第4节机械能及其转化主要内容及教案内容

地区： 广东省 - 广州市 - 越秀区

学校：广州市第十六中学

第4节　机械能及其转化 初中物理       人教2011课标版

（一）知识与技能

1．知道什么是机械能；

2．理解动能和势能的转化，机械能守恒；

3．能的利用。

（二）过程与方法

通过体验和观察，了解机械能的转化，及机械能与其他形式能的转化。

（三）情感·态度·价值观

渗透合理利用能源、保护环境意识的教育。

学生对影响动能与势能的因素已经了解，但上课开始应先复习一下，以便分析动能与势能转化时用到。

教学重点、难点： 理解动能和势能的转化。

提问：会有什么出人意料的现象发生吗？

将教科书第74页所示的“罐子”沿不太陡的斜面滚下。

提问：开始铁罐在斜面上具有什么能？

向下滚动时具有什么能？

铁罐滚动时橡皮筋有什么变化？具有什么能？

演示实验

提问：会有什么出人意料的现象发生吗？

将教科书第74页所示的“罐子”沿不太陡的斜面滚下。

提问：开始铁罐在斜面上具有什么能？

向下滚动时具有什么能？

铁罐滚动时橡皮筋有什么变化？具有什么能？

学生活动：观察、思考、回答问题。

设计意图：用出乎意料的实验现象激发学生的学习兴趣，这个演示实验中包含了三种不同形式的机械能及其转化，与本节教学内容紧密相关，同时复习了上一节课的知识为新课作铺垫。

教师活动：

提问

请同学们举出生活中同时具有动能和势能的事例。根据图片提问：飞行中的飞机具有什么能？

给出机械能的概念。

板书

机械能

1．动能、势能统称为机械能；

机械能 动能+ 重力势能 （ 势能、弹性势能）

设计意图：

2．物体具有机械能的总量等于动能、势能两种能量之和。从生活中的现象切入新课。有些物体会同时具有动能和势能，且动能与势能可以相互转化，将动能和势能统称为机械能有必要，便于研究能量问题。

教师活动：

展示和提问

展示射箭的图片或视频，

提问：弓的弹性势能哪里去了？

提问：举高的球释放后，重力势能减小，是不是能量消失了？

归纳得出：动能和势能能够相互转化。

设计意图：突出本节课的重点。展示视频和图片是为了说明势能可以转化为动能，能量没有消失，只是能的形式发生了变化，能量的所有物体改变了。

教师活动：

板书

二、机械能转化与守恒

1、动能和势能能够相互转化

巩固练习

请学生再分析“撑杆跳”、“蹦床”、“蹦极”运动中的能量变化。

演示滚摆实验

请学生观察滚摆的运动，思考滚摆在运动过程中动能和势能是如何变化的？

指导学生进行实验

1．指导学生做单摆实验，并在实验中观察和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。

2．指导学生做教科书中的铁锁摆动的实验。实验前提问：铁锁会打到鼻子吗？

讲授

大量事实和研究表明：如果只有动能和势能的相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的总量不变。

板书

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。

展示图片与提问

根据过山车的图片，请学生分析图中的过山车具有什么能？过山车为什么能够不断地翻滚？

设计意图：学生通过视频、实验，体会动能和势能能够在一定条件下相互转化且守恒。

教师活动：

板书

1．水能和风能是机械能

展示图片或视频

请学生观看图片或者视频，认识自然界存在的机械能。

讲授

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。

展示

展示图片或者视频，表现自然界的机械能有利也有弊。

板书

2．在水（风）力发电站，将水（风）的机械能转化为电能。

提问

请学生观看图片或者视频，了解：水电站是怎样使发电机转动的，风力发电是怎样的。

设计意图：提高学生合理利用能源、保护环境的意识。

总结

什么是机械能？

什么叫做“机械能守恒”？

引导学生讨论

试从能量角度分析“不尽江河滚滚流，流的都是煤和油”中的道理。

板书设计：

第4节 机械能及其转化

一、机械能

1．动能、势能统称为机械能；

2．物体具有机械能的总量等于动能、势能两种能量之和。

二、机械能的转化及守恒

1．动能和势能能够相互转化；

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。

三、水能和风能的利用

1．水能和风能是机械能；

2．在水（风）力发电站，将水（风）的机械能转化为电能。

课堂例题

例1　上紧发条的玩具车在水平桌面上开始跑动时(           )。

       A．弹性势能减小，动能增大        

       B．弹性势能增大，动能减小

       C．弹性势能不变，动能减小        

       D．弹性势能减小，动能不变

例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

例3、 “神舟五号”载人飞船成功返航，实现了中国人几千年的“飞天梦”，返回舱减速着陆过程中，航天英雄杨利伟的(           )。

      A．动能增加，重力势能减少，机械能不变

      B．动能不变，重力势能减少，机械能减少

  C．动能减少，重力势能不变，机械能减少

D．动能减少，重力势能减少，机械能减少

例4、如图所示的地铁，进站与出站的轨道都与站台构成一个缓坡．为了充分利用能量，火车上坡前关闭发动机，由于惯性冲上缓坡，则上坡时火车的动能、重力势能分别(　  　)

      A．增大、减小      B．减小、增大 

      C．减小、减小      D．增大、增大

课后练习

1、如图所示, 铅球从出手到将要落地的过程中, 下列说法正确的是( 不计空气阻力)

A. 铅球由a →b 时, 动能逐渐增大

B. 铅球在b 点的机械能大于a 点的机械能

C. 铅球由b →c 时, 机械能逐渐减小

D. 铅球在c 点时动能最大

2、如图所示，小球沿轨道由静止从A处运动到D处的过程中，忽略空气阻力和摩擦力，仅有动能和势能互相转化，则（　　） 

A．小球在A处的势能小于在D处的势能 

B．小球在A处的动能大于在D处的动能 

C．小球在B处的机械能小于在C处的机械能 

D．小球在B处的动能大于在D处的动能 

3、如图4，秋千在摆动的过程中，若不持续施力，会越摆越低，人和秋千（     ） 

A．在B、C两点的机械能相等 

B．在A、C两点的重力势能相等 

C．从B点摆到A点的过程，重力势能转化为动能 

D．从C点摆到B点的过程，动能增大，重力势能减小 

4、掉在水平地面上的弹性小球会跳起，而且弹跳的高度会越来越低。下图所示是小球弹跳的频闪照片，小球在1 、2位置的高    度一样。下面说法正确的是（       ）        

    A．小球在1、 2位置的动能相同，机械能也相同 

    B．小球在1 、2位置的动能相同，2位置的机械能较小 

    C．小球在1、 2位置的机械能相同，2位置的动能较小 

D．小球在2位置的动能较小，机械能也较小

第4节　机械能及其转化

第4节　机械能及其转化

提问：会有什么出人意料的现象发生吗？

将教科书第74页所示的“罐子”沿不太陡的斜面滚下。

提问：开始铁罐在斜面上具有什么能？

向下滚动时具有什么能？

铁罐滚动时橡皮筋有什么变化？具有什么能？

演示实验

提问：会有什么出人意料的现象发生吗？

将教科书第74页所示的“罐子”沿不太陡的斜面滚下。

提问：开始铁罐在斜面上具有什么能？

向下滚动时具有什么能？

铁罐滚动时橡皮筋有什么变化？具有什么能？

学生活动：观察、思考、回答问题。

设计意图：用出乎意料的实验现象激发学生的学习兴趣，这个演示实验中包含了三种不同形式的机械能及其转化，与本节教学内容紧密相关，同时复习了上一节课的知识为新课作铺垫。

教师活动：

提问

请同学们举出生活中同时具有动能和势能的事例。根据图片提问：飞行中的飞机具有什么能？

给出机械能的概念。

板书

机械能

1．动能、势能统称为机械能；

机械能 动能+ 重力势能 （ 势能、弹性势能）

设计意图：

2．物体具有机械能的总量等于动能、势能两种能量之和。从生活中的现象切入新课。有些物体会同时具有动能和势能，且动能与势能可以相互转化，将动能和势能统称为机械能有必要，便于研究能量问题。

教师活动：

展示和提问

展示射箭的图片或视频，

提问：弓的弹性势能哪里去了？

提问：举高的球释放后，重力势能减小，是不是能量消失了？

归纳得出：动能和势能能够相互转化。

设计意图：突出本节课的重点。展示视频和图片是为了说明势能可以转化为动能，能量没有消失，只是能的形式发生了变化，能量的所有物体改变了。

教师活动：

板书

二、机械能转化与守恒

1、动能和势能能够相互转化

巩固练习

请学生再分析“撑杆跳”、“蹦床”、“蹦极”运动中的能量变化。

演示滚摆实验

请学生观察滚摆的运动，思考滚摆在运动过程中动能和势能是如何变化的？

指导学生进行实验

1．指导学生做单摆实验，并在实验中观察和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。

2．指导学生做教科书中的铁锁摆动的实验。实验前提问：铁锁会打到鼻子吗？

讲授

大量事实和研究表明：如果只有动能和势能的相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的总量不变。

板书

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。

展示图片与提问

根据过山车的图片，请学生分析图中的过山车具有什么能？过山车为什么能够不断地翻滚？

设计意图：学生通过视频、实验，体会动能和势能能够在一定条件下相互转化且守恒。

教师活动：

板书

1．水能和风能是机械能

展示图片或视频

请学生观看图片或者视频，认识自然界存在的机械能。

讲授

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。

展示

展示图片或者视频，表现自然界的机械能有利也有弊。

板书

2．在水（风）力发电站，将水（风）的机械能转化为电能。

提问

请学生观看图片或者视频，了解：水电站是怎样使发电机转动的，风力发电是怎样的。

设计意图：提高学生合理利用能源、保护环境的意识。

总结

什么是机械能？

什么叫做“机械能守恒”？

引导学生讨论

试从能量角度分析“不尽江河滚滚流，流的都是煤和油”中的道理。

板书设计：

第4节 机械能及其转化

一、机械能

1．动能、势能统称为机械能；

2．物体具有机械能的总量等于动能、势能两种能量之和。

二、机械能的转化及守恒

1．动能和势能能够相互转化；

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。

三、水能和风能的利用

1．水能和风能是机械能；

2．在水（风）力发电站，将水（风）的机械能转化为电能。