小。

* 合作电动机指力和位移方向相同的电动机，平衡电动机指力和位移方向相反的电动机。

* 一公斤力在一秒钟的时间内对物体做功1焦耳，称之为1瓦的功率。

4. 势能转化为其他形式能量
实验探究
让学生通过实验探究势能转化为其他形式能量的过程。

实验材料：
1.电池；
2.电热丝；
3.电流计；
4.弓形导轨；
5.滑块。

实验步骤：
1.将电热丝直接接入电线路中，测电热丝在单位时间内所发的热量，记为Q1。

2.将弓形导轨架在电屏上，并用电磁铁将滑块挂在导轨上，在导轨的下端加一电池，使导轨带电。

3.将滑块从导轨的上端释放，让它从高处坠落。

当滑块下落一定的高度时，它所具有的重力势能将被转化为动能，滑块便会加速下降。

在这个过程中，如果滑块与电热丝接触，那么滑块的动能将被转化为热能。

测量热量，记为Q2。

4.利用电流计测量弓形导轨在单位时间内所吸收的电能，记为W。

总结归纳
让学生结合实验结果讨论势能转化为其他形式能量的过程。

* 实验结果表明，势能可以转化为热能和电能。

* 势能转化为热能的过程是机械功转化为热能的过程。

* 势能转化为电能的过程是机械功转化为电能的过程。

四、教学反思
本次教学以探究方法为主，让学生通过实验探究势能的变化与机械功的关系，从而加深他们对文理结合的理解，培养学生的动手能力和实验精神。

同时也让学生明确了势能转化为其他形式能量的过程，加深他对物理学科和生活之间的联系的认识。

不过，我觉得在授课过程中，教师的问答方法不应过于机械，更应关注学生的思考问题和解决方法。

同时，也需要让学生互相交流，加强合作能力。

最后，授课的评价应综合考虑学生探究活动的结果，引导学生将所学普及到生活中，提高科学素养和创新实践能力。