人教版（2024新版）八年级下册物理第十一章第4节《机械能及其转化》教案

第第页人教版（2024新版）八年级下册物理第十一章第4节《机械能及其转化》教案教学目标物理观念:通过生活实例和自主学习课本知道动能、重力势能和弹性势能统称为机械能;通过实验或实例,认识动能和势能可以相互转化;能解释与机械能转化有关的现象。科学思维:经历机械能概念的建立过程,提升从复杂物理现象中归纳简单物理规律的思维;经历实例分析的过程,掌握解决科学问题时把握必要因素的思维方法。科学探究:经历滚摆和单摆实验,分析动能和势能的相互转化。科学态度与责任:通过对生活实例进行分析计算的过程中,感悟物理与生活的紧密联系;认识分析科学问题是要把握必要因素的科学方法,养成交流合作的习惯。教学重难点教学重点:动能和势能的相互转化。教学难点:解释有关动能和势能相互转化的简单物理现象。教学准备教师准备:教学课件、易拉罐、斜面、橡皮筋、小铁块、单摆、滚摆、铁锁、绳子、动能和势能演示器等。学生准备:滚摆、单摆、铁锁、绳子。教学过程教学环节设计意图一、创设情境导入新课实验引入:搭建小坡度的斜面,从斜面顶端由静止释放易拉罐,引导学生仔细观察现象。提出问题:易拉罐沿不太陡的斜面滚下,为什么会沿斜面来回滚动,滚动几次最终会停下来?今天我们学习“第4节机械能及其转化”,学习后你会找到答案。观察演示实验,思考问题,激发兴趣,进入情景,主动参与到课堂学习中二、新课讲解探究新知探究点一机械能及其转化(一)机械能自主学习,阅读课本:什么是机械能?如何判断机械能的变化?学生:动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。学生:机械能是动能和势能的和,判断机械能的变化要分别判断动能和势能的变化情况。课件展示:判断机械能的变化。1.匀速上升的气球:动能,势能,机械能。

2.匀速下降的气球:动能,势能,机械能。

3.匀速水平运动的汽车:动能,势能,机械能。

4.加速上升的火箭:动能,势能,机械能。

5.边洒水边匀速行驶的洒水车:动能,势能,机械能。

课件展示答案。(二)动能和重力势能的转化学生实验1:观察滚摆的运动,小组讨论滚摆在运动过程中能量的转化。小组展示:滚摆下降时,速度增大,动能增大,高度减小,重力势能减小,重力势能转化为动能;滚摆上升时,速度减小,动能减小,高度增加,重力势能增大,动能转化为重力势能。学生实验2:观察单摆的运动,小组讨论小球在运动过程中能量的转化。小组展示:单摆下降时,重力势能减小,动能增大,在此过程中,重力势能转化为动能;单摆上升时,动能减小,重力势能增大,在此过程中,动能转化为重力势能。提问:通过以上两个实验,我们可以得到什么结论?归纳总结(课件展示):物体的动能和重力势能是可以相互转化的,动能可以转化为重力势能,重力势能也可以转化为动能。培养自主学习能力判断机械能的变化情况,为下面学习机械能的转化做铺垫学生参与实验,从实验现象分析归纳,体现学生学习主体地位(三)动能和弹性势能的转化1.利用动能和势能演示器进行实验:弹簧固定在水平轨道末端,小球从斜面顶端由静止滚下,撞击弹簧后又将沿水平轨道返回,接着滚上斜面。讨论整个过程中能量的转化过程。学生:重力势能→动能→弹性势能→动能→重力势能。2.播放蹦床比赛视频片段,分析蹦床过程中能量转化过程。人在落下时,接触蹦床前:重力势能转化为动能;接触蹦床后,重力势能和动能转化为弹性势能。人在上升时,离开蹦床前:弹性势能转化为重力势能和动能;离开蹦床后,动能转化为重力势能。(四)机械能守恒1.两名学生上台演示:用绳子把一个铁锁悬挂起来。把铁锁拿近自己的鼻子,稳定后松手,头不要动。铁锁向前摆去又摆回来。铁锁摆回时会碰到你的鼻子吗?小组讨论分析整个过程能量的转化并思考其中的原因。学生:铁锁下降的过程是重力势能转化为动能,上升的过程是动能转化为重力势能。在上升和下降的过程中,铁锁和空气之间存在摩擦,克服摩擦做功,消耗一部分能量,机械能减少,所以不会碰到鼻尖。教师:如果整个过程中,铁锁和空气之间没有摩擦,会出现什么现象。学生:会碰到鼻子,因为整个过程中机械能没有减少。归纳总结(课件展示):如果只有动能和势能相互转化,尽管动能、势能的大小会变化,但动能和势能的总和不变。或者说,机械能是守恒的。点拨:在物理学中常常出现“光滑的表面”“不计空气阻力”“不计摩擦”等文字描述,表示没有摩擦阻力,机械能是守恒的。播放视频——“机械能守恒”。2.小组合作学习:用机械能及其转化解释现象(1)分析过山车在运动过程中的能量转化情况,过山车为什么最终会停下来?学生:从A到B的运动过程中,动能转化为重力势能;从B到C的运动过程中,重力势能转化为动能;从C到D的运动过程中,动能转化为重力势能。学生:过山车运行过程中车与轨道之间有摩擦力,还受到空气的阻力,机械能逐渐减小,过山车最终停下来。与老师共同分析小球撞到弹簧到被弹开的过程中,动能与弹性势能的相互转化情况,归纳出结论通过亲身实践,激发学生学习的兴趣,培养分析归纳能力(2)拓展学习:人造地球卫星的机械能转化。1.卫星在运动过程中机械能是否守恒?2.卫星由远地点向近地点运动时,能量如何转化?3.卫星由近地点向远地点运动时,能量如何转化?学生:卫星在大气层外运行,不受空气阻力,只有动能和势能的转化,因此机械能守恒。学生:卫星在远地点时势能最大,当它从远地点向近地点运动时,重力势能转化为动能。学生:卫星在近地点时,动能最大,当卫星从近地点向远地点运动时,动能转化为重力势能。探究点二水能和风能的利用自主学习:总结水能和风能的利用。1.水能的利用(1)古代对水能的利用:我们的祖先很早就制造了木质水轮,让流水冲击水轮转动,用来汲水、磨粉、碾谷。(2)水力发电:通过水轮机带动发电机,可以将水的机械能转化为电能。2.风能的利用(1)古代对风能的利用:利用风来驱动帆船航行,利用风来推动风车做功提取海水制盐或提水灌溉水田。(2)风力发电:利用风吹动风车叶片旋转,将风能转化为风车叶片的动能,再通过发电机或其他机器将动能转化为电能。播放视频——“水能、风能的利用”。学以致用,从物理走向社会运用机械能转化与守恒的观点分析水能、风能的有关问题三、归纳概括课堂小结学生总结本节所学知识,教师课件展示。培养学生归纳总结的意识和能力板书设计第4节机械能及其转化1.机械能及其转化(1)动能和势能统称为机械能。(2)动能和重力势能之间是可以相互转化的。(3)动能和弹性势能之间是可以相互转化的。(4)机械能守恒:如果只有动能和势能相互转化,尽管动能、势能的大小会变化,但动能和势能的总和不变,或者说,机械能是守恒的。2.水能和风能的利用(1)水的重力势能。(2)风的动能。作业设计揭秘上课开始进行的演示实验,请同学们课后完成下面的小制作,解释易拉罐为什么会来回滚动?在一个易拉罐的盖和底各开两个小洞。将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中,橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定(如图所示)。做好后将它从不太陡的斜面滚下。答案:当易拉罐从斜面滚下时,两根橡皮筋绞到一起发生形变,获得弹性势能,当橡皮筋恢复原状时,弹性势能又转化为动能,动能又转化为重力势能,所以易拉罐可以滚上斜面。教学反思本节课主要采用以实验设疑来调动学生的好奇心和求知欲,然后以问题为切入点展开讨论,让学生在情境问题中来感悟物理知识,乐中求学,学中求乐,不知不觉中总结出动能和势能之间可以转化的知识点。为了加深学生对动能、势能的相互转