11.4 机械能及其转化 2024-2025学年人教版物理八年级下学期

【学习课题】 11.4机械能及其转化 导学案 时间： 科目： 物理 主备人：刘二康、蔺海丽 年级： 八 班级： 学生姓名： 【内容分析】 1、 课标解读与分析：知道机械能。通过实验，了解动能和势能的相互转化。举例说明机械能和其他形式能量的相互转化。课标要求学生可以从日常实例分析出动能与势能、机械能和其他形式能是怎样相互转化的。 2、 教材分析：《机械能及其转化》是人教版八年级下册物理第十一章第四节的内容，是前面所学《动能和势能》的延伸，又为后面《能量的转化和守恒》的学习奠定了基础。本节内容由“机械能及其转化”、“水能和风能的利用”两部分组成，后面的“科学世界”之“人造卫星”，拓展了学生的知识面，引导学生关注社会生活，关注科技发展，并认识到高科技成果中也包含着丰富的基础物理知识。 3、 学情分析：通过近一年的物理学习，学生已经初步具备一定的实验、观察、分析概括能力，他们对问题的认识有了一定的深度和广度。学生刚学了动能和势能的基本概念，能确认运动的物体具有动能，被举高的物体具有重力势能，发生弹性形变的物体具有弹性势能，并了解了决定这些能量大小的因素，但是对某种能量的变化的理解不到位，对需要用多个知识分析的物理现象解释不清楚。 【学习目标】 1. 通过自学课本与小组交流，知道动能、重力势能和弹性势能统称为机械能； 2. 通过分析熟悉的荡秋千、抛篮球以及滚摆实验等，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互相转化； 4. 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。 【学习重点】 动能和势能的转化 【学习难点】 分析事例中动能和势能的转化 【学习过程】 1、 学习准备 同学们，我们在之前学习了能量的有关知识，接下来我们做一个简单的复习。 1. 动能：物体由于______而具有的能量。物体的动能大小与物体的_______和__________有关。 2. 重力势能：在地球表面附近，物体由于收到______而被__________所具有的能，叫做重力势能。物体重力势能的大小与物体的________和___________有关。 3. 弹性势能：物体由于发生__________而具有的能，叫做弹性势能。在弹性限度内，物体的_________越大，它的弹性势能就越大。 复习完之后，我们来认识一个“新”朋友，大型游乐场中有一种叫“过山车”的项目，它从轨道的最高点释放，载着乘客加速下滑，到达底部后会冲上环形轨道，使乘客头朝下通过最高点，再沿环形轨道回到底部，最后冲上轨道的另一侧顶端。为什么“过山车”不需要另外施加动力，却可以获得那么大的速度，在轨道中上下翻飞呢？让我们一起开始今天的课程。 2、 学习探究 探究 一：认识机械能 我们在之前的学习中学习了动能和势能，知道了飞行中的飞机既具有动能又具有势能，那有没有一个能量能够描述此时飞机具有的动能和势能呢？ 自学课本P71，小组交流，完成下列问题 （1） 定义：________、________和_________统称为机械能。 （2） 单位：________，简称______，符号是________。 探究 二：机械能及其转化 一个物体的动能永远是动能吗？它可不可以与势能进行转换呢？ 小组交流，完成下列问题 （1） 一个物体从高处下落，高度_______，物体的重力势能_______，同时速度________，动能________，物体的重力势能转化为_________； （2） 弯弓射箭时，弓的形变程度_______，弹性势能________，同时箭的速度________，动能________,弓的弹性势能转化成了箭的_________； （3） 蹦床运动员从高处落下，高度_______，运动员的重力势能________，同时速度_______，动能_______，运动员的弹性势能转化为_________；在与蹦床面将要接触时，具有一定的_______，与蹦床面接触后，床发生弹性形变，运动员的_______转化为蹦床的_________。 归纳总结： 由上述现象可知，_______和___________可以相互转化。 想想做做 1. 观察滚摆的运动，讨论滚摆在运动过程中动能和势能是如何转化的。 在图甲中，滚摆下降时，它的________越来越小，______越来越大，_______转化为______。滚摆上升时，它的______越来越小，______越来越大，______转化为__________。 2. 分析小球在摆动过程中动能和势能的相互转化 在图乙中，小球从A点下落到B点，______逐渐转化成______，到最低点B时______最大，之后又从B点上升到C点，______逐渐转化成______。 3. 大量研究结果表明，如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但______的总和不变，或者说，机械能是______的。 探究 三：水能和风能的利用 自学课本P72-73,完成下列问题 1. 从能量的角度来看，自然界的流水和风都具有大量的________。 2. 水能发电：修筑拦河坝提高上游水位，利用较大的上、下水位差具有的_______带动水轮机转动发电：水的_______转化为水轮机的_______，进而带动发电机发电。水的________越大，能发出的电越多。 3. 风能发电：风具有大量的_______,风吹动风车，可以带动发电机发电。 三、学习反思 本节课我们学习了机械能的哪些知识？这些知识是怎样获得的？它与我们日常生活有何关系？ 【学习评价】 1. 下列四种运动中，重力势能转化为动能的是（ ） A.运动员被蹦床弹起 B.小球从最低点到最高点 C.滚摆向上滚动 D.卫星从远地点向近地点运动 2. 图中表现了撑竿跳运动的几个阶段:助跑、撑竿起跳、越横杆。下列关于撑竿跳运动员在这几个阶段中能量的转化情况，不计空气阻力。说法不正确的是（ ） A.运动员在起跳前进行一段助跑,获得大量的动能 B.运动员起跳后,他的身体不断上升,助跑获得的动能都转化为运动员的重力势能 C.当运动员上升到一定高度时,撑竿的弹性势能不断释放,促使运动员不断上升,同时重力势能不断增加 D.运动员越过横杆下落的过程中,他的重力势能转化为动能 3. 在蹦床比赛中，运动员从高处落到蹦床上又被弹起，不计空气阻力，该过程中有关机械能及其转化的说法正确的是( ) A.运动员上升到最高点时重力势能为零 B.运动员下降过程中机械能增大 C.运动员从高处下落到蹦床前,重力势能转化为动能 D.运动员弹离蹦床后,上升过程中弹性势能转化为动能 4. 如图所示，用轻质细绳悬挂一小球在竖直平面内摆动。在某次摆动过程中,小球依次经过A、B、C三点,A、C两点高度相同，B点为最低点,不计空气阻力,下列说法正确的是( ) A.小球在B点时动能最大 B.小球从B点运动到C点,重力势能转化为动能 C.小球在A、C两点时速度大小不同 D.小球机械能不守恒 【学习链接】 人造地球卫星的机械能转化 人造地球卫星在大气层外环绕地球运行。它的速度很快，有的一天内可以绕地球飞行几圈到十几圈。人造地球卫星广泛用于全球通信、军事侦察、气象观测、资源普查、环境检测、大地测量等方面。 许多人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行。离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点。卫星在大气层外运行，不受空气阻力，只有动能和势能的转化，因此机械能守恒。卫星在远地点时势能最大，当它从远地点向近地点运动时势能减小、动能增大，速度也就增大。当卫星从近地点向远地点运动时，它的势能增大、动能减小，速度也就减小。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$