《机械能及其转化》名师教案

第四节

机械能及其转化1课时

新授课

宜昌市九中

蒋晓霞

【核心素养】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。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。了解我们的城市特点优势更加热爱我们的城市。

【教学目标】

1、知道机械能，利用实验分析认识物体动能和势能可以相互转化,能解释一些有关动能、重力势能、弹性势能之间相互转化的简单现象。

2、初步了解机械能守恒的含义。

3、了解水能和风能.

【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。

【教学准备】

滚摆、单摆、重锤、弓箭、弹簧、小球、细线、水轮、

塑料桶、塑料管、吹风机、多媒体。

【教学过程】主

要

教

学

过

程教学内容教师活动学生活动课前登陆优教平台，发送预习任务完成本节课的预习任务，反馈预习情况一、提问请问同学们想在这节课里知道什么？

（设计意图：通过学生思考，激发学生学习主动性，引出本节课教学目标。）什么是机械能，动能和势能能否转化，转化过程遵循什么规律。二、复习回顾三幅图片分别复习动能、重力势能、弹性势能，为本节课奠定知识基础。学生欣赏图片思考回答：运动汽车具有什么能？与什么因素有关？运动汽车具有动能，与质量和速度有关；举高的重锤具有什么能？与什么因素有关举高的重锤具有重力势能，与质量和速度有关；三、新知讲解（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）压缩和拉伸的弹簧具有什么能？与什么因素有关？压扁的橡皮泥是否具有弹性势能？（强调弹性势能产生原因弹性形变。）【归纳总结】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，它的机械能大小就等于动能和势能的和。

（设计意图：通过简单的回顾，使学生形象感知机械能的规定。压缩和拉伸的弹簧具有弹性势能，与弹性形变量有关，压扁的橡皮泥不具有具有弹性势能，它发生塑性形变。思考、口答。总结、体会。2、设疑导入这是真的吗？

演示钢球砸玻璃,砸不碎.接着播放视频质量为50g的鸡蛋能否砸碎厚度为5mm的玻璃，鸡蛋哪里来的能量？怎样增大能量？

（播放视频）仔细观察，思考现象发生的原因。猜测：重力势能转化为动能。3、分组实验，合作探究1）动能和重力势能的相互转化分组实验：滾摆

说明了：动能与重力势能可以相互转化。教师介绍正确使用方法，布置探究任务，观察重点。（学生分组实验，规则以小组为单位进行实验探究同时进行比赛，小组讨论完成导学案自主评价1,2。实验结束后选派优胜小组代表展示，其他小组评价，落后小组将面临终极惩罚。）

【实验】滾摆的运动。

（优教提示：请打开素材“动画演示：滚摆”）展示滾摆，把摆绳缠绕到最高点静止释放。引导学生注意观察滚摆在运动过程中速度和高度的变化，思考动能和势能是如何变化的？

【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、是如何变化的？动能和势能大小变化？

（3）滾摆运动中存在能量是如何转化的？

【归纳总结】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，

分析：重物从最高点A运动

至B、从最低点B到最高

点C过程能量的转

化。（优教提示：请打开素材“演示动画：动能势能的转化”）总结：滾摆和单摆实验都有力说明了动能和重力势能可以相互转化。

学生观察、分析、思考摆轮能量的变化。

说出观察到的现象下降时：速度变大；上升时：速度减小。

下降过程中高度降低，速度变大。因而势能减小，动能变大。上升过程中高度变大，速度变小。则势能变大，动能变小。

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。

观察实验。

思考回答：

下降A到B:势能转化为动能。

上升B到C:动能转化为势能。从生活走向物理解释生活中问题动能和重力势能相互转化实例，（设计意图：通过解释过山车的回顾，使学生将所学知识转化为处理生活实际能力。）

例如：过山车【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？学生解释过山车动能和重力势能相互转化等。2）动能和弹性势能的相互转化【知识引桥】展示玩具弓箭，问一名学生怎样让见飞出？引导学生注意观察此学生的做法。

问：为什么要拉弓射出后，放手后，弓的弹性势能哪里去了归纳：拉弯的弓具有弹性势能，松手后转化为箭的动能。

学生分组实验;体验一个物体弹性势能，转化为另一物体的动能。怎样让静止小球运动？活动：学生利用弓射出一个箭。

学生观察了解游戏里的能量转换。

转化为箭的动能。观察实验。

思考回答：

弹簧具有弹性势能，松手后转化为小球的动能。

学生演示

认真观察3）动能和重力势能弹性势能的相互转化此处，综合性强，设计为分组讨论

(学习要求：先独立思考，然后小组

交流

讨论完成自主评价4。并选派

代表回答。)

分析：

皮球下降：______能转化为____能。

与地碰撞：______能转化为______能。

恢复原状：______能转化为__能。

皮球上升：______能转化为______能。

它们在运动过程中的能量转化。（二）机械能守恒

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。【碰鼻惩罚】铁锁摆回时会碰到你的鼻子吗？

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?（观看动画）

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。

【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。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。（三）水能和风能的利用讲述：自然界的流水和风蕴含巨大的能量。（展示图片）

简绍古人运用水能，及我们的城市特点优势更加热爱我们的城市，对学生进行情感态度价值观教育(播放视频)

1.自然界的流水和风都是具有大量

的天然资源。

展示水轮车，怎样让它转动，怎样让他转的更快。动画展示水电站的能量转化。2.

修筑拦河坝可以提高坝前上游的水位，水位越高，水的重力势能越

。

这样水从坝上落下时

转化成的

，水推动坝下方的水轮机转动，

转化为水轮机

。

还有什么方法让轮车转动？

流动空气，展示吹风机吹轮机。

学生回答：

抬高塑料桶，抬高水位。

水的重力势能越

大

。这样水从坝上落下时

重力势能

转化成的水

动能

，水推动坝下方的水轮机转动，

水的动能

转化为水轮机

动能

。解决本节课开头的问题学完这节课，请同学回答质量为50g的鸡蛋能否砸碎厚度为5mm的玻璃，鸡蛋哪里来的能量？怎样增大能量？学生：鸡蛋具有动能，从重力势能转化，可以增大高度，增大重力势能五、课堂小结：

回顾本节课的探究组织学生回顾