八下 人教版 11.4机械能及其转化 教案

11.4 机械能及其转化

一、教学目标

1.知识与技能

1) 知道机械能包括动能和势能。

2) 能正确理解有关动能和势能之间相互转化的简单现象。

3)初步了解机械能守恒的含义。

2.过程与方法

通过观察和实验，培养学生观察能力和分析归纳能力。

3.情感态度和价值观

1)关心机械能与人们生活的联系，有将机械能应用于生活的意识。

2)培养学生具有爱国意识。

二、重点、难点

理解动能和势能之间的相互转化；了解机械能守恒。

三、教学准备

滚摆、离心轨道、铁锁、小铁球，电教平台，自制课件

四、教学过程：

（一）、课前延伸

1、(1)什么是动能？动能的大小与哪些因素有关？怎样改变质量一定的物体的动能？

(2)什么是重力势能？重力势能的大小与哪些因素有关？怎样判断重力势能大小的变化？

(3)什么是弹性势能？弹性势能的大小与哪些因素有关？怎样使一个物

体具有更大的弹性势能？

2、将一个乒乓球向上抛出去，乒乓球离手时的速度最大，此时的动能

___________。在上升过程中,乒乓球的质量，速度____ _____，因而动能__________，但高度在增加，因而重力势能__________。当达到最高点时，乒乓球的速度为_________，动能也为_________，重力势能达到最大，在这个过程中减少的动能哪里去了？增加的动能又从何来？。从最高处下落时，速度越来

越__________，动能越来越__________，由于高度

不断减小，所以重力势能也不断____________。在下降过程中乒乓球的动能又从何来？

(二)、课内探究：

情景导入：

我们在初二的时候就已经学习过关于能量的转化，那么，电灯工作的时候，能量是怎么转化的？风力发电机工作的时候，能量是怎么转化的？水利发电机工作的时候，能量是怎么转化的？电动机工作的时候，能量是怎么转化的？

以上现象说明：不同形式的能量之间是可以相互转化的，那么动能和势能之间能否相互转化呢?

自主学习：

1、动手动脑搞探究:

手持粉笔头高高举起。以此事例提问：被举高的粉笔具不具有能量？为什么？学生回答提问后，再引导学生分析粉笔头下落的过程。首先提出，当粉笔头下落路过某一点时，粉笔头具有什么能量？学生比较在该位置和起始位置，粉笔头的重力势能和动能各有什么变化

2、合作探究、交流展示

实验1：滚摆实验。

出示滚摆，并简单介绍滚摆的构造及实验的做法。事先应在摆轮的侧面某处涂上鲜明的颜色标志，告诉学生观察颜色标志，可以判断摆轮转动的快慢。

引导学生复述并分析实验中观察到的现象。开始释放摆轮时，摆轮在最高点静止，此时摆轮只有重力势能，没有动能。摆轮下降时其高度降低，重力势能减少；摆轮旋转下降；而且越转越快，其动能越来越大。摆轮到最低点时，转动最快，动能最大；其高度最低，重力势能最小。在摆轮下降的过程中，其重力势能逐渐转化为动能。

仿照摆轮下降过程的分析，得出摆轮上升过程中，摆轮的能逐渐转化为能

学生探究实验2：学生自制单摆，完成探究

如图所示，绳的一端拴一小球，另一端悬于固定点，用手把小球拉到A点后松开，小球便摆动起来，引导学生观察现象，分析小球在摆动过程中，小球的重力势能在________点最大，在________点最小；小球的动能在________点最大，在________点最小，从A到B是能转化为能，从B 到C 是

能转化为能

综述实验1、2,说明动能和重力势能是可以相互转化的

提出问题：动能和重力势能可以相互转化，动能和弹性势能可以相互转化吗？

观看课件动画实验3：弹性势能和动能的相互转化。

演示课本图1—7动能和弹性势能的转化实验。实验可分两步做。首先手持着木球将弹簧片推弯，而后突然释放木球，木球在弹簧片的作用下在水平槽内运动。让学生分析在此过程中，弹性势能转化为动能。第二步实验，让木球从斜槽上端滚下，让学生观察木球碰击弹簧片的过程。然后，依据课本图1—7，甲→乙图和乙→丙图分析动能转化为弹性势能和弹性势能转化为动能的过程。

得出：动能和弹性势能也是可以相互转化的。

自然界中动能和势能相互转化的事例很多。其中有一些比较直观，例如：物体从高处落下、瀑布流水等这些事例也可以让学生列举，说明动能和势能的相互转化。有些事例比较复杂，例如：踢出去的足球在空中沿一条曲线（抛物线）运动过程中，动能和势能是如何相互转化的呢？（板画足球轨迹，依图分析）首先我们来分析足球离地面的高度的变化，这是判断足球重力势能变化的依据。很明显，在上升过程中足球的重力势能增加；在下降过程中重力势能减少。接着再分析足球的速度。足球在最高点时不再上升，说明它向上不能再运动。所以，足球在上升过程中，速度逐渐变小；在下降过程中速度又逐渐变大。通过以上分析，可以看到足球在上升阶段动能转化为重力势能；在下降阶段重力势能转化为动能。

3、分析人造地球卫星在运行过程中的能量转化。

人造地球卫星大家并不陌生，然而围绕人造卫星，同学们还有许多的谜没有揭开。人造卫星绕地球沿椭圆轨道运行，它的位置离地球有时近、有时远。（出示我国发射的第一颗人造卫星轨道图）现以我国发射的第一颗人造卫星为例，它

离地球最近时（此处叫近地点）离地面439公里，离地球最远时（此处叫远地点）离地面高度是2384公里，它绕地球一周的时间是114分钟。它在近地点时，速度最大，动能最大；此时离地面最近，重力势能最小。卫星由近地点向远地点运行时动能减小，重力势能增大，动能向重力势能转化。直到远地点时，动能最小，重力势能最大。卫星由远地点向近地点运行时，重力势能向动能转化。在卫星运行过程中，不断地有动能和势能的相互转化。

4、学生分组做教材中的“想想做做”

演示皮球反跳高度一次比一次低，再演示滚摆高度也是一次比一次低．

最后都要停下来，问：这是什么原因呢？

（引导学生回答：物体运动要克服摩擦和空气阻力做功，要消耗物体的机械能。最后机械能完全被用来克服摩擦和空气阻力做功消耗掉了，所以物体最后要停下来）

请学生分析现象产生的原因分析这其中是否有其他能量的转化？

假设没有阻力会怎么样呢?引出机械能守恒规律

分析、归纳、总结：动能与势能之和称为_____________。动能是物体________时具有的能量，势能是____________着的能量。如果只有动能和势能相互转化，机械能的总和__________，即机械能是的。

（三）、归纳总结，巩固检测

(1)、拉弓射箭过程中拉弓时，弓的形状发生变化，形变越大，弹性势能

__________。在弓恢复形状，箭被射出时，弓的___________能转化为

____________能。

(2)、在下列过程中，物体动能转化为势能的是（）

A、拉弯的弓把箭射出去

B、秋千从高处落向低处

C、冰雹从天而降

D、向上抛出的石块在空中上升

(3)、打桩机的重锤自由下落时，它的（）

A、动能不变，势能不变

B、动能增大，势能不变

C、动能增大，势能减小

D、动能减小，势能增大

(4)、以下现象中，动能和势能都增加的是（）

A、玩具弹簧枪将“子弹”水平射出去

B、汽车加速下坡

C、上升越来越快的气球

D、平直轨道上匀速行驶的列车