2025年初中物理八年级下册教案第4节 机械能及其转化

第4节机械能及其转化课题机械能及其转化课型新授课教学目标1.理解机械能的概念，理解各种机械能之间的相互转化，知道机械能守恒的条件.2.了解水能、风能以及人类对它们的开发利用.3.能用机械能之间的相互转化解释日常生活中的一些现象.教学重点动能和势能的相互转化分析教具准备滚摆、铁锁、细绳、细线、铁架台、溜溜球、钢球、带弹簧的斜面、多媒体课件等教学难点机械能守恒教学课时1课时新课导入教师操作溜溜球，吸引学生注意.并请学生思考，溜溜球在松手后，为什么能够不停地上下来回运动？（切回主题）生：因为溜溜球具有能量，在运动过程中有能量的转化.师：前一节课我们学习了动能和势能，这一节课我们就一起来探究动能和势能的转化.进行新课机械能及其转化1.动能与重力势能之间的转化.教师出示滚摆（参照教材P97《想想做做》的图11.4-3甲），并简单介绍滚摆的构造及实验的操作方法.实验前教师应事先在摆轮的侧面某处涂上红色标志，并提醒学生观察红色标志，可以判断摆轮转动的快慢，同时观察滚摆的高度如何变化，分析动能、重力势能如何变化.生讨论并回答，师引导学生分析并叙述：开始释放滚摆时，滚摆在最高点静止，此时滚摆只有重力势能，没有动能.滚摆下降时其高度降低，重力势能减少；滚摆旋转着下降，而且越转越快，其动能越来越大.滚摆到最低点时，转动最快，动能最大；其高度最低，重力势能最小.在滚摆下降的过程中，其重力势能逐渐转化为动能.然后仿照上述分析，教师引导学生回答滚摆上升过程中的能量转化：上升过程中，滚摆的动能逐渐转化为重力势能.2.动能和弹性势能之间的转化学生观察实验现象后，教师分析：如下图所示，小球从斜面上滚下来，高度变小，重力势能减小，速度变快，动能增大，所以此过程是重力势能转化为动能；在小球与弹簧碰撞后，小球速度减小，动能变小，但此时弹簧受到小球的挤压作用，发生弹性形变，因而弹性势能变大，所以这个过程为动能转化为弹性势能.教师总结：从上面这两个实验探究的分析中可以看出，它们的共同特点是动能和势能之间相互转化.动能、重力势能、弹性势能统称为机械能.（可再次强调动能是物体运动具有的能量，势能是存储着的能量）板书：（1）动能、重力势能、弹性势能统称为机械能.（2）动能和势能之间可以相互转化.机械能守恒教师请一个学生参与进行教材P96《问题》.强调他头千万不要移动，保持镇定（活跃气氛，其他同学替他捏把汗）.请其他学生注意观察，并认真分析、思考.实验后，学生回答，教师点评：由于铁锁在摆动过程中要克服阻力做功，机械能不断减小，因此，上升的高度越来越小，不会碰到鼻子.师：要是没有阻力的话，那么铁锁再次摆回的高度与原先的高度相同吗？生：相同.师：为什么？生：机械能总量没有变化.板书：如果只有动能和势能相互转化时，那么机械能的总和不变，即机械能守恒.例题1（用多媒体展示）如图所示，小球沿轨道由静止从A处运动到D处的过程中，忽略空气阻力和摩擦力，仅有动能和势能互相转化，则（）A.小球在A处的动能等于在D处的动能B.小球在A处的动能大于在D处的动能C.小球在B处的机械能小于在C处的机械能D.小球在B处的机械能等于在C处的机械能解析：小球在运动过程中由于忽略空气阻力和摩擦力，所以小球的机械能保持不变，只是在动能与重力势能之间相互转化.由A到B和由C到B过程中重力势能转化为动能，而由B到C和由B到D过程是动能转化为重力势能，在机械能保持不变的情况下，D处高度小于A处高度，故A处小球的重力势能大于D处小球的重力势能，所以D处小球的动能大于A处小球的动能，正确的选项只有D.答案：D水能和风能的利用教师播放“水力发电厂”和“风力发电厂”的照片或视频，简单介绍我国和本地水能、风能开发的成就，引导学生思考水力发电机和风力发电机工作的时候，能量是如何转化的.教学提示：关于自然界中“风能”和“水能”的利用，这部分教学内容建议利用阅读和讨论相结合的教学方式进行，要求学生从动能与势能及其相互转化的知识入手：①了解自然界中常被人们利用的机械能的种类；②了解人们是怎样利用这些风能和水能的，利用的价值和前景如何；③分析水轮机和风车的工作原理和水电站堤坝的作用，讨论中应引导学生把重点放在能的转化上而不必去研究水轮机和水电站等的结构细节.有条件的学校，可以组织学生参观一个小水电站.教师总结：水力发电机工作时是将水的势能（或机械能）转化为电能；风力发电机工作时是将空气的动能（或机械能）转化为电能.目前节约能源、开发能源是人类面临的重大课题，而风能和水能是自然界中最常见的环保能源.这两种能源都有着广阔的发展前景.教学板书课堂小结通过本节课的学习，我们知道了机械能的概念，通过实验探究我们知道动能与势能之间可以相互转化.还发现如果只有动能和势能相互转化的同时，机械能的总量不变.风能和水能在生产生活中应用广泛.教学反思1.在帮助学生理解动能与势能的转化时，可以让学生动手动脑做实验去探究，由学生自己去思考、分析.这样既锻炼了学生的动手能力，同时又激发了学生的学习兴趣.另外，在讲到应用时，可以让学生根据平时的观察，结合身边的事例去分析，这样能起到更好的效果.2.在引导学生分析教材P96《问题》中的铁锁为什么不会碰到鼻子时，可以设计一连串的小问题，诱导学生分析：能量哪里去了？是什么原因造成的？学生带着问题去思考，这样更加激发学生的求知欲，调动学生的积极性、主动性.适时提出：其实，总的能量是守恒的，只不过这里因克服阻力做功，转化为内能（以后将学），所以铁锁也好，滚摆也好最终停止了下来.3.我国丰富的水能、风能、潮汐能以及这些能