第4节机械能及其转化ppt教学设计及点评

地区： 云南省 - 昭通市 - 镇雄县

学校：镇雄县赤水源洗白中学

第4节　机械能及其转化 初中物理       人教2011课标版

1．知识与技能

    （1）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。

    （2）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现象。

    （3）初步了解机械能守恒的含义。

    （4）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。

  2．过程与方法

    （1）通过观察和实验，认识动能和势能的转化过程。

    （2）通过动手设计实验，勇于探索自然现象和身边的物理道理。

  3．情感、态度与价值观

    （1）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。

    （2）培养学生具有爱国意识。

    （3）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。（4）提高运用机械能转化与守恒观点分析力学问题的意识。

       本班学生基础普遍较低，基础不牢固，而部分学生没有养成良好的学习习惯、行为习惯。优等生特别少，学习发展生（有望提升到优等生的人）所占比例较低，后进生（有望提升到学习发展生的人）所占比例较大。其中学习发展生大多对学习热情较高，但对自身要求不高，自律性不强，例如上课开小差，没有认真对待课堂笔记与练习，缺乏不懂就问，刨根问底以及课外加强练习的求学精神，因此对问题的分析能力、计算能力、概况能力存在严重的不足，尤其是所涉及的知识拓展和知识的综合能力方面不够好，学生反应能力弱，而对于占比例较为严重的后进生，从平时的教学当中，我留意到，这样的学生分为两极化，一类是学习较为刻苦，认真上课做笔记，但一旦做练习就不会或者较为迟钝亦或者计算能力较差；一类是学习较为懒散，没有养成良好的学习习惯、行为习惯，致使其基础较差，但其上课反应较快，数学也较好。

       本节内容由“机械能及其转化”和“水能和风能的利用”两部分构成，教学的重点是动能和势能之间的相互转化。难点是机械能守恒。

       本节要求学生不仅要知道动能和势能之间可以相互转化，而且要了解转化过程中遵从的规律。教学中，以渗透机械能的转化与守恒思想为前提，加强实验，并利用动画、视频激发学生的学习兴趣，使学生能够从影响物体动能、重力势能和弹性势能大小的因素的角度判断物体的机械能如何变化。

        滚摆、粉笔头、细绳、篮球球、 铁架台、 钢球、 细线、乒乓球。

       我们在初二的时候就已经学习过关于能量的转化，请回答，电灯工作的时候，能量是怎么转化的？风力发电机工作的时候，能量是怎么转化的？水利发动机工作的时候，能量是怎么转化的？电动机工作的时候，能量是怎么转化的？

（学生讨论后回答）

创设情境，引入课题

       播放图片，说明有很多物体既具有动能又具有重力势能。

       再播放跳伞与动员的图片

提问：

1.运动员在运动的过程中，动能和势能会发生什么变化？

出示乒乓球并演示其做自由落体运动，问：

2.从高处落下的乒乓球，它的动能和势能会发生什么变化？

（学生讨论回答）

板书： 第4节 机械能及其转化

物体由于运动而具有的能叫动能。其大小与质量、速度有关。

物体由于被举高而具有的能叫重力势能。其大小与质量、被举高度有关。

物体由于发生弹性形变具有的能叫重力势能。其大小与弹性材料、形变程度有关。

一、机械能及其转化

A、机械能

机械能：动能、重力势能和弹性势能统称为机械能；即：动能、势能统称为机械能

物体具有机械能的总量等于动能、势能两种能量之和。

动能是物体运动时具有的能量。

势能是存储着的能量。

B、机械能的转化

1、 动能和重力势能能够相互转化

演示1：让篮球从高处落下，篮球从高处落到地面，并在地面弹跳几下，最后静止在地面。

分析：被举高的篮球具有重力势能，它在下落的过程中，高度在减小，重力势能也在减小，篮球的重力势能到哪去呢？是不是重力势能消失了？

演示2：滚摆实验

       出示滚摆动画，并简单介绍滚摆的构造及实验的做法。事先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，可以判断摆轮转动的快慢。

引导学生分析实验中观察到的现象：

       开始释放摆轮时，摆轮在最高点静止，此时摆轮只有重力势能，没有动能。摆轮下降时其高度降低，重力势能减少；摆轮旋转着下降；而且越转越快，其动能越来越大。摆轮到最低点时，转动最快，动能最大；其高度最低，重力势能最小。在摆轮下降的过程中，其重力势能逐渐转化为动能。

       仿照摆轮下降过程的分析，得出摆轮上升过程中，摆轮的动能逐渐转化为重力势能。

演示3：单摆实验

       出示单摆动画，摆球向下摆动过程中, 重力势能变小,速度变大，摆锤的动能变大,摆锤的重力势能转化为动能。

      当摆锤过中点向上转动过程中速度变小摆锤的动能变小,重力势能变大，摆锤的动能转化为重力势能。

实验结论：动能和重力势能可以相互转化.

2、动能和弹性势能能够相互转化

观察动画3，皮球在下落

       分析：皮球在下落过程中，高度减小，速度增大也就转化为动能增大，皮球在恢复原状的过程中弹性势能减小，形变减小，逐渐变成皮球的速度增大动能增大，而皮球在上升的过程中，动能减小速度减小，高度增大，导致势能增大。

结论：动能和弹性势能可以相互转化。

3、机械能的相互转化

演示：乒乓球在桌面的弹跳过程

       分析：皮球在下落的过程中，皮球的重力势能转化为皮球；动能皮球落地时，皮球动能转化成皮球弹性势能；皮球在恢复原状的过程中，弹性势能又将其转化成皮球的动能，这时皮球被弹起；向上运动的过程中，皮球的动能又转化成皮球的重力势能。

结论：动能和势能可以相互转化；即：机械能之间可以相互转化。

4、动能和势能的相互转化的条件

（1）动能和势能的相互转化过程中，必定有动能和势能各自变化，而且一定是此增彼减

（2）动能的增减变化要以速度的增减来判断。

（3）重力势能的增减变化要以物体离地面高度的增减变化来判断。

（4）弹性势能的增减要根据形变大小的变化来判断。

（3）机械能守恒

演示：粉笔头的摆动，并结合滚摆、单摆进行综合分析得出机械能守恒定律：

       如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小不会变化，但机械能的总和不变，或者说，机械能是守恒的。

（4）机械能守恒的实例分析

介绍常见的机械能守恒的实例：蹦床运动、撑竿跳高、过山车、蹦极、人造地球卫星等。

二、水能和风能的利用

（1）水能和风能是机械能

       说明水是流动的或是被举高的，风是空气流动形成的，所以水能和风能都是机械能。

（2）水能的利用

       介绍水电站修高大的水坝的作用：提高水位，提高水的重力势能。水下落时获得较大的动能，当水流到水轮机上时使水轮机获得更多的动能。

       水电站利用水能发电的原理：当水下东时水的后果力势能转化成水的动能，流动的水冲击水轮机时，又将水的动能转化 成水轮机的动能，水轮机带支动发电机以电。

（3）风能的利用

       简单介绍风力发电。

（4）水能和风能的其它利用

介绍风筝、帆船、漂流等利用水能或风能的一些现象。

3、水能和风能破坏性释放造成的灾害

（1）洪涝灾害

（2）龙卷风、台风灾害

（3）沙尘暴灾害

板书：1、动能和重力势能可以相互转化

                   动能和弹性势能可以相互转化

                   动能和势能可以相互转化，即：机械能之间可以相互转化。

             2、动能与势能统称为机械能

             3、机械能守恒：如果只有动能和势能相互转化，机械能的总和不变

1．学生分组做教材中的“想想做做”，请学生分析现象产生的原因，分析这其中是否有其他能量的转化。

2．假设没有阻力，会怎么样呢?引出机械能守恒规律

3．再次分析乒乓球在运动过程中的机械能的变化情况

1、说明下列过程中机械能的转化：

（1）雪橇从山坡上滑下来

（2）炮弹从炮口斜向上射出，又落回到远处地上。

2、弹簧门在推开以后能自己关闭，从能的转化来说明这一过程。

3、物理课上,物理老师给同学们演示滚摆实验时,我们看到滚摆在上下运动过程中,每次上升的高度逐渐降低,对此,下列说法正确的是(    )

4、阅读：科学世界：人造地球卫星，思考课后练习。

1、下列过程中，属于动能转化为势能的是（    ）

A．雪撬从山坡上滑下　           B．玩具弹簧枪将“子弹”水平射出

C．雨滴从屋檐落向地面　       D．斜向上射出的炮弹在上升过程

2、下列现象属于重力势能转化为动能的是（    ）

A．爆竹腾空而起                 B．水从高处落下

C．从地面上弹起的皮球      D．在水平地面上匀速行驶的汽车

3、下列过程中，属于动能转化为势能的是（    ）

A．钟表里的发条带动指针转动      B．自行车在水平地面上行驶得越来越快

C．被拉开的弹簧门自动关上         D．跳高运动员跃起的过程

4、以下关于机械能的叙述，正确的是（    ）

A．一个物体可以既具有动能又具有重力势能

B．速度大的物体具有动能一定大于速度小的物体

C．举得高的物体具有重力势能一定大于举得低的物体

D．水从高处向下泻落的过程中，动能转化为重力势能

5、人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行，卫星从远地点向近地点运动时（     ）

A．动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能

B．动能不变，重力势能减小，动能转化为重力势能

C．动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能

D．动能增大，重力势能增大，重力势能转化为动能

6、跳伞运动员在空中匀速下落时，以下说法中正确的有（    ）

A．重力势能减少，动能增加，机械能不变

B．重力势能增加，动能减少，机械能不变

C．重力势能减少，动能不变，机械能减少

D．重力势能增加，动能不变，机械能增加

7、为了使快速降落的“神舟”五号返回舱安全着陆，返回舱在距离地面几米处，向下迅速喷出高温高压气体。从开始喷气到安全着陆，返回舱的（    ）

A．动能增大，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．动能减小，重力势能增加，机械能不变

D．动能减小，重力势能减少，机械能减少

教材P120页 “动手动脑学物理”1、3、4。

第4节　机械能及其转化

第4节　机械能及其转化

       我们在初二的时候就已经学习过关于能量的转化，请回答，电灯工作的时候，能量是怎么转化的？风力发电机工作的时候，能量是怎么转化的？水利发动机工作的时候，能量是怎么转化的？电动机工作的时候，能量是怎么转化的？

（学生讨论后回答）

创设情境，引入课题

       播放图片，说明有很多物体既具有动能又具有重力势能。

       再播放跳伞与动员的图片

提问：

1.运动员在运动的过程中，动能和势能会发生什么变化？

出示乒乓球并演示其做自由落体运动，问：

2.从高处落下的乒乓球，它的动能和势能会发生什么变化？

（学生讨论回答）

板书： 第4节 机械能及其转化

物体由于运动而具有的能叫动能。其大小与质量、速度有关。

物体由于被举高而具有的能叫重力势能。其大小与质量、被举高度有关。

物体由于发生弹性形变具有的能叫重力势能。其大小与弹性材料、形变程度有关。

一、机械能及其转化

A、机械能

机械能：动能、重力势能和弹性势能统称为机械能；即：动能、势能统称为机械能

物体具有机械能的总量等于动能、势能两种能量之和。

动能是物体运动时具有的能量。

势能是存储着的能量。

B、机械能的转化

1、 动能和重力势能能够相互转化

演示1：让篮球从高处落下，篮球从高处落到地面，并在地面弹跳几下，最后静止在地面。

分析：被举高的篮球具有重力势能，它在下落的过程中，高度在减小，重力势能也在减小，篮球的重力势能到哪去呢？是不是重力势能消失了？

演示2：滚摆实验

       出示滚摆动画，并简单介绍滚摆的构造及实验的做法。事先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，可以判断摆轮转动的快慢。

引导学生分析实验中观察到的现象：

       开始释放摆轮时，摆轮在最高点静止，此时摆轮只有重力势能，没有动能。摆轮下降时其高度降低，重力势能减少；摆轮旋转着下降；而且越转越快，其动能越来越大。摆轮到最低点时，转动最快，动能最大；其高度最低，重力势能最小。在摆轮下降的过程中，其重力势能逐渐转化为动能。

       仿照摆轮下降过程的分析，得出摆轮上升过程中，摆轮的动能逐渐转化为重力势能。

演示3：单摆实验

       出示单摆动画，摆球向下摆动过程中, 重力势能变小,速度变大，摆锤的动能变大,摆锤的重力势能转化为动能。

      当摆锤过中点向上转动过程中速度变小摆锤的动能变小,重力势能变大，摆锤的动能转化为重力势能。

实验结论：动能和重力势能可以相互转化.

2、动能和弹性势能能够相互转化

观察动画3，皮球在下落

       分析：皮球在下落过程中，高度减小，速度增大也就转化为动能增大，皮球在恢复原状的过程中弹性势能减小，形变减小，逐渐变成皮球的速度增大动能增大，而皮球在上升的过程中，动能减小速度减小，高度增大，导致势能增大。

结论：动能和弹性势能可以相互转化。

3、机械能的相互转化

演示：乒乓球在桌面的弹跳过程

       分析：皮球在下落的过程中，皮球的重力势能转化为皮球；动能皮球落地时，皮球动能转化成皮球弹性势能；皮球在恢复原状的过程中，弹性势能又将其转化成皮球的动能，这时皮球被弹起；向上运动的过程中，皮球的动能又转化成皮球的重力势能。

结论：动能和势能可以相互转化；即：机械能之间可以相互转化。

4、动能和势能的相互转化的条件

（1）动能和势能的相互转化过程中，必定有动能和势能各自变化，而且一定是此增彼减

（2）动能的增减变化要以速度的增减来判断。

（3）重力势能的增减变化要以物体离地面高度的增减变化来判断。

（4）弹性势能的增减要根据形变大小的变化来判断。

（3）机械能守恒

演示：粉笔头的摆动，并结合滚摆、单摆进行综合分析得出机械能守恒定律：

       如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小不会变化，但机械能的总和不变，或者说，机械能是守恒的。

（4）机械能守恒的实例分析

介绍常见的机械能守恒的实例：蹦床运动、撑竿跳高、过山车、蹦极、人造地球卫星等。

二、水能和风能的利用

（1）水能和风能是机械能

       说明水是流动的或是被举高的，风是空气流动形成的，所以水能和风能都是机械能。

（2）水能的利用

       介绍水电站修高大的水坝的作用：提高水位，提高水的重力势能。水下落时获得较大的动能，当水流到水轮机上时使水轮机获得更多的动能。

       水电站利用水能发电的原理：当水下东时水的后果力势能转化成水的动能，流动的水冲击水轮机时，又将水的动能转化 成水轮机的动能，水轮机带支动发电机以电。

（3）风能的利用

       简单介绍风力发电。

（4）水能和风能的其它利用

介绍风筝、帆船、漂流等利用水能或风能的一些现象。

3、水能和风能破坏性释放造成的灾害

（1）洪涝灾害

（2）龙卷风、台风灾害

（3）沙尘暴灾害

板书：1、动能和重力势能可以相互转化

                   动能和弹性势能可以相互转化

                   动能和势能可以相互转化，即：机械能之间可以相互转化。

             2、动能与势能统称为机械能

             3、机械能守恒：如果只有动能和势能相互转化，机械能的总和不变

1．学生分组做教材中的“想想做做”，请学生分析现象产生的原因，分析这其中是否有其他能量的转化。

2．假设没有阻力，会怎么样呢?引出机械能守恒规律

3．再次分析乒乓球在运动过程中的机械能的变化情况

1、说明下列过程中机械能的转化：

（1）雪橇从山坡上滑下来

（2）炮弹从炮口斜向上射出，又落回到远处地上。

2、弹簧门在推开以后能自己关闭，从能的转化来说明这一过程。

3、物理课上,物理老师给同学们演示滚摆实验时,我们看到滚摆在上下运动过程中,每次上升的高度逐渐降低,对此,下列说法正确的是(    )

4、阅读：科学世界：人造地球卫星，思考课后练习。

1、下列过程中，属于动能转化为势能的是（    ）

A．雪撬从山坡上滑下　           B．玩具弹簧枪将“子弹”水平射出

C．雨滴从屋檐落向地面　       D．斜向上射出的炮弹在上升过程

2、下列现象属于重力势能转化为动能的是（    ）

A．爆竹腾空而起                 B．水从高处落下

C．从地面上弹起的皮球      D．在水平地面上匀速行驶的汽车

3、下列过程中，属于动能转化为势能的是（    ）

A．钟表里的发条带动指针转动      B．自行车在水平地面上行驶得越来越快

C．被拉开的弹簧门自动关上         D．跳高运动员跃起的过程

4、以下关于机械能的叙述，正确的是（    ）

A．一个物体可以既具有动能又具有重力势能

B．速度大的物体具有动能一定大于速度小的物体

C．举得高的物体具有重力势能一定大于举得低的物体

D．水从高处向下泻落的过程中，动能转化为重力势能

5、人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行，卫星从远地点向近地点运动时（     ）

A．动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能

B．动能不变，重力势能减小，动能转化为重力势能

C．动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能

D．动能增大，重力势能增大，重力势能转化为动能

6、跳伞运动员在空中匀速下落时，以下说法中正确的有（    ）

A．重力势能减少，动能增加，机械能不变

B．重力势能增加，动能减少，机械能不变

C．重力势能减少，动能不变，机械能减少

D．重力势能增加，动能不变，机械能增加

7、为了使快速降落的“神舟”五号返回舱安全着陆，返回舱在距离地面几米处，向下迅速喷出高温高压气体。从开始喷气到安全着陆，返回舱的（    ）

A．动能增大，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．动能减小，重力势能增加，机械能不变

D．动能减小，重力势能减少，机械能减少

教材P120页 “动手动脑学物理”1、3、4。

• 优点:

  知识点的把握恰当具体，要求学生掌握的程度有层级有区别，教学活动独具匠心，驾驭课本的能力很强，整个教学设计巧妙独特，课堂作业难易兼备，挺适合不同层次的学生。

• 缺点:

  无

• 优点:

  知识点的把握程度很恰当，教学目标明确详尽，善于培养学生的动手意识。

• 缺点:

  无

• 优点:

  教学目标明确，学情分析到位，重点难点把握准确。教学设计过程具体、详细。

• 缺点:

  无