11.4 机械能及其转化（教学设计）-【上好课】八年级物理下册同步备课系列（人教版）

11.4 机械能及其转化（教学设计） 年级 八年级 授课时间 课题 11.4 机械能及其转化 教学 目标 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相互转化。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。 教材 分析 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，以渗透机械能守恒的思想为前提，加强实验，并利用动画、视频等，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。 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，教学重点是动能和势能之间的转化。为了能够从转化和守恒的的观点将动能和势能联系起来，可以让学生分析、讨论生活现象如荡秋千、跳蹦蹦床、拍皮球等过程中物体高度、速度的变化，进而讨论动能和势能的变化情况，引出动能和势能的转化规律。 教学 器材 滚摆、单摆、铁锁、细绳等。 多媒体ppt，包含视频：《滚摆、单摆的动能与重力势能的转化》、《机械能守恒》、《水能与风能》、《课堂总结—机械能及其转化》等。 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 【演示并提出问题】 ①用绳子把一个铁锁悬挂起来，把铁锁拉动自己的鼻子附近，稳定后松手，头不要动。铁锁向前摆去又摆回来。 铁锁摆回时会碰到你的鼻子吗？在这个实验里，铁锁的动能和势能是怎样发生转化的？在转化过程中，动能与势能的总量有什么变化？ ②播放视频——《过山车》 图中的过山车具有什么能？过山车为什么能够不断地翻滚？动能和势能发生变化吗？ 学习了今天的知识，你就明白了—《11.4机械能及其转化》。 观察演示实验，观看视频，思考问题，激发兴趣，进入情景，主动参与到课堂学习中。 学习新课 一、机械能及其转化 1. 机械能 【提出问题】高空飞行中的飞机具有什么能量？ 【师生分析】飞行中的飞机因为它在运动而具有动能，又因为它处于高空而具有重力势能，一个物体可以既有动能，又有势能，把这两种能量加在一起，就是它的机械能。 动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。 一个物体具有的机械能是动能和势能之和。例如，如果飞行中的飞机的动能是4×108J，重力势能为5×108J，那么总的机械能为： 动能+势能=4×108J +5×108J=9×108J。 2. 动能和势能的转化 （1）动能和重力势能的转化 动能和重力势能可以相互转化。下面以单摆和滚摆的运动为例分析。 ①单摆实验 如图所示，摆球在竖直平面内摆动，在A、C点时最高，在B点时最低，所以摆球的运动可分为下降段和上升段。 其能量转化情况见下表。 运动过程 高度 重力势能 速度 动能 能的转化 A→B 降低 减小 变大 增大 重力势能 转化为动能 B→C 升高 增大 变小 减小 动能转化为 重力势能 C→B 降低 减小 变大 增大 重力势能 转化为动能 B→A 升高 增大 变小 减小 动能转化为 重力势能 【结论】 单摆在摆动过程中，动能和重力势能可以相互转化。 ②滚摆实验 如图所示，将滚摆挂起来，捻动滚摆，使悬线缠绕在轴上，当滚摆上升到最高点后，放开手，滚摆会下降和上升，能量变化的分析过程如下表所示。 运动过程 高度 重力势能 速度 动能 能的转化 下降 降低 减小 变大 增大 重力势能 转化为动能 上升 升高 增大 变小 减小 动能转化为 重力势能 【结论】 滚摆在摆动过程中，动能和重力势能可以相互转化。 （2）动能和弹性势能的转化 如图所示，让一个木球从斜面上滚下来，撞到水平面的一根弹簧上。分析其能量转化的情况。 研究的 过程 球的速度 球的动能 弹簧的 形变程度 弹簧的 弹性势能 能的转化 乙 木球 压缩弹簧 逐渐减小 直至为零 逐渐减小 直至为零 由小变大 逐渐增大 动能转化为弹性势能 丙 弹簧把木球弹回 由零逐渐 增大 由零逐渐 增大 由大变小 逐渐减小直至为零 弹性势能 转化为动能 【结论】动能和弹性势能在一定条件下可以相互转化。 （3）归纳结论 动能和势能可以相互转化。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。 注意：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的变化，而且一定是此增彼减。 ②动能的增减变化要以速度的变化来判