五、机械能及其转化教学设计(教案)

《机械能及其转化》教学设计

一、教学目标

（一）知识与技能

1．知道动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。

2．能通过实验或实例，认识物体的动能和势能可以相互转化。能解释与机械能转化有关的现象。

3．初步理解机械能守恒的含义。 （二）过程与方法

1．通过观察和实验，认识动能和势能之间的相互转化的过程。

（三）情感态度与价值观

1．通过水能和风能的利用，知道人类如何利用机械能的转化与守恒解决实际问题。提高运用机械能转化与守恒观点分析力学问题的意识。

2．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。

二、教学重难点

本节内容由“机械能及其转化”“水能和风能的利用”两部分构成，教学的重点是动能和势能之间的相互转化。为了能够从能量转化与守恒的观点将动能和势能联系起来，可以让学生分析、讨论生活现象，如荡秋千、跳蹦蹦床、拍皮球等过程中物体高度、速度的变化，进而讨论动能和势能的变化情况，引出动能和势能的转化规律。

三、教学策略

本节要求学生不仅要知道动能和势能之间可以相互转化，而且要了解转化过程中遵从的规律。教学中，以渗透机械能的转化与守恒思想为前提，加强实验，并利用动画、视频激发学生的学习兴趣，使学生能够从影响物体动能、重力势能和弹性势能大小的因素的角度判断物体的机械能如何变化。

四、教学资源准备

多媒体课件、单摆、滚摆、弹弓、小球等。

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

从身边的实验出发，充分调动学生参与课堂教学的积极性

出示神奇的小桶，先让学生猜测小桶从斜面

然后演示，观察神奇的现

导入滚下会不会返回，学生思考并回答

新课

象（小桶滚下斜面又返回）。打开小桶让学把问题抛出，留在学完知（5分生观察内部结构，钟）

识点让学生解释。

一、机械能及其转化

学生进行实验并回答问题：出示飞机和跳水运动员的动态图，给出机械①重力势能。

能的概念，重力势能、弹性势能统称为势能，②下降时：质量不变、高度动能、势能统称为机械能。物体具有的机械变小、速度变大、重力势能能等于动能、势能两种能量之和。之所以把变小、动能变大，减小的重动能、势能统称为机械能，是因为动能和势力势能变成了动能。

能可以相互转化，出示动能和势能转化的三③上升时：质量不变、高度幅图。滚摆和单摆是动能和势能可以相互转变大、速度变小、重力势能化的常见实例。下面通过实验分析实例中动变大、动能变小。减小的动能和势能如何相互转化的？

能变成了重力势能。

1．探究活动一：如图1，将滚摆卷起后释④动能和重力势能之间可以放，让学生观察分析：①滚摆在最高处时具相互转化。

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、势学生进行实验并回答问题：能的变化情况。

①摆球在A、C处位置最高，④动能和重力势能之间是否可以相互转具有的重力势能最大。

化？

②摆球在B处速度最大，具有的动能最大。

③摆球从A～B运动过程中，新课重力势能不断减小，动能不教学

（30断变大，是重力势能不断转分钟）

化为动能。

④摆球从B～C运动过程中，重力势能不断增大，动能不断减小，是动能不断转化为重力势能。

学生进行实验并回答问题：

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

图1

图能转化为弹簧的弹性势能。2 从乙→丙图中弹簧的弹性势2．探究活动二：如图2，将单摆的摆球置能转化为木球的动能。

于A处，然后释放。摆球就可以在A、B、C这说明动能和弹性势能可以之间来回摆动。

相互转化。

①摆球在哪些位置高度最高？

②摆球在哪些位置速度最大？

③分析摆球从A～B运动过程中，动能、势学生讨论回答：①滚摆上升能的变化情况。

的最大高度越来越小，说明

改为学生实验，让他们参与实验探究。在试验中获取知识，增长本领。

]

通过精心设计的问题，激活学生的思维，提高学生参与课堂教学的积极性和有效性。

④分析摆球从B～C运动过程中，动能、势能的变化情况。

总结：动能和重力势能可以相互转化。

4．回顾滚摆实验后思考：①滚摆上下运动的过程中机械能总量有什么变化，为什么？

②滚摆机械能总量减小的原因是什么？如果没有摩擦和空气阻力，机械能的总量还会不会变化？

总结：在动能和势能相互转化的过程中，如果没有摩擦和空气阻力则机械能的总量保持不变，这就是机械能守恒定律。

思考：用锁做成单摆，能打到学生的鼻子吗？学生讨论。叫一名学生上讲台配合完成实验。

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

滚摆具有的机械能总量不断减小。

②滚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。

③动能和弹性势能之间可以相互转化。

学生阅读并思考后回答：

铁锁打鼻子可以引起学生兴趣。

请学生观看图片或者视频，了解水电站是怎样使发电机转动的，风力发电是怎样的。

通过水能和风能的利用，知道人类如何利用机械能的转化与守恒解决实际问题。提高运用机械能转化与守恒观点分析力学问题的意识

促进知识课堂通过今天的学习，同学们有哪些收获？在实学生可以个别回答，或相互的巩固掌小结

验探究中又存在哪些问题？还有什么想探交流，在交流的基础上进行握。提升学（5分学习小结。

生的交流钟）

究的问题？

表达能力