11.4 机械能及其转化 导学案 2025-2026学年人教版物理八年级下册

该初中物理导学案聚焦“机械能及其转化”，引导学生认识机械能的组成（动能与势能），理解动能、重力势能、弹性势能的相互转化及守恒条件。通过课前预习填空铺垫基础，课堂探究以单摆、滚摆、过山车等活动为支架，衔接前后知识，构建完整认知脉络。 这份导学案亮点突出，以生活实例（如摆球摆动、皮球弹跳、高空抛物）为载体，强化能量观念的物理观念培养。课堂探究活动设计注重科学探究过程，当堂检测结合神舟飞船返回、导弹飞行等情境，提升科学推理与模型建构的科学思维能力，助力学生学以致用。

11.4机械能及其转化（导学案）解析版 班级：________姓名：________组别：________ 一、学习目标 1.知道机械能包括动能和势能，能判断物体具有的机械能种类。 2.理解动能、重力势能、弹性势能之间可以相互转化。 3.掌握机械能守恒条件，能分析生活中机械能转化实例。 4.会解释过山车、摆球、皮球弹跳等现象中的能量变化。 二、课前预习 1.__动能__和__势能___统称为机械能。 2.动能与势能之间可以相互___转化__。 3.不计空气阻力与摩擦时，机械能总量__不变__。 三、课堂探究 探究一：认识机械能 1.机械能组成：机械能＝__动能_＋势能，势能又分为重力势能和__弹性势能__。 2.填空判断： （1）高空静止的热气球：具有_重力势能_。 （2）水平路面行驶的汽车：具有__动能__。 （3）拉开的弹弓：具有__弹性势能__。 （4）空中飞行的飞机：同时具有__动能__和__重力势能__。 探究二：动能与重力势能的相互转化 活动1：单摆摆动能量转化 摆球从最高点向下摆动：高度变低→重力势能_减小_，速度变大→动能_增大_； 能量变化：__重力势能__转化为__动能__。 摆球从最低点向上摆动：高度变高→重力势能__增大_，速度变小→动能_减小_； 能量变化：__动能_转化为__重力势能_。 活动2：滚摆升降分析 滚摆上升：速度减小、高度升高，__动_能转化为_重力势_能； 滚摆下落：速度变大、高度降低，_重力势_能转化为__动_能。 即时练习 过山车从高处下滑：重力势能_减小_，动能_增大_；冲上斜坡时相反。 探究三：动能与弹性势能的相互转化 1.皮球落地撞击地面：皮球发生形变，动能转化为_弹性势能_； 2.皮球恢复原状弹起：弹性形变变小，__弹性势能_转化为动能。 3.弹簧弹起小球：压缩弹簧释放后，弹簧的弹性势能转化为小球的_动能_。 探究四：机械能守恒规律 1.守恒条件：只有动能和势能相互转化，不计空气阻力、摩擦损耗，机械能总和_保持不变_。 2.若存在空气阻力、摩擦，一部分机械能转化为内能，机械能总量__减小_。 3.举例：单摆最终停下，机械能不断变小，原因是克服空气阻力损耗机械能。 探究五：生活实例综合辨析 1.人造地球卫星绕地球运行： 远地点→近地点：高度减小、速度变大，重力势能转化为_动能_； 近地点→远地点：动能转化为_重力势能_。 （太空无空气阻力，卫星机械能守恒） 2.洒水飞机水平匀速洒水飞行：质量不断减小，动能、重力势能都_减小_，机械能减小。 探究六：易错点归纳 1.匀速上升的物体：速度不变→动能不变，高度变大→重力势能变大，机械能__变大_。 2.匀速下降的降落伞：动能不变，重力势能减小，机械能_变小_。 四、课堂小结 1.机械能=动能+势能（重力势能、弹性势能）； 2.动能⇌重力势能、动能⇌弹性势能 可以相互转化； 3.无摩擦无阻力：机械能守恒；受阻力：机械能减小。 五、当堂检测 1．2025年11月14日，神舟二十一号载人飞船返回舱成功着陆，如图所示。在返回舱匀速下降的过程中，下列说法正确的是（     ） A．机械能减少 B．动能逐渐增加 C．重力势能不变 D．重力势能转化为动能 【答案】A 【详解】ABC．返回舱匀速下降时，质量不变、速度不变，动能不变；返回舱高度不断降低，质量不变，重力势能减小，因此机械能总量减少，故A正确，BC错误； D．因为动能没有增加，所以不是重力势能转化为动能，减小的重力势能实际是克服空气阻力做功损失了，故D错误。 故选A。 2．图甲中过山车从A点出发，先后经过B、C、D、E点，图乙是过山车在B、C、D、E点的动能和重力势能大小的示意图，此过程中，过山车的机械能（　　　） A．变大 B．变小 C．不变 D．先变大后变小 【答案】B 【详解】因为过山车运动过程中需要克服摩擦和空气阻力做功，机械能会不断转化为内能，因此机械能整体是变小的。故ACD不符合题意；B符合题意。 故选B。 3．某次实心球体育考试中，小明将球抛出，实心球的运动轨迹如图所示，实心球从A到B的运动过程中，动能逐渐________；球最终会落地是因为受到________力的作用。 【答案】 减小 重 【详解】实心球从A到B是上升过程，质量不变，速度逐渐减小，动能由质量和速度共同决定，因此动能逐渐减小，此过程动能转化为重力势能。 地球附近的所有物体都会受到竖直向下的重力作用，重力改变了实心球的运动状态，因此球最终会落地。 4．2026年的“美伊战争”中，伊朗向以色列发射一枚弹道导弹，导弹升空后发动机关闭，进入无动力飞行阶段，穿越大气层外空间，最终再入大气层击中目标。在大气层外的“无动力滑行”阶段，导弹依靠________继续飞行，当导弹从最高点下落过程中，导弹的________转化为动能。 【答案】 惯性 重力势能 【详解】导弹升空后发动机关闭，进入“无动力滑行”阶段，由于导弹具有惯性，仍会保持原来的运动状态继续穿过大气层外空间飞行。 导弹从最高点下落的过程中，质量保持不变，高度逐渐降低导致重力势能减小，同时速度不断增大导致动能增加，该过程中导弹的重力势能转化为动能。 5．阅读材料，回答问题。 悬在城市上空的痛 随着新农村建设的开展，很多居民住进了宽敞明亮的楼房。生活越来越舒适的同时，一种“高 空抛物”现象时有发生。高空抛物现象曾被称为“悬在城市上空的痛”，这是一种不文明的行为，而且会带来很大的社会危害。 通过物理计算可知： 一个50g 的鸡蛋从6楼抛下来其具有的能量就可以砸破行人的头骨，从 12楼抛下可使人当场死亡， 《中华人民共和国民法典》第一千二百五十四条规定：“禁止从建筑物中抛掷物品。从建筑物中抛掷物品或者从建筑物上坠落的物品造成他人损害的，由侵权人依法承担侵权责任…… 请你从能量的角度解释“高空抛物”危害大的原因。________ 答：高空抛物，物体下落过程中，质量不变，高度减小，因此重力势能减小，同时速度增大，因此动能增加，物体的重力势能转化为动能，物体初始位置越高，落地时转化为的动能越大，物体具有的能量越大，能够做的功越多，所以高空抛物可能致人死伤。 六、课后作业 1.列举3个动能和势能相互转化的生活实例； 2.简述皮球落地又弹起全过程的能量转化。 3.完成课后练习与应用。 学科网（北京）股份有限公司 $ 11.4机械能及其转化（导学案）原卷版 班级：________姓名：________组别：________ 一、学习目标 1.知道机械能包括动能和势能，能判断物体具有的机械能种类。 2.理解动能、重力势能、弹性势能之间可以相互转化。 3.掌握机械能守恒条件，能分析生活中机械能转化实例。 4.会解释过山车、摆球、皮球弹跳等现象中的能量变化。 二、课前预习 1. 和 统称为机械能。 2.动能与势能之间可以相互 。 3.不计空气阻力与摩擦时，机械能总量 。 三、课堂探究 探究一：认识机械能 1.机械能组成：机械能＝ ＋势能，势能又分为重力势能和 。 2.填空判断： （1）高空静止的热气球：具有 。 （2）水平路面行驶的汽车：具有 。 （3）拉开的弹弓：具有 。 （4）空中飞行的飞机：同时具有 和 。 探究二：动能与重力势能的相互转化 活动1：单摆摆动能量转化 摆球从最高点向下摆动：高度变低→重力势能 ，速度变大→动能 ； 能量变化： 转化为 。 摆球从最低点向上摆动：高度变高→重力势能 ，速度变小→动能 ； 能量变化： 转化为 。 活动2：滚摆升降分析 滚摆上升：速度减小、高度升高， 能转化为 能； 滚摆下落：速度变大、高度降低， 能转化为 能。 即时练习 过山车从高处下滑：重力势能 ，动能 ；冲上斜坡时相反。 探究三：动能与弹性势能的相互转化 1.皮球落地撞击地面：皮球发生形变，动能转化为 ； 2.皮球恢复原状弹起：弹性形变变小， 转化为动能。 3.弹簧弹起小球：压缩弹簧释放后，弹簧的弹性势能转化为小球的 。 探究四：机械能守恒规律 1.守恒条件：只有动能和势能相互转化，不计空气阻力、摩擦损耗，机械能总和 。 2.若存在空气阻力、摩擦，一部分机械能转化为内能，机械能总量 。 3.举例：单摆最终停下，机械能不断变小，原因是 。 探究五：生活实例综合辨析 1.人造地球卫星绕地球运行： 远地点→近地点：高度减小、速度变大，重力势能转化为 ； 近地点→远地点：动能转化为 。 （太空 空气阻力，卫星机械能 ） 2.洒水飞机水平匀速洒水飞行：质量不断减小，动能、重力势能都 ，机械能减小。 探究六：易错点归纳 1.匀速上升的物体：速度不变→动能不变，高度变大→重力势能变大，机械能 。 2.匀速下降的降落伞：动能不变，重力势能减小，机械能 。 四、课堂小结 1.机械能= +势能（ 、 ）； 2.动能⇌重力势能、动能⇌弹性势能 相互转化； 3.无摩擦无阻力：机械能 ；受阻力：机械能 。 五、当堂检测 1．2025年11月14日，神舟二十一号载人飞船返回舱成功着陆，如图所示。在返回舱匀速下降的过程中，下列说法正确的是（     ） A．机械能减少 B．动能逐渐增加 C．重力势能不变 D．重力势能转化为动能 2．图甲中过山车从A点出发，先后经过B、C、D、E点，图乙是过山车在B、C、D、E点的动能和重力势能大小的示意图，此过程中，过山车的机械能（　　　） A．变大 B．变小 C．不变 D．先变大后变小 3．某次实心球体育考试中，小明将球抛出，实心球的运动轨迹如图所示，实心球从A到B的运动过程中，动能逐渐________；球最终会落地是因为受到________力的作用。 4．2026年的“美伊战争”中，伊朗向以色列发射一枚弹道导弹，导弹升空后发动机关闭，进入无动力飞行阶段，穿越大气层外空间，最终再入大气层击中目标。在大气层外的“无动力滑行”阶段，导弹依靠________继续飞行，当导弹从最高点下落过程中，导弹的________转化为动能。 5．阅读材料，回答问题。 悬在城市上空的痛 随着新农村建设的开展，很多居民住进了宽敞明亮的楼房。生活越来越舒适的同时，一种“高 空抛物”现象时有发生。高空抛物现象曾被称为“悬在城市上空的痛”，这是一种不文明的行为，而且会带来很大的社会危害。 通过物理计算可知： 一个50g 的鸡蛋从6楼抛下来其具有的能量就可以砸破行人的头骨，从 12楼抛下可使人当场死亡， 《中华人民共和国民法典》第一千二百五十四条规定：“禁止从建筑物中抛掷物品。从建筑物中抛掷物品或者从建筑物上坠落的物品造成他人损害的，由侵权人依法承担侵权责任…… 请你从能量的角度解释“高空抛物”危害大的原因。________ 六、课后作业 1.列举3个动能和势能相互转化的生活实例； 2.简述皮球落地又弹起全过程的能量转化。 3.完成课后练习与应用。 学科网（北京）股份有限公司 $