第4节机械能及其转化

第四节 机械能及其转化教学设计教材分析：本节主要讲述机械能及其转化的物理现象，能用实例理解动能和势能的相互转化，能解释一些有关动能、重力势能、弹性势能之间相互转化的简单物理现象。学生分析：学生根据生活经验知道一些简单的机械能转化的物理现象，但不能用物理术语和原理解释这些物理现象。所以解释一些有关动能、重力势能、弹性势能之间相互转化的简单物理现象是本节的难点。教学目标：1、知识与技能：知道机械能包括动能和势能，能用实例理解动能和势能的相互转化，能解释一些有关动能、重力势能、弹性势能之间相互转化的简单物理现象。 2、过程与方法：通过观察和实验认识动能和势能的转化过程。通过高科技成果-人造卫星开阔学生视野，激发学生的求知欲和爱国热情。 3、情感态度和价值观：培养学生勇于探索自然、了解身边物理的精神，能关心机械能与人们生活的联系，有将机械能应用与生活的意识。教学重点：动能、重力势能、弹性势能三者之间的转化。教学难点：解释一些有关动能、重力势能、弹性势能之间相互转化的简单物理现象。教学方法：启发、引导、讨论、参与教学工具：多媒体、滚摆、乒乓球、锁头细线等教学课时：1课时教学过程：复习引入1、什么是能量、动能、重力势能、弹性势能？能量：一个物体能够对外做功，我们就说它具有能量动能：物体由于运动而具有的能。重力势能：物体由于被举高而具有的能量。弹性势能：物体由于弹性形变而具有的能量。2、影响动能、重力势能、弹性势能大小的因素动能：与质量和速度的大小有关重力势能：与质量和被举起的高度大小有关弹性势能：与材料和弹性形变的大小有关讲授新课一、机械能1、定义：动能与势能统称为机械能（1）定义解释 关键词“统称”是指总的名称、总的称呼。动能、重力势能都是不同形式的机械能（2）动能是物体运动时具有的能量。势能是存储着的能量。动能与势能的总和就是机械能（3）一个物体可以既有动能，又有势能，如飞行中的飞机因为它在运动而具有动能，又因为它处于高空儿具有重力势能，把这两种能加在一起就得到它的总机械能。2、一个从高处落下的物体，在某一位置时具有的动能是8J，重力势能是6J，则物体具有的机械能是 J。二、机械能的转化1、动能和重力势能的转化实验1 滚摆实验（演示实验加多媒体播放）实验分析：老师点拨： 滚摆是连续运动的，要分析机械能的转化就要从“上升”、“下降”时分析上升时：速度 ，高度 ， 动能 ， 重力势能 ， 能转化为 能。下降时：速度 ，高度 ，动能 ， 重力势能 ， 能转化为 能。滚摆实验能的转化：重力势能 动能 重力势能实验2单摆实验（多媒体播放）实验分析：（与滚摆实验相同）实验结论：1、动能和重力势能可以相互转化老师引述：动能和重力势能可以相互转化，那么，动能和弹性势能可以相互转化吗？2、动能和弹性势能的转化实验1斜面小球实验（多媒体播放）实验2小球落地实验（多媒体播放）实验分析：（因两个实验大致相同，这里分析实验2）老师点拨：由于小球落地又弹起过程中有重力势能、动能、弹性势能的转化，所以分析时要从“小球落向地面时”、“ 撞击地板时”、“ 恢复形变（未离开地面）向上弹起时”、“ 离开地面向上弹跳时”四个方面分析。小球落向地面时 能转化为 能；撞击地板时 能转化为 能;恢复形变（未离开地面）向上弹起时 转化为 能;离开地面向上弹跳时 能转化为 能。小球落下又弹起的过程中能量的转化：重力势能动能 弹性势能 动能 重力势能实验结论：2、动能和弹性势能可以相互转化3、动能和重力势能、弹性势能都可以相互转化。即 动能和势能可以相互转化三、机械能守恒如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的总和不变或者说，机械能守恒的。演示实验：铁锁摆回时会碰到你的鼻子吗？思考：1、铁锁摆回时会碰到你的鼻子吗？为什么？答：不能，因为铁锁摆回时有阻力。2、假如没有阻力，会怎么样呢？答：如果没有摩擦等阻力，只有动能和势能的相互转化，机械能的总和保持不变，机械能是守恒的。3、在这个实验里，铁锁的动能和势能在不断转化。在转化过程中，机械能的总量有什么变化吗？答：因为有摩擦等阻力，机械能会逐渐减小，这时机械能是不守恒的。部分机械能转化为内能（热能）。四、水能和风能的利用1、水能的利用（多媒体播放）潮汐能为什么能发电？老师点拨：分“涨潮”、“退潮”两方面解释分析潮汐能的转化：利用海水的势能和动能转化为水轮机的动能，再通过水轮发电机转化为电能。2、风能的利用（多媒体播放）风能为什么能发电？风能转换为动能(通过风车等)，再将动能转换为电能(通过发电机等)。五、科学世界（多媒体播放）人造地球卫星在运行过程中，动能和势能如何相互转化？卫星在运动过程中能量守恒吗？老师点拨：要从“当卫星从远地点向近地点运动时”、“ 当卫星从近地点向远地点运动时”分析卫星在近地点的动能最 ，速度 ，势能最 ；在远地点的动能最 ，速度 ，势能最 。卫星在运动过程中机械能 。卫星运动过程中能的转化：当卫星从远地点向近地点运动时 能转化为 能;当卫星从近地点向远地点运动时 能转化为 能。六、课堂小结1、机械能 2、机械能的转化 3、机械能守恒 4、水能和风能的利用七、知识拓展生活中的物理，你留意过吗？1、弹簧门在推开以后能自己关闭，这是因为门被推开后，弹簧被卷紧变形，具有了_能，放手后转化为门的_能，使门自动关闭。 2、骑自行车时，在上坡前往往要加紧蹬几下，加大速度，为什么？从能量的转化的角度来说明这样做的好处。答：上坡前加紧蹬几下，增大自行车的速度，增大动能，可以有较多的动能转化为重力势能，使车容易上坡。3、分析过山车在运动过程中的能量转化从最高点运动到最低点时从最低点运动到最高点时4、