第四节《机械能及其转化》

1、第4节机械能及其转化教学设计【教学目标】知识与技能1. 知道动能和重力势能的转化并能举例说明2. 知道动能和弹性势能的转化并能举例说明3. 分析和解释实例，说明机械能的变化情况。过程与方法观察动能和势能之间相互转化的实例， 培养学生动手操作能力，观察和分析 问题的能力。情感态度与价值观关心机械能与人们生活的联系，有将机械能知识应用于日常生活的意识。【教学重点】动能和势能的转化。【教学难点】分析事例中动能和势能的转化。【学习者特征分析】学生刚学了动能和势能的基本概念， 能确认运动的物体具有动能，被举高的 物体具有重力势能，发生弹性形变的物体具有弹性势能； 并了解了决定这些能量 大小的因素。也就是

2、说学生为本节课的学习有了一定的知识准备， 但教者必须清 醒地认识到学生对某种能量的变化的理解并不是很到位的，这恰恰是完成本节课 的教学目标所必须解决的问题。对有些物理现象需用多个物理知识分析或解释， 如“滚摆、单摆最终会停下来”，我们引导学生关注的重点是动能和势能的相互 转化问题，但现象中所涉及到的机械能守恒与损失问题， 既不能回避，又不能过 多纠缠，否则会喧宾夺主而影响教学目标的实现。【教学资源准备】多媒体课件、皮球、滚摆、单摆、弓箭、锁头、细绳【教学过程】主要教学过程教学内容教师活动学生活动一、情境导入【观看视频图片】多媒体课件【演示】皮球下落【提问】从空中下落的皮球具有哪些形式的 能量？

3、这些能量的大小怎样变化？皮球和 地面接触瞬间具有什么能量？【总结】可见：一个物体可以即具有动能， 又具有势能。我们把动能、重力势能和弹性 势能统称为机械能。当物体同时具有动能和 势能时，匕的机械能大小就等于动能和势能 的和。学生观看视频图 片，激发好奇心与 兴趣抢答：动能；重力 势能；重力势能越 来越小，动能越来 越大。弹性势能动能和势能总结、体会。（设计意图：通过 观看视频图片，激 发学生的好奇心和 学习的积极性，同 时又回顾了动能和 势能的有关知识， 为新授内容打下基 础。）二、合作探究，新 课讲授：（一）机械能及其 转化1. 机械能：是动 能、重力势能和弹 性势能的统称。 单位：焦耳（J

4、）2. 动能和重力势能 的相互转化演示实验：滚摆说明了：动能与重 力势能可以相互转 化。自学指导请同学们在3min之内阅读课本71-72页，完成下列练习。（多媒体课件）体会、记忆。【知识引桥】大豕一般都有骑自行车从陡坡回忆口答：越来越路顶部自由而下的经历，即使不蹬脚踏板，快。在下坡时车子的速度怎样变化？动能变大，势能减追问：下坡中动能和重力势能的大小各有什小。么变化？【启发引导】势能减小了，是不是能量消失猜测：重力势能转化为动能。了？猜想可能发生了什么转化？【实验演示】滾摆的运动。展示滾摆，把摆绳缠绕到最高点静止释放。学生观察、分析、思考摆轮能量的变化。引导学生注意观察滚摆在运动过J程中速 度

5、和 高 度说出观察到的现象的变化，思考动能下降时：速度变大；和势能是如何变化的？上升时：速度减小。【深入分析】（1）释放前滚摆具有什么能？（2）释放后观察滚摆的高度、速度、是如重力势能何变化的？动能和势能大小变化？下降过程中高度降低，速度变大。因而势能减小，动能（3）滾摆运动中存在能量是如何转化的？变大。上升过程中咼度变大，速度变小。则势能变大，练一练（多媒体课件）动能变小。从生活走向物理【总结】滾摆实验有力证明了动能和重力势能可以相互转化【实验】展示单摆，使重物沿着黑板摆动,作出运动的轨迹。化。A练一练（多媒体课件）分析：重物从A运动至B、从B到C过程能量的转C总结：滾摆和单摆实验都有力说明

6、了动能和 重力势能可以相互转化。同学们能举出几个 类似的例子吗？点评学生回答，过山车、荡秋千等。师生矫正，掌握各不同过程中能量的转化。（设计意图：使学生初步形成能量转化的意识。体现生活处处有物理，培养学生的观察分析能力）下降过程中，重力 势能转化为动能； 上升过程中，动能 转化为重力势能。理解、体会。观看实验。思考回答：A B: 势能转化 为动能。B C: 动能转化 为势能。学生举例并解释。 荡秋千、过山车等。试分析运动中能量 的转化。从高处向下：重力势能转化为动能。从低处向高处：动 能转化为重力势3.动能和弹性势能的相互转化动能和弹性势能之间可以相互转化。总结：动能和势能之间可以相互转化。【

7、启发引导】：既然动能和重力势能之间可 以相互转化，那么动能和弹性势能之间可以 相互转化吗？【知识引桥】展示蹦床视屏图片思考：上下 运动过程中，都有哪些能量？ 这些能量又是怎样变化的呢？【演示】拉弓射箭问：箭射出后，弓的弹性势能哪里去了？ 归纳：拉紧的皮筋具有弹性势能，松手后转 化为箭的动能。（设计意图：利用学生身边的物品实验，调动学生学习热情和参与讨论积极性。 体现生活处处有物理，培养学生的归纳总结能力）师生矫正完善，学生互相补充。【实验归纳】：动能和弹性势能之间可以相 互转化。以上实验分析可知动能和弹性势能 之间可以相互转化。思考讨论蹦床发生形变， 产生弹性势能思考、讨论弹性势能转化为箭 的

8、动能。（设计意图：培养 学生的分析、归纳 能力。）（二）机械能转化 及守恒守恒条件：只有动能和势能的相互转 化，机械能的总量 保持不变，即机械 能守恒。（三）水能和风能的利用【游戏导入】 铁锁摆回时会碰到你的鼻子 吗？介绍做法，让两个学生演示体会。引导学生注意观察现象。【现象反思】这表明铁锁的机械能总量变大还是变小？为什么？假设没有阻力，会怎么样呢？点评归纳：如果只有动能和势能的相互转 化，机械能的总量保持不变，即机械能守恒。 实际生活中，在机械能的相互转化过程中， 往往要克服摩擦力，使机械能总和减小。【想一想】实验中滾摆不能升到原来的高处 的原因？总结：由于摩擦，机械能减小了，是转化为 其他

9、形式的能，并不会消失。【强调】可见机械能守恒的条件：只有动能 和势能的相互转化。一般指不计摩擦阻力 等。讲述：自然界的流水和风蕴含巨大的能量。 课件展示流水和风的能量。学生演示 认真观察没有打到鼻子，铁 锁越摆越低。变小，有空气阻力 和摩擦。若没有阻力，机械 能不变。理解、体会机械能 守恒的条件。讨论交流：由于摩 擦等原因，机械能 总量减小。理解、体会。观看图片，认识流水和风能够做功，蕴含的能量巨大。了解水力发电、建 立风车田发电。人类对水能和风能的利用主要是发电， 它们无污染，是人们大力发展的理想能源。组织学生自学“水能和风能的利用” ，了解 人们利用水能和风能的方法和历程。（设计意图：借助

10、课件将学生不感兴趣的内 容呈现出来，培养学生关注科学、关心社会发展的意识。）阅读自学，扩大视 野。扩大视野“科学世界” 人造地球卫星人造地球卫星在太空运行，只有动能和势能 的转化，机械能是守恒的。动画播放人造地 球卫星的运行。认真观看，你发现了什么？组织学生阅读“科学世界” 了解卫星的近地观看动画，说出现 象：近地点速度大, 远地点速度小。阅读自学科学世 界，思考、回答:点、远地点，说出能量的转化。练一练（多媒体课件）师生矫正总结。【点拨归纳】以上能量的转化分析都反映了 一个规律：能量转化过程中总是一种形式的 能量减小，另一种能量增加。即变小的能转 化为增大的能。（设计意图：小实验、动画拉近了

11、物理知识与学生的距离，增加了学习的趣味性。又培 养了学生总结、归纳能力，语言表达能力。）从远地点向近地 点：重力势能转化 为动能反之，动能转化为 重力势能。理解体会，记忆。反馈练习师巡视检杳 多媒体课件完成反馈练习三、课堂小结：回顾本节课的探究活动程序组织学生回顾所学。总结：能判断动能与势能的转化，知道机械 能的疋义及单位，明确机械能守恒的条件学生讨论梳理知识 要点。四、达标检测师巡视、讲评优化设计练习册五、布置作业课后完成板书设计§ 11.4机械能及其转化一、机械能：动能和势能统称为机械能。单位：焦耳（J）二、动能和势能之间是可以相互转化的动能和重力势能之间是可以相互转化的-动能和弹性势能之间是可以相互转化的三、如果只有动能和势能的相互转化，机械能的总量保持不变，即机械能守恒。四、水能和风能的利用。【教学评价】本节课以课件创设情境来调动学生的兴趣， 然后以问题为切入点来展开，让 学生在情景问题中感悟物理知识， 达到乐中求学，学中求乐，逐步总结出动能和 势能之间可以