114機械能及其轉(zhuǎn)化

1、11.4機械能及其相互轉(zhuǎn)化一、教學目標1、知識與技能（1）知道機械能包括動能和勢能，能用實例說明動能和勢能間的互相轉(zhuǎn)化。（2）能解釋有關動能、重力勢能和彈性勢能之間相互轉(zhuǎn)化的簡單現(xiàn)象，初步理解機械能守恒的含義。（3）了解水能和風能的應用。2、過程與方法（1）學生通過觀察和動手做物體具有動能、重力勢能和彈性勢能的一系列物理實驗，學習觀察物理實驗現(xiàn)象的方法，提高觀察能力。（2）通過觀察和實驗，培養(yǎng)學生運用能的轉(zhuǎn)化知識分析有關物理現(xiàn)象的能力。（3）培養(yǎng)學生從能量觀點分析問題的意思。3、情感態(tài)度與價值觀（1）通過學習有關動能、勢能及其相互轉(zhuǎn)化知識的廣泛應用，激發(fā)學生學習物理知識的興趣，培養(yǎng)學生理論聯(lián)系

2、實際的觀念。（2）通過機械能及其相互轉(zhuǎn)化的知識的學習，使學生逐步認識事物之間都是相互聯(lián)系和可以相互轉(zhuǎn)化的觀點。二、課時安排2課時三、教學重點機械能的概念、動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化的理解。四、教學難點對機械能守恒的認識。五、教學過程（一）讓一名同學描述過山車體驗，導入新課?！緢D片展示】滿載游客的過山車，從軌道的了高端飛駛而下，時而上下翻騰，時而左搖右擺【提出問題】你知道過山車的速度為什么有那么多的變化嗎？你知道過山車為什么能夠到時達大回環(huán)的最高處嗎？過山車運動既有重力勢能，又有動能，且重力勢能和動能都有變化，指出自然界中動能 和勢能變化的事例很多。（二）講授新課1. 機械能及其轉(zhuǎn)化一個物體即可以有勢

3、能，又有動能。女口：飛行中的飛機具有動能和重力勢能；跳水運動員具有動能和重力勢能讓一名學生演示：上拋一小球。（引導學生觀察小球在上升和下落過程中高度、速度變化情況，且討論其動能、勢能的變化情況。）學生五人一組熱烈討論，共六組。師任選一組來回答。六組學生代表答：對于同一物體，小球而言，小球在上升過程中，速度越來越小，其動也在減小，但其上升高度增加，所以勢能在增大。動能和勢能相互轉(zhuǎn)化。（注其余各組同學對該同學所說都予以認可）師給出定義：機械能的概念，重力勢能、彈性勢能統(tǒng)稱為勢能，動能、勢能統(tǒng)稱為機械能。物體具有的機械能等于動能、勢能兩種能量之和。之所以把動能、勢能統(tǒng)稱為機械能，是因為動能和勢能可以

4、相互轉(zhuǎn)化，滾擺和單擺是動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化的常見實例。下面通過實驗分析實例中動能和勢能如何相互轉(zhuǎn)化的？探究活動一：如圖，將滾擺卷起后釋放，讓學生觀察分析： 滾擺在最高處時具有什么能？ 釋放后觀察滾擺的高度、速度、質(zhì)量的變化。 分別分析滾擺下降和上升過程中動能、勢能的變化情況。 動能和重力勢能之間是否可以相互轉(zhuǎn)化？學生進行實驗并回答問題：重力勢能。 下降時：質(zhì)量不變、高度變小、速度變大、重力勢能變小、動能變大，減小的重力勢 能變成了動能。 上升時：質(zhì)量不變、高度變大、速度變小、重力勢能變大、動能變小。減小的動能變成了重力勢能。 動能和重力勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化。探究活動二：如圖，將單擺的擺球置于

5、A處，然后釋放。擺球就可以在 A、B C之間來回擺動。 擺球在哪些位置高度最高？ 擺球在哪些位置速度最大？ 分析擺球從 AB運動過程中，動能、勢能的變化情況。 分析擺球從BC運動過程中，動能、勢能的變化情況。學生進行實驗并回答問題：擺球在A C處位置最高，具有的重力勢能最大。 擺球在B處速度最大，具有的動能最大。 擺球從AB運動過程中，重力勢能不斷減小，動能不斷變大，是重力勢能不斷轉(zhuǎn)化 為動能。 擺球從BC運動過程中，重力勢能不斷增大，動能不斷減小，是動能不斷轉(zhuǎn)化為重 力勢能?？偨Y：動能和重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化回顧滾擺實驗后思考：滾擺上下運動的過程中機械能總量有什么變化，為什么？滾擺機械能總量減

6、小的原因是什么？如果沒有摩擦和空氣阻力，機械能的總量還會不 會變化?學生閱讀并思考后回答：守恒，因為衛(wèi)星在太空運行，沒有空氣阻力，只有動能和勢能之間的相互轉(zhuǎn)化。重力勢能增大，動能減小，速度減小。在近地點時動能最大，在遠地點時重力勢能最大?？偨Y：在動能和勢能相互轉(zhuǎn)化的過程中，如果沒有摩擦和空氣阻力則機械能的總量保持不變，這就是機械能守恒定律。思考：乒乓球落地后又彈起來，為什么達不到原來的高度，能量是怎么轉(zhuǎn)化的？學生討論回答：乒乓球在下落又彈起的過程中，總要克服阻力，消耗能量總結：如果只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化，機械能的總量保持不變，即機械能守恒。實際生活中，在機械能的相互轉(zhuǎn)化過程中，往往要克服摩擦

7、力，使機械能總和減小。選兩名同學演示實驗：鐵鎖能碰到鼻子嗎？把一個鐵鎖用細繩懸掛起來， 將鐵鎖拉到自己的鼻子附近，穩(wěn)定后松手，鐵鎖向前擺去。想想看，鐵鎖擺回時會打到你的鼻子嗎？學生討論回答不會碰到鼻子，也不會離鼻子很遠，因為鎖在擺動中克服摩擦做功把部分機械能轉(zhuǎn)化為 其他形式的能。介紹人造地球衛(wèi)星在運行過程中發(fā)生的動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化。師說明：人造地球衛(wèi)星繞地球沿橢圓軌道運行，它的位置離地球中心最遠的一點叫遠地點，這里衛(wèi)星的重力勢能最大；離地球中心最近的一點叫近地點，這里衛(wèi)星重力勢能最小。遠地點到近地點：勢能減小、動能增加、速度增加；近地點到遠地點： 勢能增加、動能減小、速度減小。2. 水能和風

8、能的利用請學生觀看圖片或者視頻，認識自然界存在的機械能。指出：水能和風能是水或者空氣因為運動或者位置高而具有的機械能。水電站剖面圖修筑攔河壩可以提高壩前上游的水位， 水位越高，水的重力勢能就越大。這樣水從壩上 落下時轉(zhuǎn)化成的動能就越大， 水推動壩下方的水輪機轉(zhuǎn)動， 水輪機又帶動發(fā)電機發(fā)電， 水能 最終轉(zhuǎn)化為電能。利用風能做功主要是靠風車，也可以用風車的轉(zhuǎn)動帶動發(fā)電機發(fā)電。利用風能不會有環(huán)境污染，但風能不穩(wěn)定，不像攔河壩那樣能把“風能”儲存起來。展示圖片或者視頻，表現(xiàn)自然界的機械能有利也有弊。在水（風）力發(fā)電站，將水（風）的機械能轉(zhuǎn)化為電能。（三）重難點精講機械能的概念、動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化的理

9、解。對機械能守恒的認識。（四）歸納小結1、在本節(jié)課中都有哪些收獲。2、 本節(jié)課不僅僅要了解 的有關知識，更重要的是讓同學們掌握科學探究的方法，培養(yǎng) 學生探究問題能力。六、板書設計1、機械能及其轉(zhuǎn)化動能、勢能統(tǒng)稱為機械能；在動能和勢能相互轉(zhuǎn)化的過程中，如果沒有摩擦和空氣阻力則機械能的總量保持不變， 這就是機械能守恒定律。2、水能和風能的利用在水（風）力發(fā)電站，將水（風）的機械能轉(zhuǎn)化為電能。七、作業(yè)布置1、同步練習冊2、預習下節(jié)到學案八、教學反思本節(jié)課教學設計思想是源于生活引導學生通過分析物體物體下落時動能和重力勢能的變化，聯(lián)想到它們的轉(zhuǎn)化。通過實驗探究擺球擺動時動能和重力勢能的轉(zhuǎn)化、小球與彈簧片動能和彈性勢能的轉(zhuǎn)化，知道動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化。再通過其他一些機械能轉(zhuǎn)化實例的 分析（結合實物演示和課件演示），進一步理解動能和勢能相互轉(zhuǎn)化的規(guī)律和意義。最后通過閱讀自主學習有關風能和水能的利用，了解動