11.4 机械能及其转化 教学设计- 2023－2024学年人教版物理八年级下册

教学设计 课程基本信息 课题 第十一章第四节 机械能及其转化 教学目标 知识与技能：1.知道机械能的含义。2.通过实例分析,认识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.通过水能和风能的利用知道人类如何利用机械能的转化和守恒解决实际问题，了解机械能转化在生活中的应用。 过程和方法：通过观察和实验,认识动能和势能的转化过程，分析人类对机械能的实际应用，培养学生的观察能力和分析问题的能力。 情感态度和价值观：1.通过介绍利用水能、风能发电的实例使学生认识到物理知识在实际生产、生活中得到了广泛的应用。2.联系生产生活实际，激发学生的求知欲，培养学生关注生活、关注科技，将机械能知识应用于日常生活的良好意识，提高运用机械能转化与守恒观点分析力学问题的意识。 教学内容 教学重点：动能和势能的相互转化分析 教学难点：机械能守恒的理解 教学过程 【新课引入】 出示学习目标，引入新课 【进行新课】 学习环节一：通过引导学生分析物体所具有的能量，复习之前所学的动能、重力势能和弹性势能，引出机械能的含义。飞行的飞机具有动能和重力势能，运动中的滑雪运动员同时具有动能和重力势能，压弯的跳杆具有弹性势能。 总结：1．动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。 2。物体具有机械能的总量等于动能、势能两种能量之和 学习环节二： 探究点1：物体下落和上升时动能与重力势能的转化 多媒体展示：（1）举高的球释放，坠落的车辆，能量消失了吗？（2）教师指导学生利用身边的物体做实验，竖直向上抛出手中的橡皮，观察橡皮的运动情况，分析橡皮的能量转化。(3)从以上的实例中，你能够发现能量有什么变化规律？ 探究点2：探究滚摆动能和重力势能的相互转化 多媒体展示：通过溜溜球引入滚摆，播放滚摆实验的视频，视频中简单介绍滚摆的构造及实验的操作方法。实验前事先在摆轮的侧面某处涂上红色标志，学生观察红色标志，可以判断摆轮转动的快慢，同时观察滚摆的高度如何变化,分析动能、重力势能如何变化。 引导学生分析并叙述：开始释放滚摆时，滚摆在最高点静止，此时滚摆只有重力势能，没有动能。滚摆下降时其高度降低，重力势能减少；滚摆旋转着下降，而且越转越快，其动能越来越大。滚摆到最低点时，转动最快，动能最大；其高度最低，重力势能最小。在滚摆下降的过程中，其重力势能逐渐转化为动能。然后仿照上述分析，教师引导学生回答滚摆上升过程中的能量转化，上升过程中，滚摆的动能逐渐转化为重力势能。 总结：滚摆上下摆动的过程中，动能和重力势能相互转化。 探究点3：探究动能和弹性势能的相互转化 多媒体展示：（1）运动员弯弓射箭，弓的弹性势能哪里去了？(2) 分析蹦床比赛过程中机械能的转化情况。 运动员从高处落下的过程: 运动员的重力势能—运动员的动能。运动员与蹦床接触后到发生弹性形变的过程:运动员的动能—蹦床的弹性势能。蹦床恢复原状的过程: 蹦床的弹性势能—运动员的动能。运动员离开蹦床上升过程: 运动员的动能—运动员的重力势能 总结：动能和弹性势能可以相互转化 学习环节三：机械能的转化及守恒 探究点1：单摆摆动过程中动能和势能的相互转化 多媒体展示：通过荡秋千引入单摆，播放单摆的实验视频，单摆实验:把小球拉到一定的高度,由静止释放,观察小球的运动轨迹。 (1)释放前,单摆具有什么能? (2)释放后,动能和势能的大小如何变化? (3)单摆运动中能量是如何转化的? A―→O重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能 ，O―→A′动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能 （4）小球释放后，能到达对侧的相同高度，这说明什么问题呢？引导学生思考现实中小球不会持续摆动，最终会停止。多媒体视频展示：铁球做成的单摆，摆回时不会蹦到人脸。 探究点2：机械能守恒 通过引导学生进行教材P72页《想想做做》实验。强调学生头千万不要移动，并认真分析、思考。 实验后，总结：因为铁球在摆动的过程中，由于受到阻力作用，部分机械能转化为其他形式的能，铁球的总机械能减少，所以摆不到原来的高处。 总结：1．动能和势能能够相互转化。 2．机械能守恒 ：大量的研究结果表明，如果只有动能和势能互相转化时，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的总和不变，即机械能守恒。 多媒体展示：（1）游乐场的过山车，它从高处沿轨道冲下后，可以绕螺旋形轨道转动，但第二个要比第一低一些。（2）分析人造地球卫星由近地点向远地点运行及由远地点向近地点运行时速度的变化，体会机械能守恒在生活中的应用。卫星在大气层外运行，不受空气阻力，因此机械能守恒。卫星在近地点时动能最大，势能最小。在远地点时动能最小，势能最大。卫星由近地点向远地点运行时，它的势能增大，动能减小，因此速度减小。卫星由远地点向近地点运行时，它的势能减小，动能增大，因此速度增大。 学习环节四：水能和风能的利用 多媒体展示水能和风能，水能和风能是机械能，自然界的流水和风都是都是具有机械能的天然资源。列举我国明代科学家宋应星传世巨著《天工开物》里对水能利用的例子。引导学生思考水力发电机和风力发电机工作的时候，能量的转化。 总结：水力发电机工作时是将水能转化为电能；风力发电机工作时是将风能转化为电能。目前节约能源、开发能源是人类面临的重大课题，而风能和水能是自然界中最常见的清洁能源。这两种能源都有着广阔的发展前景。 课堂小结，回顾本节课的内容。 课堂小结 结语 从生活走向物理 从物理走向社会 善于观察 勤于思考 乐于实践 学科网（北京）股份有限公司 $$