《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．通过实例认识能量可以从一个物体转移到另一个物体，不同形式的能量可以互 相转化。
（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。
2．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。
（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 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
1、教学重点： 动能和势能的转化和机械能守恒的理解。
2、教学难点： 机械能守恒的理解。
三、教学方法
观察法、实验法、归纳法。
四、教学资源准备
多媒体课件、单摆、滚摆等。
五、课时安排
1 课时
六、教学过程
教学
环节
教师活动
学生活动
设计意图
回顾
复习
1、俗话说：“温故而知新，可以为师 矣”，请同学们回顾一下上节课学习的 知识。请同学回答一下：什么是动能、 重力势能和弹性势能？以及他们的影响 因素？
2、他们都具有什么形式的能?
丄
学生问题回答
温故上- 节所学内 容，与本节 所学内容联 系起来，并 应用，加深 理解。
、机械能
给出机械能的概念:
1 ?动能、势能统称为机械能
2 .物体具有的机械能等于动能、势能 两种能量之和。
知道机械能的概 念。
新课
教学
（30
分
机械能=动能+势能
【想想做做】
1、手持粉笔头咼咼举起，让学生和老
钟） 师一起做。提问：被举高的粉笔具不具
有能量？为什么?
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，粉笔头具有什么 能量？（此时既有重力势能，又有动 能）继而让学生比较在该位置和起始位
思考并回答问 题。
在粉笔头 下落的过 程，重力势 能和动能都 有变化。从 身边的实验 出发，充分 调动学生参 与课堂教学 的积极性
置，粉笔头的重力势能和动能各有什么 变化？(重力势能减少，动能增加)
2、观察图片观察，弓的弹性势能哪里
去了？
、机械能的转化及守恒
1 .动能和势能能够相互转化
让学生举例生活中动能和势能转化 的例子。
【想想做做】
刚才同学们举例了解到生活中有很 多动能和势能转化的事例，下面通过实 验分析实例中动能和势能如何相互转化 的？
探究点一：动能和重力势能的相互转化
(1)教师演示实验：如图1,将滚摆 卷起后释放，让学生观察，记录，并小 组讨论分析能量转化情况。后提问：
滚摆在最高处时具有什么能？
释放后观察滚摆的高度、速度、质 量的变化。
意识到动能和势
能能够相互转化。
观察、思考并回 答问题。
观察，将实验记 录写在导学案表格 中，并小组讨论分析 能量转化情况。
学生分析总结后回答 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
指出自然界 中动能和势 能变化的事 例很多
将物理知识
与生活实际
联系起来。
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。
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？
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
图1 图2
④动能和重力势能之 间可以相互转化。
学生进行实验并
(2)学生实验：让学生小组合作完成
回答问题：①摆球在 A C处位置最高，具 有的重力势能最大。
利用导 学案上的实 验记录表 格、填空和 问答题设 计，引导学 生自主进行 小组合作学 习和讨论。
单摆实验：如图2,将单摆的摆球置于
②摆球在B处速度最
A处，然后释放。摆球就可以在 A B
C之间来回摆动。观察、记录、分析实
验现象。后提问:
摆球在哪些位置高度最高？
摆球在哪些位置速度最大？
分析摆球从A?B运动过程中，动 能、势能的变化情况。
分析摆球从B?C运动过程中，动 能、势能的变化情况。
探究归纳：动能和重力势能可以相互 转化。
探究点二：动能和弹性势能的相互转化
播放视频，篮球和蹦床动能和弹性
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。
观看视频，完成
导学案填空，回答问 题。
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。
式能的相互转化
* jh
（1）篮球下落过程中，形变过程，恢 复形变过程，以及上升过程中分别是什 么能转化成什么能？
（2）运动员在比赛过程中，运动员自 己和蹦床的能量发生了什么变化？哪些 能量发生了转化？
探究点三：机械能守恒
出示概念：只有动能和势能转化 时，机械能的总量保持不变，这就是机 械能守恒定律。
（1）让学生阅读课本P73 “科学世 界：人造地球卫星的机械能转化”内 容后完成导学案上填空。
（1）篮球下落过程
中，重力势能能转化
为动能，球发生形变
的过程中，动能转化
为弹性势能，球恢复
形变的过程中，弹性
式能转化为动能，球
上升过程中动能转化
为重力势能。
（2）蹦床运动员从
咼处落下，在与蹦床
面将要接触时，具有
一定的动能，与蹦床
接触后，床面发生弹
性形变，运动员的动
能转化为蹦床的弹性
势能，蹦床恢复形变
的过程中，蹦床的弹
性势能转化为运动员
的动能。
这说明动能和弹
性势能可以相互转
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
人造地球卫
和势能之间的相互转
星涉及到机
化。②重力势能增
械能的转化
大，动能减小，速度
和守恒，可
减小。③在近地点时 动能最大，在远地点 时重力势能最大。学生讨论回答：①滚 摆上升的最大高度越 来越小，说明滚摆具 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。学生小组合作进 行实验，回答问题。以拓宽学生
减小。③在近地点时 动能最大，在远地点 时重力势能最大。
学生讨论回答：①滚 摆上升的最大高度越 来越小，说明滚摆具 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。
学生小组合作进 行实验，回答问题。
以拓宽学生
视野
学生在 滑轮和单摆 实验中对高 度降低这一 现象就存在 疑惑。通过 回顾之前的 实验现象， 一解决了学 生的疑惑， 二人时机械 能守恒的条 件。
通过实 验，加深对 机械能守恒 条件的认 识。
思考：①卫星运行过程中机械能是否 守恒？
卫星从远地点向近地点运动时重力 势能、动能、速度分别怎么变化？
卫星在什么时候动能最大？什么时候 重力势能最大？
（2）说明我们生活的环境处处存在摩 擦，回顾滚摆实验现象后提问：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？
【想想做做】
阅读课本P72 “想想做做”，用单摆代 替铁锁进行实验。提问：①小球的动能 和势能是怎样转化的？
放手后小球会打到鼻子吗，为什么？
在此实验中，机械能的总量守恒吗？ 如果不守恒，它有什么变化？
探究归纳：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。即机械能的总和是不变的（守 恒的）。
、水能和风能的利用
请学生阅读课本P72、P73,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，水位越咼，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
让学生了解风能 发电和水能发电，了 解风能和水能的利 用。
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。
课堂
小结
（5
分 钟）
通过今天的学习，同学们有哪些收 获？在实验探究中又存在哪些冋题？还 有什么想探究的问题？
学生可以个别回答， 或相互交流，在交流 的基础上进行学习小 结。
促进知识的 巩固掌握。
提升学生的 交流表达能 力
七、板书设计
11.4机械能及其转化
、机械能及其转化
、水能和风能的利用
机械能=动能
/ r 11 ’ 厂?
/ 重’力弹'性
守恒的J |弭能势普
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