人教版（2024新版）八年级下册物理第十一章《功和机械能》教案（共4节）

第第页人教版（2024新版）八年级下册物理第十一章《功和机械能》教案（共4节）第1节《功》教案教学目标物理观念:知道功的概念,理解做功的两个必要因素;能用公式W=Fs进行简单的计算,知道功的单位。科学思维:经历功的概念的建立过程,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:通过分析现象,体会基于现象分析和归纳得出结论的科学探究方法。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;认识到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:做功的两个必要因素,功的简单计算。教学难点:能利用功的公式进行简单的计算。教学准备教师准备:教学课件、小车、篮球等。学生准备:课本、文具等。教学过程教学环节设计意图一、创设情境导入新课播放视频“生活中的功和物理学中的功”。提出问题:背起书包走路上学,回家时又背了很多的书,你可能觉得你做了很多功,但从物理学的角度看,你对书包并没有做任何功,那么在物理学中什么是功?今天我们学习“功”。通过视频提出物理学中的“功”,引入课题,激发学生学习的兴趣二、新课讲解探究新知探究点一力学中的功播放视频:汽车打滑视频和推箱子未推动的视频,大家认为汽车、箱子受到的力有没有成效?学生:没有,汽车、箱子尽管受到了力,但没有运动。演示实验:用力推在水平面上的小车,小车前进,则小车受到几个力的作用?教师:我们来分析一下这个过程中,小车受到哪些力?学生:重力、支持力、推力、阻力。教师:那么在推车的过程中,哪个力的作用对小车有了“成效”?成效是什么?学生:推力,小车在推力的作用下向左移动了距离。教师:这个时候我们就说推力F做了功。叉车把货物从地面托起,使货物向上发生位置的移动。在这个过程中,货物受到哪些力的作用?是哪个力提高了货物?成效是什么?学生:货物受到托力和重力的作用,托力托起了货物,货物在托力的作用下向上移动了距离。教师:物理学中就说叉车托起货物的力做了功。通过以上实例,请你总结什么是物理学中的功,怎么判断力是否做功呢?利用生活中的实例,判断力的“成效”,顺利引入功的概念师生共同归纳总结:(1)如果一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上移动了一段距离,就说这个力对物体做了功。(2)归纳做功的两个必要因素:作用在物体上的力、物体在这个力的方向移动的距离。教师:现在能解释为什么说你背书包上、下学的过程中对书包没有做功了吧?学生:背书包的力的方向竖直向上,书包在水平方向移动了距离,书包没有在力的方向移动距离,所以没有做功。教师:当你背书包回家步行上楼的过程中,对书包做功了没有?学生:做功了,书包在力的方向上移动了距离。学生上台演示,把篮球放在地面,两名同学传球。观察并讨论传球的过程,下列情境中做没做功?1.把球从地上拿起来,手对球。

2.拿球站着不动时,手对球。

3.拿球向前走的过程中,手对球。

4.传球,球未离手前,手对球。

5.球离手后,在空中运动时,手对球。

答案(课件展示):1.做功2.没有做功3.没有做功4.做功5.没有做功播放举重运动员举起杠铃的整个过程视频,判断手对杠铃做功的情况。然后让学生上台情境再现,分阶段判断运动员对杠铃是否做功。小组合作学习:通过以上探究过程,我们可以知道不做功有哪些情况?小组代表:有力无距离、有距离无力、力与运动距离的方向垂直。探究点二功的计算过渡:我们探究了功的含义和要素,那么如何比较功的大小呢?如图所示是起重机把每一个重力都相同的货物匀速提高的情景,请你仔细观察,思考下面的问题。甲与乙两次,哪一次做功多?你判断的理由是什么?甲与丙两次,哪一次做功多?你判断的理由是什么?学生:甲与乙两次,乙做功多。因为力相等,乙通过的距离大。学生:甲与丙两次,丙做功多。因为通过的距离相等,丙用的力大。师生共同归纳总结:作用在物体上的力越大,物体在力的方向上移动的距离越远,力所做的功也就越多。自主学习:阅读课本85~86页“功的计算”,说出功等于,公式是,公式中每个物理量的符号及单位分别是。

学生通过自主学习,能够找出功的定义、公式以及公式中的每个物理量的单位。功的定义:功等于力和物体在力的方向上移动的距离的乘积。知道力学中功的含义,知道做功的两个必要条件,通过实例,会判断力是否做功,培养物理观念帮助学生建立做功的含义和不做功的三种典型情况情境真实重现,帮助学生分析做功情况,让学生明白,生活中不是简单的做功和不做功,而是要学会分阶段进行拆解分析做功情况学生通过自主学习知道如何计算功先让学生想象1焦耳的功有多大,再让学生体验将两个鸡蛋举高1m,这就是1焦耳的功。例题1阅读课本86页例题,讨论后分享例题的解题思路。学生写在学案上,找一名学生进行板演。完成后,找学生进行评价。教师点拨:在计算过程中要求学生注意物理量对应、单位要统一、计算有公式,步骤要规范。例题2小明将重为50N的大桶水,匀速从地面提升到0.2m的高度,又匀速向前走了6m,求在整个过程中小明对大桶水的提力做的功。解匀速提升过程中对大桶水做功W=Fs=Gh=50N×0.2m=10J,匀速向前行走的过程中对大桶水不做功,所以整个过程中小明对大桶水做功为10J。【拓展延伸】思考:大桶水在提升过程中,重力是否做功?学生:重力没有做功,重力的方向竖直向下,拉力的方向竖直向上。教师:此时大桶水移动的方向与重力的方向相反,我们称克服重力做功。教师补充:克服力做功(课件展示)如果物体移动的方向与一个力(阻力)的方向相反,我们就说物体克服这个力做功。例如,在水平面上推动物体前进时,要克服摩擦力做功;提升物体时要克服重力做功;爬楼时要克服自身重力做功。通过例题训练公式的应用利用做功的因素,判断重力是否做功,从而引发争议,顺势提出克服阻力做功的含义三、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1节功1.做功的两个

必要因素作用在物体上的力2.不做功的三种情况有力无距离3.功的计算公式:W=Fs。功的单位是焦耳,简称焦,符号为J作业设计基础作业:对照课本和学案,画出本节课的思维导图。拓展作业:小组合作,测量自己从一楼爬到三楼做功的多少,写出测量方案,计算功的大小。教学反思本节课注重学生理解能力的训练,通过一系列的实例,让学生尝试进行理论分析,达到真正理解的目的。同时结合练习进行突破,有效强化了学生运用所学知识解决实际问题的能力。公式W=Fs中的F、s是做功的两个必要条件。由于学生在解题能力上有差异,导致部分学生在解答灵活性、综合性较强的问题时还是有困难。因此要多给予学生解题方法上的指导,指导学生会审题,会找关键词、重点词,提高学生的思维能力,解答物理问题的能力。第2节《功率》教案教学目标物理观念:知道功率,能说出功率的物理意义,并能写出功率的定义式P=Wt科学思维:了解功率在实际生活中的应用,领会解答功、功率和速度的相关综合题的方法与技巧。科学探究:利用功率的概念设计实验测量生活中功率的大小。科学态度与责任:具有对科学的求知欲,乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理,有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。教学重难点教学重点:功率的理解及相关计算。教学难点:利用功率公式进行简单计算。教学准备教师准备:教学课件。学生准备:课本、文具等。教学过程教学环节设计意图一、创设情境导入新课1.知识回顾:如何比较物体运动的快慢?学生:相同时间比较路程、相同路程比较时间。教师:物理学中引入“速度”概念运用了哪种比较方法?学生:相同时间比较路程,运动快慢。2.第1节我们学习了功,功表示做功的多少,速度有快慢,那么做功有没有快慢呢?播放视频“做功的快慢”,提出问题:如何比较做功的快慢呢?创设情境,将学生引入怎样比较做功快慢的问题上,初步知道物体做功有快慢之分二、新课讲解探究新知探究点一功率(一)比较做功的快慢小组合作学习:甲、乙、丙三位同学分别搬砖到二楼,楼高为3m,他们搬砖的数量和所用的时间如表:甲乙丙砖重/N200200150做功/J

时间/min102020(1)甲、乙、丙做的功分别是多少?(2)甲、乙、丙做功谁最快?小组进行展示:(1)甲、乙、丙做的功分别为600J、600J、450J。(2)甲和乙做功相同,甲用时短,所以甲做功快;乙和丙用时相同,乙做功多,所以乙做功快,所以甲做功最快,丙做功最慢。归纳总结:比较做功快慢可以类比比较物体运动快慢。做功相同,比较时间;时间相同,比较做功多少。教师:若甲、乙、丙三者做功多少和时间都不相同,我们如何比较三者做功快慢?学生:分别计算三位同学所做的功和所用时间的比值,该比值越大,做功越快。通过比较三位同学做功的快慢,类比速度,顺利引入功率概念教师:用功时间(W(二)功率自主学习:阅读课本88~89功率相关知识。(1)功率的意义:用来表示做功快慢的物理量。(2)功率的定义:功与做功所用时间之比叫作功率。通常用符号P表示。(3)功率的公式:P=Wt(4)功率的单位:瓦特。在国际单位制中,W的单位是焦耳(J);t的单位是秒(s);P的单位是瓦特(W)。1瓦特=1焦耳/秒,1kW=103W。点拨(课件展示):用已知物理量的比值定义新的物理量,是建立物理概念常用的方法。使用该方法能够进一步揭示和表述被探究对象的某些物理性质及变化规律。展示例题,以下两例题分别找两名学生进行板演,其他学生做在学案上。例题1大石头的质量为6t,起重机在15s内将大石头沿竖直方向匀速提升1m,起重机提升大石头的功率是多少?g取10N/kg。解因为匀速提升,起重机提升大石头的拉力与大石头所受的重力相等,即F=G=mg=6×103kg×10N/kg=6×104N大石头在拉力的方向上移动的距离s=1m所以拉力做的功W=Fs=6×104N×1m=6×104J功率P=Wt=6×104起重机提升大石头的功率是4×103W。例题2在体能竞赛中,小强同学在20s内就完成了10个引体向上动作。已知小强的体重为500N,每个动作身体向上移动的距离约为50cm,则小强在整个过程中做功的功率约为多少?解小强体重为G=500N向上移动的距离s=50cm=0.5m一个引体向上动作做功为W=Fs=Gh=500N×0.5m=250J完成10个引体向上动作做的总功为W'=250J×10=2500J小强在整个过程中做功的功率P=W't=学生完成后,其他学生评价板演学生的答案。探究点二功率计算公式的推导式进行拓展:如果力F作用在物体上,物体沿力的方向以速度v做匀速直线运动,则力F的功率为P=Wt=Fs适用条件:物体做匀速直线运动,F与v在同一条直线上。思考:为什么汽车上坡时,司机经常用换挡的方法减小速度?为什么同样一辆机动车,在满载时的行驶速度一般比空载时小得多?学生:机车发动机的最大功率是一定的。由P=Fv可知,牵引力的大小和运动速度成反比。汽车上坡时,需要增大牵引力,所以要减小速度。同样一辆机动车,在满载时需要的牵引力增大,所以应该减小行驶速度。自主学习,明确功率的物理意义、定义、符号及单位、表达式通过讨论及训练,培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。学生边思考,边动手进行计算解答注重知识迁移能力的培养,体验学以致用的乐趣例题3在平直公路上匀速行驶的汽车,发动机的实际输出功率为60kW,速度为30m/s,则下列说法中错误的是(C)A.汽车受到的牵引力是2000NB.汽车受到的阻力是2000NC.牵引力做的功是60000JD.行驶10s牵引力做的功6×105J小组合作学习,分别计算牵引力F、阻力f、牵引力做的功W,然后小组代表展示。利用例题,巩固功率公式P=Fv的应用三、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2节功率1.物理意义:表示物体做功的快慢。2.定义:功与做功所用时间之比叫作功率。3.定义式:P=Wt4.单位:瓦特(W)。1W=1J/s,1kW=103W。5.推导式:P=Fv。作业设计测量人爬楼梯的功率。参考答案:实验器材:体重计、皮尺、秒表。实验步骤:①用体重计测出自己的质量m,求出自己的重力G。②用皮尺测出所登楼层的高度h。③用秒表测出自己上楼所用的时间t。④用公式P=Wt=mgℎ教学反思本节课教学设计按照新课标的要求和理念,为学生创设了一个熟悉的生活情境,引起学生的注意和思考,再通过小组讨论的方式逐步引导学生认识功率,最后让学生用所学知识解决实际问题,学生体会到学以致用的乐趣。教学实践证明,引导学生主动参与研究,教学效果更好。本节课的难点在于功率概念的建立和利用功率公式进行简单计算,在帮助学生理解功率的概念时,比较搬砖过程中做功的快慢,利用速度的定义来类比分析,引出描述做功快慢的物理量,注重学习过程,体现了“做中学”,培养学生良好的科学思维习惯。第3节《动能和势能》教案教学目标物理观念:通过分析实例,从做功的角度描述能量,知道能量的单位;通过实例分类和分析,初步认识动能、势能的概念,并能解释相关的现象;通过实验探究,了解动能、势能大小的影响因素。科学思维:从生活实例出发,分析比较物体对外做功的物理过程,归纳、总结实例中的共同本质特征,初步形成动能、势能的概念;会利用转换法比较动能、势能的大小;结合生活与实验事实,能推理、论证影响动能和势能大小的因素。科学探究:通过生活经验和实验事实提出影响动能、势能大小因素的初步假设;根据已有经验,利用控制变量法设计探究方案,选择实验器材进行实验。科学态度与责任:用能量的观念分析生活实例,感悟物理与生活、社会等密切关联;通过探究影响动能和势能大小的因素,养成良好的实验习惯、严谨的科学态度和勇于创新、团结合作的品质;通过应用动能和势能的知识解释生活生产中的相关现象,培养将科学知识应用于实践的习惯。教学重难点教学重点:动能、势能的概念及影响因素。教学难点:实验探究动能和势能的影响因素。教学准备教师准备:教学课件。学生准备:质量不同的钢球、斜面、木块、刻度尺、质量不同的铁块和木块、小桌、沙坑。教学过程教学环节设计意图一、创设情境导入新课播放视频“A级航空灾难——鸟撞飞机”,提出问题:为什么不起眼的小鸟会有如此大的威力,会造成这么大的损失呢?今天们学习“第3节动能和势能”,学习了本节后你会找到答案。通过视频引入,激发学生学习的兴趣和求知欲二、新课讲解探究新知探究点一能量播放电影“彗星撞地球”片段、高速子弹射击鸡蛋、弓箭射气球视频,视频结束后,课件展示相关图片,视频中哪些物体具有能量?学生:彗星、子弹、弓箭。教师:为什么说这些物体具有能量?学生:这些物体能够对外做功。归纳总结:1.物体能够对外做功,我们就说这个物体具有能量,简称能。能量是表示物体做功本领大小的物理量。物体能够做的功越多,表示这个物体的能量越大。2.能量的单位:焦耳(J)。探究点二动能(一)动能的概念过渡:刚才视频中提到的彗星、子弹、弓箭具有的能量有什么共同特点?学生:以上物体的能量都是由于运动而具有的。归纳:物体由于运动而具有的能,叫作动能。一切运动的物体都具有动能。教师:请同学思考生活中哪些物体具有动能。学生:运动的汽车、滚动的足球、台风、飞奔的猎豹……教师同时展示部分图片。(二)研究物体的动能跟哪些因素有关小组合作学习:1.猜想动能的大小可能跟哪些因素有关?说出猜想,并说明猜想的依据。可能跟物体的速度有关。汽车速度越快,发生事故时越严重。可能跟物体的质量有关。一辆汽车以同一速度运动,超载时事故更严重。2.实验中是怎样反映钢球动能大小的?利用了什么实验方法?通过被撞木块运动的距离s来反映动能的大小。利用了转换法。3.探究动能大小与物体运动速度的关系,应控制哪一个量不变,应如何改变钢球运动的速度?钢球的质量不变(使用同一钢球),使同一钢球分别从斜面的不同高度由静止开始滚下,观察木块被推动的距离。4.探究动能大小与物体质量的关系,应如何控制钢球在水平面运动的速度相同?改变钢球的质量(使用不同质量的钢球),从斜面的同一高度由静止开始滚下,观察木块被推动的距离。思考分析问题,从功的角度描述能量,建立能量的概念小组合作学习,设计实验探究影响动能大小的因素,并进行实验,归纳得出:物体动能的大小跟速度、质量的关系小组合作进行实验,收集实验数据,并归纳分析。1.探究动能大小与速度的关系让同一钢球分别从不同的高度由静止开始滚下,撞击木块;观察并测量木块被撞出的距离。2.探究动能大小与质量的关系让质量不同的钢球从同一高度由静止开始滚下,撞击木块;观察并测量木块被撞出的距离。实验结束后,小组进行展示,小组间相互补充,教师做出评价。实验结论:物体动能的大小跟速度、质量有关。质量相同的物体,运动的速度越大,它的动能越大;运动速度相同的物体,质量越大,它的动能也越大。思考并讨论以下问题:1.将质量不同的钢球放在斜面上同一高度处静止释放的目的:控制钢球达到斜面底端时具有相同的初速度。2.将质量相同的钢球由斜面上不同位置静止释放的目的:改变钢球达到斜面底端时的初速度。3.若实验中木块的质量较大,为确保实验现象明显,应如何改进?可增大钢球滚下的高度。4.实验中如果不用木块,如何改进?在桌上铺一条毛巾,用钢球在毛巾表面滚动的距离来反映动能的大小。5.实验结论的应用:生活中超载、超速问题。想想议议:某段道路的标示牌显示:小型客车最高行驶速度不得超过100km/h;大型客车、载货汽车最高行驶速度不得超过80km/h。请你利用物理知识解释,为什么要对机动车的最高行驶速度进行限制?为什么在同样的道路上,对不同车型会设定不一样的最高行驶速度?分析:同一辆汽车,质量不变,速度越大,具有的动能越大,危害性越大。所以限制机动车的最高行驶速度才能保证机动车行驶的安全性。车型不同,载重量不同,如果载货车与小汽车的行驶速度相同,由于载货车的质量大,具有的动能大,则刹车时滑行的距离长,危害性大。所以质量大的大型货车最高行驶速度要小些。小组间进行交流讨论,以提高对实验方案的优化、改进学以致用,从物理走向社会探究点三势能(一)重力势能1.播放“打桩机打桩的过程”和“高空抛物危险”的视频。提出问题:重锤对桩做功了吗?高空中的物体有没有做功的本领?其原因是什么?学生:重锤落下时对桩做了功,被举高的重锤具有能量;同样的道理,高空的物体也具有能量。教师:这种能量是物体由于受到重力并处在一定高度时产生的,我们称为重力势能。2.探究“影响重力势能大小的因素”提出问题:重力势能大小可能与什么因素有关?学生:物体离地面越高、质量越大,一旦落到地面,做功越多,做功的本领越强。重力势能的大小可能与物体离地面的高度、物体质量等因素有关。小组合作学习,请同学按照刚才探究动能大小的影响因素实验,设计实验来探究影响重力势能大小的因素。小组展示实验设计方案:(1)实验器材:沙坑、桌腿尖的小桌、不同质量的重物。(2)实验过程①探究重力势能的大小与高度的关系:让同一物体分别从不同的高度由静止开始下落,观察测量桌腿在沙坑下陷的深度。②探究重力势能大小与质量的关系:让质量不同的物体分别从同一高度由静止开始下落,观察测量桌腿在沙坑下陷的深度。小组合作进行实验,收集实验数据,分析归纳实验结论,小组进行展示。实验结论:物体重力势能的大小跟高度、质量有关,质量相同的物体,高度越高,它的重力势能越大;高度相同的物体,质量越大,它的重力势能也越大。(二)弹性势能课件展示:运动员在参加射箭比赛时,拉弯的弓为什么能将箭射出?蹦床比赛中,运动员为什么可以“跳”这么高?射箭比赛蹦床比赛学生:被拉弯的弓可以把箭射出去,发生形变的蹦床可以把人弹起,弓和蹦床能够对外做功,说明它们具有能量。教师:这种形式的能量是如何产生的?学生:这种形式能量的产生是由于发生弹性形变的物体在恢复原状时可以做功,因此具有能量。通过实例,从做功的角度认识重力势能的概念设计实验方案,知道比较重力势能大小的方法小组间进行分析论证,归纳得出结论,体现学生学习主体通过实例,从做功的角度认识弹性势能的概念观察如图所示的射箭比赛,会发现弓的形变程度越大,箭射得越远。表明弓具有的弹性势能越大。可见弓的弹性势能与弹性形变程度有关。弹性势能的大小与物体的弹性形变程度有关;同一物体,弹性形变越大,弹性势能越大。归纳总结①弹性势能:物体由于发生弹性形变而具有的能叫作弹性势能。②物体的弹性形变越大,它具有的弹性势能就越大。通过实例,认识影响弹性势能大小的因素三、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3节动能和势能1.能量:物体能够对外做功,我们就说这物体具有能量。2.动能:物体由于运动而具有的能。影响因素:质量、速度。3.势能(1)重力势能:物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能。影响因素:质量、高度。(2)弹性势能:物体由于发生弹性形变而具有的能。物体弹性形变越大,它具有的弹性势能就越大。作业设计弹性势能是物体由于发生弹性形变而具有的能,弹性势能的大小与哪些因素有关?请你利用生活中的物品设计实验进行验证。教学反思本节课主要的教学内容有动能、势能的概念、探究动能和势能的影响因素。能是物理学中重要的概念之一,它比较抽象,不易理解,只能通过有关的物理现象来感知它的存在。而八年级学生的思维比较单一,思维处于感性阶段,他们容易接受相对形象的物理概念,对抽象的“能”的概念感到困惑,所以本节教学的重点是初步理解动能、势能的概念,知道影响动能和势能的因素。在帮助学生理解动能、势能的概念时,可以让学生根据平时的观察,结合自己身边的事例进行分析,这样起到更好的效果。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