五、机械能及其转化教学设计

2001人教版

第十五章功和机械能

第五节 机械能及其转化

执教 秦晓胜

【教学目标】

1.知识与技能

（1）．知道机械能包括动能和势能。

（2）．理解机械能的转化。

（3）.能解释动能、重力势能、弹力势能间相互转化的简单物理现象。

（4）.初步了解机械能守恒的含义。

2.过程与方法

通过实验观察和理论分析，探究理论规律的应用和实质，培养学生的观察能力和理论分析能力。

3.情感态度和价值观

（1）.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

（2）.学习建立知识模型的方法，优化学习工作生活架构性能，培养科研生活中的思维品质、科学素养和生活习惯。

（3）.通过了解人类探索物质世界的历程和科学理论成果，培养探索精神、创新思想和促进人类社会与自然世界和谐发展的优良品德。

【教学重点】【教学难点】

能量守恒的理解和动能和势能的转化、能量守恒的理解

【教学方法】

观察法、归纳法

【课前准备】

电化教具：多媒体课件

【课时安排】

1课时

【教学过程】

一、回顾复习

师：同学们，还记得我们上节课都学哪些知识了么？

生：

一、动能：物体动能的大小跟速度、质量有关

二、势能 重力势能：物体重力势能与质量和被举高的高度有关。

弹性势能：物体弹性势能与弹性形变程度有关

师：他们都具有什么形式的能？

生：跳水运动员具有动能和重力势能；飞行中的飞机具有动能和重力势能

二、新课教学

师：这就是我们今天所学的第一个问题：机械能

师：将动能、重力势能、弹性势能统称为机械能。

师：

举高的球释放后，重力势能减小，是不是能量消失了？

生：球在下落过程中位置降低，重力势能减小；速度却越来越快，

故动能增大。

师：即：重力势能转化为动能

师：弓射出后的弹性势能哪里去了？

消失了么？

生：弓射出后弓弩的形变恢复，

弹性势能变为零；但箭的速度越来

越快，故动能增大

师：即：弹性势能转化为动能

师：通过前面问题可知：能量会凭空消失么？

生：能量不会凭空消失——能量之间是进行相互转化的。

师：动能、重力势能、弹性势能之间是转化存在怎样的联系呢？

师：请同学们一起看下面小片段

师：观察滚摆的运动，想想滚摆在运动过程中动能和势能是如何变化的？

师：滚摆运动过程中能量的转化是怎样的？

生：最高点时：势能最大，动能最小

下降时：重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能。

上升时

：动能减小，重力势能增大，动能转化为重力

势能。

最低点时：势能最小，动能最大

师：动能的变化量等于势能的变化量

师：我们再一起分析一下単摆的能量转化情况

师：分析单摆小球在摆动过程中动能和势能是怎样相互转化的。

生：A时：势能最大动能为零

B时：动能最大势能最小

C时：势能最大动能为零

师：那么能量是怎样转化的呢？

生：A---B：重力势能转化为动能

B---C：动能转化为重力势能

C---B：重力势能转化为动能

B---A：动能转化为重力势能

师：所以动能的变化量等于势能的变化量

师：我们学习第二个问题：机械能的转化及守恒

师：1．动能和势能能够相互转化。

师：2．机械能守恒

当只有动能和势能互相转化时，机械能总量不变。（机械能 = 动能 + 势能）

师：观察这幅图

ABC

师：把悬挂的单摆锁拉近自己的鼻子处静止，松开手后，摆锁向前摆去，接着又反向摆回来，你原地不动，锁会打到你的鼻子吗?自己实际试一下，想一想这是为什么？

生：不能碰到，因为有空气阻力

如果没有摩擦等阻力，只有势能和动能的相互转化，机械能的总和保持不变，机械能是守恒的。

师：空气中有阻力，所以机械能将改变

师：自然界中水能、风能也是一种能源，那么水能和风能是如何利用的呢？

师：上面图片是水力发电站

师：人们修筑拦河坝来提高上游的水位，在坝底安装水轮机，发电机装在水轮机的上面，他们的轴连接在一起，水轮机带动发电机发电。

一定量的水，上下水位差越大，水的重力势能越大，能发出的电越多。

师：他们之间能量是怎样转化的呢？

生：水的机械能转化为电能

师：同学们认识上面这幅图么？

生：风力发电

师：风能吹动风车，带动发电机发电。单个风力发电机输出功率较小，在风力资源丰富的地区，组成“风车田”，连在一起供电。

师：他们之间能量是怎样转化的呢？

生：风的机械能转化为电能

三、巩固新知

1、如图，把一金属球用细线悬挂起来，

然后将它拉到A处后放开，小球沿路线A-B-C来回摆动，

①在______点，小球的重力势能最大，动能为0 ②在______点，小球的动能最大

③由C到B的过程中，小球的速度_____,动_____，重力势能______，

_______能转化成_____能. 2、

在下列过程中，物体的动能转化为重力势能的有( )。

A．从水坝上流下来的水 B．汽车沿斜坡匀速向上行驶

C．乒乓球触地后向上弹起时 D．斜向上抛出的垒球，当它在上升阶段时

3、自由下落的苹果，它的( ) A.动能增加，势能减小 B.动能减小，势能增加

C.机械能不变 D.机械能增加

4、当物体受到一对平衡力的作用，它的( ) A.动能不变 B.动能可能增大，也可能减小

C.重力势能一定减小 D.重力势能一定增大

A

B

C

四、课堂小结

一、动能、重力势能及弹性势能统称为机械能。

二、动能和势能可以相互转化。

三、如果只有动能和势能相互转化，机械能是守恒的。

【板书设计】

第4节 机械能及其转化

一、机械能：动能和势能之和

二、机械能的转化

动能——势能

势能——动能

【教学反思】

本节对机械能的概念，以及能量之间的相互转化做了详细的阐述，在所学的知识里，这一节是对本章的一个概括，因此，提出了能量守恒，对这一点的认识，也是学生能否学好这一章的关键。课程标准隐含着教师不是教科书的执行者而是教学方案的开发者，即教师“用教科书教，而不是教教科书”，本教学设计以学生为主体,教师旨在引导学生发现问题,解决问题,着眼于教材又联系生活,充分调动起学生的学习兴趣,让学生自主地去学习。