九年级物理全册《15.5 机械能及其转化》教案 新人教版-新人教版初中九年级全册物理教案.doc

机械能及其转化
教学目标：
（一）知识与技能
1. 知道机械能包括动能和势能
2. 能用实例说明动能和势能之间可以相互转化；能解释有关动能、重力势能、弹性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
观察滚摆的运动、从高处滚下的小球、铁锁的摆动等，分析其具有的能及其变化，理解机械能可以相互转化。
（三）情感、态度与价值观
通过分析物体的能量及其变化，增强学生分析问题、解决问题的能力，培养将机械能的知识应用于日常生活的意识。
教学重点：机械能的概念，机械能的相互转化。
教学难点：机械能的相互转化。
教学用具：滚摆、斜槽、小球、铁锁等。
教学过程：
（一）复习提问
手持粉笔头高高举起。以此事例提问：被举高的粉笔具不具有能量？为什么？
（二）引入新课
学生回答提问后，再引导学生分析粉笔头下落的过程。首先提出，当粉笔头下落路过某一点时，粒笔头具有什么能量？继而让学生比较在该位置和起始位置，粉笔头的重力势能和动能各有什么变化？
（三）进行新课
 实验1：滚摆实验——展示动能和重力势能间的相互转化
图1
 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，可以判断滚摆转动的快慢。
 引导学生复述并分析实验中观察到的现象。开始释放滚摆时，滚摆在最高点静止，此时滚摆只有重力势能，役有动能。滚摆下降时其高度降低，重力势能减少；滚摆旋转着下降，而且越转越快，其动能越来越大。滚摆到最低点时，转动最快，动能最大；其高度最低，重力势能最小。在滚摆下降的过程中，其重力势能逐渐转化为动能。
滚摆到达最低点后，会继续转动，这时，滚摆位置会越来越高，重力势能逐渐增加，速度会随高度上升越来越小，动能逐渐减少，在滚摆上升过程中，其动能转化为重力势能。
结论：动能和重力势能是可以相互转化的。
实验2：斜槽实验——展示动能和弹性势能间的相互转化
演示图2动能和弹性势能的转化实验。让木球从斜槽上端滚下，让学生观察木球碰击弹簧片的过程。然后，依据下图，甲→乙图和乙→丙图分析动能转化为弹性势能和弹性势能转化为动能的过程。
分析：木球接触弹簧，弹簧开始被压缩，随弹簧的缩短，弹性势能增加，速度减小，动能减小，动能转化为弹性势能。木球到达乙图位置时，弹簧形变最大，弹性势能最大，木球速度为零，木球动能为零。弹簧开始弹出木球，到达丙图位置时，木球速度达到最大，动能最大。在弹簧弹出木球的过程中，弹性势能转化为动能。

甲 乙 丙
图2

结论：动能和弹性势能之间也可以相互转化。
引导学生观察或探究图14.2—2三幅图中，能量是怎样变化的？又是怎样转化的？
学生讨论，老师总结。
动能和势能统称为机械能。动能是物体运动时具有的能量；势能是存储着的能量。动能和势能可以相互转化。
如果只有动能和势能相互转化，机械能的总和不变，或者说机械能是守恒的。
图3
a
b
c
实验3 模拟单摆实验
如图3所示，把铁锁接近刚好贴着自己的鼻子，松开手后，头保持不动，铁锁由a点沿弧线abc运动到c点，然后从c点往回摆动，提醒学生注意观察铁锁有没有碰到鼻子，铁锁摆动的幅度如何变化？
学生相互交流讨论，并达成共识。
图4
（1）铁球由a经b摆动到c的过程中，重力势能先减小后增大，动能先增大后减小；b处动能最大，重力势能为零，c处动能为零，重力势能最大。
（2）铁球由c经b摆动到a的过程中，重力势能先减小后增大，动能先增大后减小；b处动能最大，重力势能为零；a处动能为零，重力势能最大。
（3）若考虑空气阻力，铁锁最终会停下来，原因在于铁锁在摆动过程中要克服阻力做功，铁锁的机械能总量会减小。
思考：“嫦娥一号”卫星绕地球运转的椭圆轨道如图4所示，在由B点到A点的运动过程中，动能和势能如何变化？
（四）课堂小结
1. 动能和重力势能是可以相互转化的。
2. 弹性势能和动能是可以相互转化的。
3. 机械能转化和守恒定律
4. 在动能和势能相互转化的过程中，如果不考虑空气阻力，机械能的总量保持不变。
（五）布置作业
1. 我们小时候都玩过秋千吧，闭上眼睛，那种时高时低的感觉如同在飞……，你知道其中能量的转化吗？对于图中荡秋千的小孩，下列分析错误的是（ ）

A．小孩在A点具有最大动能　　
B．小孩在B点势能最小
C．小孩从B荡到C的过程中，动能转化为势能
D．如果没有能量损失，他将一直荡下去
2. 将一支有弹力后盖的圆珠笔按在桌面上，松开手，会发现圆珠笔将竖直向上跳起。下列是圆珠笔从松手到上升至最高点的过程中有关能量转化的分析，正确的是（ ）
A．动能──重力势能──弹性势能 B．内能──动能──重力势能
C．弹性势能──动能──重力势能 D．动能──重力势能──内能
3. 足球落地又弹起的过程中，有关能量转化的正确说法是（ ）
A．下落时，动能转化为重力势能
B．着地时，弹性势能转化为动能
C．返弹时，弹性势能转化为动能
D．上升时，重力势能转化为动能