八年级物理下册 11.4 机械能及其相互转化教案 （新版）新人教版-（新版）新人教版初中八年级下册物理教案.doc

11.4 机械能及其相互转化
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，初步理解机械能守恒的含义。
（3）了解水能和风能的应用。
2、过程与方法
（1）学生通过观察和动手做物体具有动能、重力势能和弹性势能的一系列物理实验，学习观察物理实验现象的方法，提高观察能力。
（2）通过观察和实验，培养学生运用能的转化知识分析有关物理现象的能力。
（3）培养学生从能量观点分析问题的意思。
3、情感态度与价值观
（1）通过学习有关动能、势能及其相互转化知识的广泛应用，激发学生学习物理知识的兴趣，培养学生理论联系实际的观念。
（2）通过机械能及其相互转化的知识的学习，使学生逐步认识事物之间都是相互联系和可以相互转化的观点。
二、课时安排
2课时
三、教学重点
机械能的概念、动能和势能的相互转化的理解。
四、教学难点
对机械能守恒的认识。
五、教学过程
（一）导入新课
【图片展示】满载游客的过山车，从轨道的了高端飞驶而下，时而上下翻腾，时而左摇右摆……

【提出问题】你知道过山车的速度为什么有那么多的变化吗？你知道过山车为什么能够到时达大回环的最高处吗？
过山车运动既有重力势能，又有动能，且重力势能和动能都有变化，指出自然界中动能和势能变化的事例很多。
（二）讲授新课
1.机械能及其转化
一个物体即可以有势能，又有动能。如：飞行中的飞机具有动能和重力势能；跳水运动员具有动能和重力势能
师演示：上抛一小球。（引导学生观察小球在上升和下落过程中高度、速度变化情况，且讨论其动能、势能的变化情况。）
学生五人一组热烈讨论，共六组。师任选一组来回答。
六组学生代表答：对于同一物体，小球而言，小球在上升过程中，速度越来越小，其动也在减小，但其上升高度增加，所以势能在增大。动能和势能相互转化。（注其余各组同学对该同学所说都予以认可）
师给出定义：机械能的概念，重力势能、弹性势能统称为势能，动能、势能统称为机械能。物体具有的机械能等于动能、势能两种能量之和。之所以把动能、势能统称为机械能，是因为动能和势能可以相互转化，滚摆和单摆是动能和势能可以相互转化的常见实例。下面通过实验分析实例中动能和势能如何相互转化的？
探究活动一：如图，将滚摆卷起后释放，让学生观察分析：

①滚摆在最高处时具有什么能？
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、势能的变化情况。
④动能和重力势能之间是否可以相互转化？
学生进行实验并回答问题：①重力势能。
②下降时：质量不变、高度变小、速度变大、重力势能变小、动能变大，减小的重力势能变成了动能。
③上升时：质量不变、高度变大、速度变小、重力势能变大、动能变小。减小的动能变成了重力势能。
④动能和重力势能之间可以相互转化。
探究活动二：如图，将单摆的摆球置于A处，然后释放。摆球就可以在A、B、C之间来回摆动。

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、势能的变化情况。
④分析摆球从B～C运动过程中，动能、势能的变化情况。
学生进行实验并回答问题：①摆球在A、C处位置最高，具有的重力势能最大。
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，重力势能不断减小，动能不断变大，是重力势能不断转化为动能。
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。
总结：动能和重力势能可以相互转化
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？
学生阅读并思考后回答：
①守恒，因为卫星在太空运行，没有空气阻力，只有动能和势能之间的相互转化。②重力势能增大，动能减小，速度减小。
③在近地点时动能最大，在远地点时重力势能最大。
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：乒乓球落地后又弹起来，为什么达不到原来的高度，能量是怎么转化的？
学生讨论回答：乒乓球在下落又弹起的过程中，总要克服阻力，消耗能量
总结：如果只有动能和势能的相互转化，机械能的总量保持不变，即机械能守恒。实际生活中，在机械能的相互转化过程中，往往要克服摩擦力，使机械能总和减小。
演示实验：铁锁能碰到鼻子吗？

把一个铁锁用细绳悬挂起来，将铁锁拉到自己的鼻子附近，稳定后松手，铁锁向前摆去。想想看，铁锁摆回时会打到你的鼻子吗？
学生讨论回答
不会碰到鼻子，也不会离鼻子很远，因为锁在摆动中克服摩擦做功把部分机械能转化为其他形式的能。
介绍人造地球卫星在运行过程中发生的动能和势能的相互转化。

师说明：人造地球卫星绕地球沿椭圆轨道运行，它的位置离地球中心最远的一点叫远地点，这里卫星的重力势能最大；离地球中心最近的一点叫近地点，这里卫星重力势能最小。远地点到近地点：势能减小、动能增加、速度增加；近地点到远地点：势能增加、动能减小、速度减小。
2.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。
（三）重难点精讲
机械能的概念、动能和势能的相互转化的理解。对机械能守恒的认识。
（四）归纳小结
1、在本节课中都有哪些收获。
2、本节课不仅仅要了解 的有关知识，更重要的是让同学们掌握科学探究的方法，培养学生探究问题能力。
六、板书设计
1、机械能及其转化
动能、势能统称为机械能；
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。
2、水能和风能的利用
在水（风）力发电站，将水（风）的机械能转化为电能。
七、作业布置
1、同步练习册
2、预习下节到学案
八、教学反思
本节课教学设计思想是源于生活引导学生通过分析物体物体下落时动能和重力势能的变化，联想到它们的转化。通过实验探究摆球摆动时动能和重力势能的转化、小球与弹簧片动能和弹性势能的转化，知道动能和势能可以相互转化。再通过其他一些机械能转化实例的分析（结合实物演示和课件演示），进一步理解动能和势能相互转化的规律和意义。最后通过阅读自主学习有关风能和水能的利用，了解动能和势能及其转化的综合应用。
本节的教学与社会生活联系甚是紧密，课堂上应大量列举生活实例让学生分析能量及其转化，让学生初步形成对能量和守恒普遍意义的认识，但由于课时关系，举例不够全面，在以后的教学中还应多多的给学生介绍这方面的应用于。