一、动能 势能 机械能教案3

机械能

教学目标

一、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。

二、过程与方法

通过观察和实验，认识并理解动能和势能的转化过程，能解释一些有关的简单物理现象，培养学生观察能力和分析归纳能力。

三、情感态度与价值观

1.能够对实验现象进行分析，逐步养成在实验中认真观察、勤于思考的习惯。

2.通过机械能知识的广泛应用，激发学生学习物理的兴趣，有将机械能应用于生活的意识。

3.通过机械能及其相互转化的知识的学习，逐步认识事物之间都是相互联系和可以转化的观点。

教学重点

动能和势能的相互转化。

教学难点

机械能守恒的条件。

教具与学具

多媒体课件，老师用：重力势能与动能的转化演示器材、溜溜球、滚摆、钢球。带弹簧的斜面。学生用实验器材：学生4人一组、铁锁、细绳、铁架台。

教学方式

实验探究式教学。

教学过程

一、创设环境，引入新课

引入1

播放视频1：游乐园的空翻列车

内容：列车从高处滑下，在立体的圆形轨道中翻滚，越过第一个顶点，滑下后又越过第二个顶点，在第三个顶点处画面暂停。

(先近距离拍摄让学生有亲临其境之感，再远距离拍摄让学生能看到列车的行径)

师：从动能和势能的观点来看，画面中空翻列车动能和势能变化有什么规律？这节课我们就来研究一下物体动能和势能变化过程中的具体规律。

板书课题：机械能及其转化

引入2

播放动画：上学路上

内容：小明骑车上学的路上要经过一个坡地，每次上坡前他都要使劲地蹬车才不至于滑下去，可下坡却是不费吹灰之力，非常的轻松，这是怎么回事儿？

师：生活中有不少爬坡上坎的时候，不管是跑、还是以车代步，我们都能感受到费力或者轻松；高处重力势能大，快速运动中的动能大；上下运动的物体能量发生了怎样的转化？

不少惊险刺激的游戏现象、运动现象甚至天体的运动规律，它们也一样与动能和势能的转化有关吗？

本节课，让我们共同观察、分析，一起来发现物体在机械运动中的能量转化特点。

板书课题：机械能及其转化

二、师生互动，共同进行新课

(一)机械能的概念

师：机械能是一种新的能量吗？请大家通过查阅资料回答。

生：机械能是动能和势能的统称。

教师板书：

动能：

物体运动时具有的能量

1.机械能

重力势能：被举高具有的能量

势能

弹性势能：发生弹性形变具有的能量

(二)分析实验中现象中动能和势能的转化

演示实验1：演示势能、动能实验演示器,引导学生分析能量的转化情况：(让学生用语言描述能量的变化)

问题1：翻滚的小球在不同位置分别具有什么能？

学生：(小球在最高处有较大的重力势能、在最低处有较大的动能，在上、下过程中既有势能又有动能。)

问题2：小球在运动过程中重力势能、动能有何变化？

学生：(小球从高处往低处，越来越快，重力势能减小，动能增加；小球从低处往高处，越来越慢，重力势能增加，动能减小 )

演示实验2：滚摆的运动：

(问题与分析与上雷同，此处教案略)

演示实验3：(或设计成学生活动)

将溜溜球从手中直接放开后，观察溜溜球的运动过程，说出其中的能量转化。

教师提示：

问题1：高低反复的运动过程中，溜溜球的能量和滚摆有哪些不同？何处球的弹性势能最大？

(学生：多了弹性势能。最低处小球动能为零，但此时绳形变最大，使绳端小球的弹性势能也最大)

问题2：怎样分段描述溜溜球在不同过程中的能量变化？

(学生：分两段：从最高处到平衡位置，球的重力势能转化成动能，从平衡位置到最低处，小球的重力势能和动能转化成弹性势能；反之，……)

板书：2.动能和势能可以相互转化。

(三)关于动能势能转化的针对性小练习

1.回答书上117页及118页的问题1—3，说出其中动能和势能的转化

2.观赏下面的体育运动，说出其中的能量转化：

体育运动中的能量转化：

(视频材料中的配音可以关闭，学生自答)

射箭比赛：运动员张婷婷拉弓射箭的过程

(拉弓后，弓具有弹性势能，放手时，弓的弹性势能转化成箭的动能)

跳水比赛：10米板上陈若琳最后一跳起跳至入水的优美身姿

(跳板的弹性势能转化成运动员的动能；起跳后，运动员的动能转化成重力势能)

撑杆跳比赛：俄罗斯撑杆跳女皇伊辛巴耶娃“飞越巅峰”的一跳

(弯曲撑杆的弹性势能转化成运动员的动能，动能再转化成重力势能)

滑雪运动：高台滑雪运动员由高处急速滑下，越过底部时蹬地，顺势跃向空中向前滑翔，最后滑雪板稳稳落在地面……

(从上到下，重力势能转化成动能；从下到上，动能转化成重力势能)

飞檐走壁：杂技团惊险的飞车走壁表演：演员骑着摩托车由地面开始加速运动，绕着铁桶似的墙壁开始螺旋上升至顶。

(加速是使车的动能增大，动能越大，可转化的重力势能也越大，车能上升得越高)

(四)探究机械能守恒的条件

1.探究机械能守恒的条件：

让学生阅读书上118页中间一段：

“如果只有动能和势能的相互转化，则机械能的总和不变。或者说，机械能是守恒的。”

教师点击出“动能势能转化器或能量空翻列车运动轨迹”的图片，提出问题：如果在动能势能转化过程中能量是守恒的，那能量就不该减少。也就是说原来多高的物体经过动能势能的转化后应该仍然回到原来的高度。为什么我们看到的翻滚列车翻过的高度一次比一次矮，最后停了下来？为什么从碗边放下去的玻璃球沿着碗底攀升的高度越来越低，最后也静止在碗底？在运动过程中还在哪里一次次地消耗了能量？

(学生分析：运动过程中物体受到了接触面的阻力，克服阻力做功要消耗掉能量。每消耗一部分能量，物体能够转化的势能会减小，物体的高度就会降低，同时动能也会减小，因此速度越来越慢)

教师板书：1.机械能守恒的条件：没有阻力时，动能与势能转化过程中机械能的总和不变。

2.趣味随堂实验：

让学生上来演示铁锁会打到鼻子吗的实验，并试着从能量角度分析原因。(说明：也可用玻璃杯放在一侧)

3.针对性小练习：人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行。卫星在运行过程中机械能是守恒的。请分析卫星从近地点向远地点运动时，它的高度与速度、动能势能的变化情况。

三、课堂小结

知识上：

动能：

物体运动时具有的能量

1.机械能

重力势能：被举高具有的能量

势能

弹性势能：发生弹性形变具有的能量

2.动能和势能可以相互转化。

3.机械能是守恒：如果只有动能和势能的相互转化，则机械能的总和不变。

4.机械能守恒的条件：没有阻力。

方法上：观察、分析、归纳法。

四、不定项选择与问答

1.下列现象属于重力势能转化为动能的是( B

)

A.爆竹腾空而起

B.水从高处落下

C.从地面上弹起的皮球

D.在水平地面上匀速行驶的汽车

2.体积相同的实心铜球和木球在水平地面上以相同的速度作匀速直线运动，下列说法正确的是( C

)

A.铜球动能大，机械能小

B.木球动能大，机械能小

C.铜球动能大，机械能大

D.木球动能大，机械能小

3.一根橡皮筋一端系一个小石块，另一端固定在a点，b点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置，c点是小石块从a点自由下落所能到达的最低点。在小石块从a点到c点运动的过程中，以下说法正确的是(

BD )

A.小石块动能在b点最大

B.从a到c，小石块减少的重力势能全部转化为橡皮筋的弹性势能

C.小石块经过b点时，橡皮筋具有弹性势能

D.小石块到达c点时，动能为零

4.简要回答有关水电站的下列问题

(1)建设水电站选址时，从能量利用角度来看，你将选择图2甲所示A址还是选择如图2乙所示B址？并说明理由。

(选B址。相对高度大，能运用的水的重力势能就多，可转化的电能就多)

(2)从能量转化的角度说明水电站的工作原理。

(水的重力势能转化为水的动能、再转化成电能)或(水的机械能转化成电能。)

五、布置作业

教材书P120 1-6。

六、板书设计

课题：15.5

机械能及其转化

动能：

物体运动时具有的能量

1.机械能

重力势能：被举高具有的能量

势能

弹性势能：发生弹性形变具有的能量

2.动能和势能可以相互转化。

3.机械能守恒的条件：只有动能和势能相互转化时。