五、机械能及其转化公开课教学设计模版

《11.4 机械能及其转化》教案

一、教学目标

1．知识与技能。

①知道机械能包括动能和势能，能用实例说明动能和势能间的互相转化。

②能解释有关动能、重力势能和弹性势能之间相互转化的简单现象。

③初步理解机械能守恒的含义。

2．过程和方法。

①通过观察和实验认识动能和势能的转化过程。

②动手设计实验，勇于探索自然现象和身边的物理道理。

3．情感、态度和价值观。

①通过教学活动，激发学生学习兴趣和对科学的求知欲，使学生乐于了解生活中的物理道理。

②乐于参加观察、实验、制作等科学实践。

二、教学重点

能量守恒的理解和动能和势能的转化。

三、教学难点

能量守恒的理解和动能和势能的转化。

四、教学教具

滚摆、单摆、铁锁、细绳、

铁架台、

钢球、

细线、弹簧、橡皮筋、排球、乒乓球等。

教学过程

一、创设情境，引入课题

播放图片，说明有很多物体既具有动能又具有重力势能。

再播放过山车的图片提问：

过山车在运动的过程中，动能和势能会发生什么变化？

演示排球做自由落体运动，问：

从高处落下的排球，它的动能和势能会发生什么变化？

引入新课

第十一章 功和机械能 第4节

机械能及其转化

1、机械能及其转化

（1）机械能

机械能：动能、重力势能和弹性势能统称为机械能；即：动能、势能统称为机械能

物体具有机械能的总量等于动能、势能两种能量之和。

动能是物体运动时具有的能量。

势能是存储着的能量。

（2）机械能的转化

①动能和重力势能能够相互转化

演示1：让排球从高处落下，排球从高处落到地面，并在地面弹跳几下，最后静止在地面。

分析：被举高的排球具有重力势能，它在下落的过程中，高度在减小，重力势能也在减小，排球的重力势能到哪去呢？是不是重力势能消失了？21世纪教育网版权所有

观察：射箭的图片。

分析：用力拉弦，使弓发生弹性形变，这时弓具有弹性势能，松开拉弦的手，弓恢复到原来的形状，此时弓不具有弹性势能，弓的弹性势能到哪去了呢？是不是重力势能消失了？21教

演示2：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。21cnjy.com

引导学生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；摆轮旋转着下降；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。www.21-cn-jy.com

仿照摆轮下降过程的分析，得出摆轮上升过程中，摆轮的动能逐渐转化为重力势能。

实验结论：动能和重力势能可以相互转化. 演示3：单摆实验

摆球向下摆动过程中, 重力势能变小,速度变大，摆锤的动能变大,摆锤的重力势能转化为动能。

当摆锤过中点向上转动过程中, 速度变小,摆锤的动能变小,重力势能变大，摆锤的动能转化为重力势能。

实验结论：动能和重力势能可以相互转化. ②动能和弹性势能能够相互转化

观察动画，小老虎做撑竿跳高

分析：小老虎撑杆跳高时，它助跑时的动能转化成杆的弹性势能能,杆在恢复原状的过程中,弹性势能能又将其转化成小老虎的重力势能，这时，小老虎被举高过杆。2·1·c·n·j·y

观察：射箭的图片。

分析：拉开的弓把箭射出去的过程中，弓的弹性势能减小，箭的动能增大，弓的弹性势能转化为箭的动能。

结论：动能和弹性势能可以相互转化

③机械能的相互转化

演示：乒乓球在桌面的弹跳过程，然后用动画模拟

分析：皮球在下落的过程中，皮球的重力势能转化为皮球；动能皮球落地时，皮球动能转化成皮球弹性势能；皮球在恢复原状的过程中，弹性势能又将其转化成皮球的动能，这时皮球被弹起；向上运动的过程中，皮球的动能又转化成皮球的重力势能。

结论：动能和势能可以相互转化；即：机械能之间可以相互转化。

④动能和势能的相互转化的条件

A、动能和势能的相互转化过程中，必定有动能和势能各自变化，而且一定是此增彼减

B、动能的增减变化要以速度的增减来判断。

C、重力势能的增减变化要以物体离地面高度的增减变化来判断。

D、弹性势能的增减要根据形变大小的变化来判断。

（3）机械能守恒

演示：铁锁的摆动，并结合滚摆、单摆进行综合分析得出

物体的势能和动能是可以相互转化的，如果没有摩擦等阻力，那么在势能和动能相互转化的过程中，机械能的总和保持不变，机械能是守恒的。

（4）机械能守恒的实例分析

介绍常见的机械能守恒的实例：蹦床运动、撑竿跳高、过山车、蹦极、人造地球卫星等。

2、水能和风能的利用

（1）水能和风能是机械能

说明水是流动的或是被举高的，风是空气流动形成的，所以水能和风能都是机械能。

（2）水能的利用

介绍水电站修高大的水坝的作用：提高水位，提高水的重力势能。水下落时获得较大的动能，当水流到水轮机上时使水轮机获得更多的动能。【来源：21·世纪·教育·网】

水电站利用水能发电的原理：当水下东时水的后果力势能转化成水的动能，流动的水冲击水轮机时，又将水的动能转化

成水轮机的动能，水轮机带支动发电机以电。

（3）风能的利用

简单介绍风力发电。

（4）水能和风能的其它利用

介绍风筝、帆船、漂流等利用水能或风能的一些现象。

3、水能和风能破坏性释放造成的灾害

（1）洪涝灾害

（2）龙卷风、台风灾害

（3）沙尘暴灾害

三、课堂小结

1、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

动能和势能可以相互转化，即：机械能之间可以相互转化。

2、动能与势能统称为机械能

3、机械能守恒：如果只有动能和势能相互转化，机械能的总和不变

四、布置作业

动手动脑学物理：（2）（3）