第十一章 第4节 机械能及其转化（教案）-【木牍教育·课时A计划】2023春八年级下册物理（人教版）

第4节　机械能及其转化 ◇教学目标◇ 【知识与技能】 1.知道机械能包括动能和势能。 2.能正确理解有关动能和势能之间的相互转化。 3.初步了解机械能守恒的含义。 【过程与方法】 通过观察和实验,认识动能和势能之间的相互转化过程,培养学生的观察能力和分析归纳能力。 【情感·态度·价值观】 通过探究实验和合作学习,培养学生严谨的科学态度、敢于探索和创新的科学精神。 ◇教学重难点◇ 【教学重点】 动能和势能的转化。 【教学难点】 机械能守恒的理解。 ◇教学过程◇ 一、新课导入 地球的上空被1000多颗人造地球卫星包围着,它们绕着地球运转,忽快忽慢,可这么多年来,为什么没有人造地球卫星掉落下来呢? 二、教学步骤 探究点1　机械能及其转化 [阅读课本]P71“机械能及其转化” [思考]有没有物体既具有动能又具有势能呢? [提示]空中飞翔的小鸟,既具有动能又具有势能;正在升空的火箭,既具有动能又具有势能。 [思考]什么叫机械能? [提示]动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。 [思考]观察课本图11.4⁃2甲,滚摆升到顶点时,具有什么能? [提示]滚摆升到顶点时,速度为零,没有动能,只有重力势能,且高度最高,所以重力势能最大。 [思考]滚摆下降到最低点时,具有什么能? [提示]滚摆下降到最低点时,高度最小,重力势能最小,可以认为是零,但速度最大,故动能最大。 [思考]滚摆在下降的过程中,速度如何变化?动能和势能如何变化? [提示]滚摆下降的过程中,速度从零逐渐增加到最大,所以动能逐渐增大;但高度从最高逐渐下降到最低,所以重力势能逐渐减小。 [思考]滚摆在上升的过程中,速度如何变化?动能和势能如何变化? [提示]滚摆上升的过程中,速度从最大逐渐减小到零,所以动能逐渐减小;但高度从最低逐渐上升到最高,所以重力势能逐渐增大。 [思考]滚摆上升和下降的过程中,能量是如何转化的? [提示]上升时,动能减小,重力势能增大,动能转化为重力势能;下降时,动能增大,重力势能减小,重力势能转化为动能。 [思考]观察课本图11.4⁃2乙,单摆在上升的过程中,速度如何变化?动能和势能如何变化? [提示]单摆上升的过程中,速度从最大逐渐减小到零,所以动能逐渐减小;但高度从最低逐渐上升到最高,所以重力势能逐渐增大。 [思考]单摆在下降的过程中,速度如何变化?动能和势能如何变化? [提示]单摆下降的过程中,速度从零逐渐增加到最大,所以动能逐渐增加;但高度从最高逐渐下降到最低,所以重力势能逐渐减小。 [思考]单摆上升和下降的过程中,能量是如何转化的? [提示]上升时,动能减小,重力势能增大,动能转化为重力势能;下降时,动能增大,重力势能减小,重力势能转化为动能。 [思考]踢出去的足球在空中沿一条曲线运动的过程中,动能和势能是如何相互转化的? [提示]足球在上升过程中,速度逐渐减小;在下降过程中速度又逐渐增大。所以,足球在上升阶段动能转化为重力势能,在下降阶段重力势能转化为动能。 [思考]观察课本图11.4⁃3,铁锁摆回时会打到鼻子吗? [提示]在机械能相互转化过程中,虽然动能和势能会发生变化,但机械能的总和不变。如果铁锁打到鼻子,说明机械能变大了,在没有外力对锁做功的情况下,这一现象不会发生。 [思考]动能和势能的相互转化有什么特点?我们是如何判断动能和势能变化的? [归纳提升]在动能和势能的相互转化过程中,必定有动能和势能各自的变化,而且是此增彼减。动能的变化,要根据物体速度的变化来判断;重力势能的变化,要根据物体离地面高度的变化来判断;弹性势能的变化,要根据弹性形变大小的变化来判断。 [思考]动能和弹性势能可以相互转化吗? [提示]压缩的弹簧可以把小球弹出。弹簧压缩时具有弹性势能,小球被弹出后,具有动能,弹簧的弹性势能转化为小球的动能。 [归纳提升]动能和弹性势能可以相互转化。动能转化为弹性势能的标志是速度减小,形变增大;弹性势能转化为动能的标志是速度增大,形变减小。 探究点2　水能和风能的利用 [阅读课本]P72“水能和风能的利用” [思考]你知道自然界中哪些物体具有机械能吗? [提示]流动的空气和流动的水等都具有机械能。 [思考]这些机械能可以被人类利用吗? [提示]水流冲击水轮转动,用来汲水、磨粉;风帆推动船行;水能发电等。 [思考]三峡大坝利用水力发电,为什么要把水位蓄得很高呢? [提示]水位越高,具有的机械能就越大,能发的电就越多。 [阅读课本]P73“人造地球卫星的机械能转化” [思考]观察课本图11.4⁃6,人造地球卫星在运行过程中,机械能是如何转化的? [归纳提升]在近地点时,速度最大,动能最大;此时离地面最近,重力势能最小。卫星从近地点向远地点运行时,动能减小,重力势能增大,动能转化为重力势能。直到远地点时,动能最小,重力势能最大。卫星从远地