五、机械能及其转化教学评价实录

《合理利用机械能》第二课时

机械能的转化

厦门外国语学校 张莹兰

一、教材分析

沪科版九年级第十章第六节《合理利用机械能》这一章节，第一课时学习了动能、势能，第二课时教材中将生活实例与物理模型结合，学生分析观察得到能量转化关系。机械能的转化这部分知识作为前一部分知识的延伸，也将为初三年学习机械能守恒奠定基础。

二、学情分析

1.

知识储备：学生已经学习了动能、势能的概念以及影响它们大小的因素，为学习能量转化做好的知识储备。

2.

学生能力：学生已经具有一定的动手实践能力以及观察分析能力，能经过启发从实验以及生活情境中概括总结物理规律。

3.

难点分析：能量概念对学生相对抽象难以理解，难以建立能量之间转化的联系，对稍微复杂的情境难以分阶段系统分析。

三、教学目标

1.通过实验以及生活实例，认识能量可以从一个物体转移到另一个物体，不同形式的能量动能、势能可以互相转化。

2.能利用能量转化分析解释生活中遇到的实际问题和实验中与机械能转化有关的现象，并解决简单的实际问题。

3.

利用项目学习突出学科融合，提升交流合作能力，不断追求卓越的意识。

四、教学设计

教学环教师活动

节

一、创设1.多米诺多机关小游戏演示

情境，温师：上节课大家已经认识了机械能，那么我们先故知新

来做个相关的小游戏，这是斜面小球，风车，小球系着线，拴在支架上，我们称之为单摆，释放小球，会发生什么呢？

【学生演示】

2.复习能量概念

师：物体一个接一个的动起来了。哪位同学来说说看你能联系到什么和机械能有关的知识？各个物体具有什么能量呢？能量的大小与什么因素有关？能量的大小是否变化？ 二、问题1．动能和重力势能可以相互转化吗？

学生活动

观看小游戏，回顾复习机械能基础知识；

探究，探（1）斜面小球能量转化

索新知

师：那我们先以斜面小球为例，分析能量的变化。

【教师演示】放大版小球沿斜面下滑

师：高度速度的变化，使小球的重力势能和动能发生了变化，能量不会凭空产生，也不会凭空消失，那么减少的重力势能去哪了呢？小球增大的动能又是从哪里来的呢？能量可以从一种形式转化为另一种形式，小球减小的重力势能转化为了动能。那么请同学们思考，动能是否可以转化为重力势能呢？你有什么例子可以证明你的观点。请按照刚才的分析顺序来具体分析。

师：由此我们可以得到第1个结论，动能和重力势能可以相互转化。

（2）滚摆能量转化

【展示滚摆】

师：老师这有个相对复杂的例子，这是一个滚摆，它有一个重的圆盘，边上我贴了白黑相间的贴纸中间穿过铁棍，用两条绳子固定在支架上，现在我把它卷上去，请大家观察滚摆上下运动过程当中高度和滚摆转动速度变化。哪位同学先来说说看呢？

师：高度变化大家容易看到，那么你是如何看出滚摆转动速度的变化呢？

师：滚摆快停了，你能模仿刚才老师的操作，让滚摆重新运动起来吗？

师：请同学结合现象和刚才的分析，将导学案中滚摆部分的表格填写完整。请同学来说明剩下表格需要填的内容。

师：滚摆实验再次说明，动能和重力势能可以相互转化。

2．动能和弹性势能可以相互转化吗？

（1）设疑引入

【教师演示】重力小车、回力车

师：生活中类似能量转化的例子非常多，这儿有两辆不用电的小车，他们不用电就能够动起来，我们一起来试试看，这是一个橡胶塞，通过细线通过定滑轮绑在车子两个轮子的连接轴上，现在将重物吊高松手，小车的动能来源于？另一辆小车，大家请看，我向后拉动小车，小车却向前走，小车的动能来源于？大家猜猜看。

（2）蹦床能量转化

师：动能可以和重力势能相互转化，那么动能和弹性势能是否也可以相互转化呢？你有什么明显简单的例子可以证明吗？

师：老师这还有个相对复杂的例子，蹦床运动是

根据观察小球速度高度变化，分析能量大小变化，认识能量可以转化。

根据观察滚摆转动速度和高度变化，分析能量大小变化。

观察不用电的小车，分析猜想动能来源；

思考弹性势能和动能转化的例子；

观看蹦床动态图，观察

奥运会项目，同时越来越深入民众。请大家观看蹦床过程思考蹦床过程中存在哪些能量转化？

师：这是一个相对复杂的问题，我们需要分阶段系统的来分析，先看几个特殊时刻。

运动员在最低点时，也就是蹦床形变达到最大时蹦床具有什么能呢？

运动员刚被蹦床弹起时，也就是蹦床恢复原状，运动员离开蹦床，即将继续向上运动，运动员具有什么能呢？

当运动员到达最高处时，具有什么能？

师：有三个特殊点，我们可以将蹦床过程上升分成两个阶段，下降两个阶段，哪位同学可以上来说说看，这四个阶段存在什么能量转化呢？

大家请看导学案，完成导学案对应内容。

师：由第1阶段和第4阶段，我们可以得到结论，动能和弹性势能可以相互转化。

三、项目1.活动介绍

挑战，学（1）【教师演示】自制蹦床、投石机

以致用。

师：老师这里有一个自制的蹦床，橡皮筋可以穿过过塑料杯底部的孔，套在支架上做成自制蹦床。用小球模拟人，轻拉，小球向上弹。如果我将蹦床倾斜45°，同学们请看。他能使小球水平飞行一段距离，变成了一台投石机，那么你有什么办法能使小球水平飞行的更远呢？

你能否从能量的角度解释其中的原因呢？

（2）【演示乐高投石机】

师：老师这儿还有第二辆用乐高做成的投石机，

大家请看。

师：这样的投掷效果大家满意吗？请大家看导学案表格中的活动二。老师将为大家提供更多条橡皮筋或是多个弹簧，你能如何改进两个投石机的弹力部分，使小沙包最终能水平投得更远呢？

举例分析能量转化。

演示实验，利用能量转化

分析原因。

观察活动演示；

师：请大家继续看活动三，活动三将揭开刚才不用电的小车的奥秘。两端打孔的塑料瓶子，橡皮筋可以由两根牙签固定在塑料罐两端，中间绑上一个铝块，使铝块在中间旋转，大家请看。

【教师演示】自制不用电的小车

师：我为大家多提供了一条橡皮筋，你能如何改进不用电的小车，最终让他滚得更远更快呢？

2.活动设计讨论

师：现在给大家一分钟小组讨论改进投石机和不用电的小车，确定你们小组要选择的一个挑战项目，一共三个项目，每个项目四组名额。每个小组还要确定一个代表等会儿举手回答。

3.小组实验

师：每个活动有五分钟的组装改进实验时间，五分钟后每组请派一位代表到左侧对应起点进行组间竞赛。

4.竞赛活动

师：请大家停下手中的实验，再动器材的小组将取消比赛资格。现在每组选派参赛同学带好器材，到场地的左侧起点做好准备。

测量裁判请就位。先请自制蹦床的1-4组。再请乐高投石机5-8组。最后是不用电的小车9-12组。优胜小组将给大家做实验分析，请提前做好准备。

5.实验分析

师：请优胜的小组根据导学案上的格式来回答，全过程中存在着什么样的能量转化，你是如何使得投石机将沙袋投得更远、小罐跑的更远更快呢？

四、练习1.单摆能量分析

巩固

师：在课前小游戏的最后，是小单摆，今天这节课的最后就让我们将单摆作为习题巩固所学。

师：观察实心球模拟的大单摆模型，思考单摆在运动过程中动能和势能是如何变化的？

师：我们分阶段分析，请观察：向右摆动时，实心球的速度是如何变化的呢？高度是怎么变化的？在两边的最高点，速度为零。请根据刚才的高度速度变化，分析其中的能量转化。

师：每次左右摆动能否上升到同一高度呢？你有什么方法可以让它上升到释放的高度甚至更高？

【教师演示】实心球单摆

2.单摆实验

师：实心球单摆如果从从人的鼻尖处释放，返回时会打到鼻子吗？哪位同学来试试看。

小组讨论改进方案，确定挑战项目。

组装改进器材，组间竞赛；

分析活动过程。

观察分析；

学生实验，验证分析。