五、机械能及其转化教学设计一等奖

知识与技能

： 15.5机械能及其转化

(1)知道机械能包括动能和势能。 (2)能正确理解有关动能和重力势能、弹性势能之间之间相互转化的简单现象。

(3)初步了解机械能守恒的含义。 过程与方法 ：

(1)通过观察和实验,培养学生观察能力和分析归纳能力。 (2)体验生活中动能和势能转化的过程。 情感态度和价值观

：

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。 教学重点和难点：

（1）

理解并会解释有关动能和势能之间相互转化的简单现象。 （2）了解解机械能守恒的含义。

教学准备：

滚摆，单摆，弹簧振子，会爬坡的罐子，多媒体课件

五、教学过程

新课教学

第1课时

一、机械能

给出机械能的概念，动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。物体具有的机械能等于动能、势能两种能量之和。

二、机械能及其转化

1、探究活动一：如图1，将滚摆卷起后释放，让学生观察分析：

①滚摆在最高处时具有什么能？

②释放后观察滚摆的高度、速度、质量的变化。

③分别分析滚摆下降和上升过程中动能、势能的变化情况。

④动能和重力势能之间是否可以相互转化？

学生观察实验并回答：

①重力势能。

②下降时：质量不变、高度变小、速度变大、重力势能变小、动能变大，减小的重力势能变成了动能。

③上升时：质量不变、高度变大、速度变小、重力势能变大、动能变小。减小的动能变成了重力势能。

④动能和重力势能之间可以相互转化。

2、探究活动二：按下图2进行实验。

①手持着木球将弹簧片推弯，而后突然释放木球，观察到什么现象？在此过程中，涉及哪些能量的转化？

②让木球从斜槽上端滚下，观察木球碰击弹簧片的过程。分析图2中，木球从甲→乙图和乙→丙图能量转化的过程。

图2

学生观察实验并回答问题：

①观察到木球在弹簧片的作用下在水平槽内运动。在此过程中，弹簧的弹性势能转化为木球的动能。

②从甲→乙图中，木球的动能转化为弹簧的弹性势能。从乙→丙图中弹簧的弹性势能转化为木球的动能。

这说明动能和弹性势能可以相互转化。

4.机械能守恒

大量研究结果表明：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，但机械能的总和不变，或者说，机械能是守恒的。

5、.探究活动三：书本P72“想想做做”进行实验，请你解答下列问题：

．．．．．．．．．①摆球会碰到你的鼻子吗？摆球到你鼻子的距离有何变化？你认为产生这种现象的原因是什么？

②并思考：在什么样的环境里才能使摆球重新到达你的鼻子？

学生观察实验并回答

①单摆上升的最大高度越来越小，说明单摆具有的机械能总量不断减小。

②单摆机械能总量减小的原因是摩擦和空气阻力。如果没有摩擦和空气阻力，机械能的总量不会变化。

第2课时

4.阅读书本科学世界中“人造地球卫星”

思考：①卫星运行过程中机械能是否守恒？

②卫星从远地点向近地点运动时重力势能、动能、速度分别怎么变化？

③卫星在什么时候动能最大？什么时候重力势能最大？

学生阅读并思考后回答：

①守恒，因为卫星在太空运行，没有空气阻力，只有动能和势能之间的相互转化。

②重力势能增大，动能减小，速度减小。

③在近地点时动能最大，在远地点时重力势能最大。

二、水能和风能的利用

请学生观看图片或者视频，认识自然界存在的机械能。指出：水能和风能是水或者空气因为运动或者位置高而具有的机械能。

修筑拦河坝可以提高坝前上游的水位，水位越高，水的重力势能就越大。这样水从坝上落下时转化成的动能就越大，水推动坝下方的水轮机转动，水轮机又带动发电机发电，水能最终转化为电能。

利用风能做功主要是靠风车，也可以用风车的转动带动发电机发电。利用风能不会有环境污染，但风能不稳定，不像拦河坝那样能把“风能”储存起来。

展示图片或者视频，表现自然界的机械能有利也有弊。

在水（风）力发电站，将水（风）的机械能转化为电能

板书：15.5 机械能及其转化

1．动能和势能可以相互转化。

2．机械能守恒

如果只有动能和势能相互转化，机械能是守恒的。

3.

水能和风能是水或者空气因为运动或者位置高而具有的机械能。

在水（风）力发电站，将水（风）的机械能转化为电能