【文档说明】《第三节 机械能及其转化》教学设计4-八年级物理下册【鲁科版】.docx，共(10)页，224.015 KB，由小喜鸽上传

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《机械能及其转化》教学设计【教学目的】知识与技能1.能用实例理解动能和势能的相互转化2.能解释一些有关动能、重力势能、弹性势能相互转化的简单物理现象3.通过观察和实验认识动能和势能的转化过程4.通过实例知道机械能守恒定律过程与方法通过观察好二实验认识动能和势能的转化过程情感态

度与价值观关心机械能与人们生活的联系，有将机械能知识应用于日常生活的意识【教学重难点】重点：通过观察和实验认识动能和势能的转化过程难点：机械能不守恒时，机械能的转化【教学准备】拉线玩具车，玩具弹簧，滚摆【教学过程】师：大家的童年玩过这样的“挖土机”吗？它是

怎样运动的，我们一起看一下（演示）生：玩过（根据实际情况回答）师：当我们用手将细线往后拉，松开手，小车轮子开始滚动，放到水平地面上就能运动起来了。为什么松开绳子小车能够运动起来呢？生：迷茫师：这个问题要从能量的观点去说明，为了更好的解释它，我们需要进一步了解有关能量的知识，请同学们翻开课本，

看到机械能及其转化这一节。师：我们回顾一下上节课我们学过几种形式的能量，一种是由于物体运动而具有的叫做——生：动能师：由于举高而具有的能量叫做——生：重力势能师：由于发生弹性形变而具有的能叫做——生：弹性势能师：很好！其中重力势能和弹性势能统称为势能。一个物体能不能同

时具有动能和势能呢？举例说明生：能！投出去的篮球，具有动能和重力势能生：正在跳水的运动员，具有动能和重力势能生：正在飞行的飞机，具有动能和重力势能生：正在上下运动的弹簧，具有动能、弹性势能和重力势能师：非常好！同学们举得例子都说明了物体能够同时具有动能和势能。由于动能和势能

都是常见形式的能，所以定义动能和势能统称为机械能！从刚刚的例子我们发现，物体可以具有动能，也可以具有势能，还可以同时具有动能和势能，此时我们就说这个物体具有机械能！其中势能包括重力势能和弹性势能。动能和势能之和就称为物体的总机械能。师：任何物理量都有单位，机械能的单位是什么呢？生：焦耳师：很好！

由于能的单位是焦耳，所以机械能的单位也是焦耳。师：下面我们做个判断，弯弓射箭时，弓有没有机械能？生：有，具有弹性势能，也是机械能的一种师：没错！当箭发射出去以后呢？弓还有机械能吗？生：没有了师：弓的弹性势能

去哪里呢？消失了吗？生：没有消失，转化为箭的动能了师：被举高的球有没有机械能？生：有，具有重力势能也是机械能师：回答正确。将举高的小球释放后，小球的重力势能会——生：减小师：减小的机械能去哪了生：转化为小球的动能了师：非常好！通过这几个例子我们可以看到，动能和势能是可以实现转化的。弯弓射箭时，

弓的弹性势能转化成箭的动能；自由下落的球，重力势能转化成动能。师：下面我们来讨论下面图片中存在哪些形式的机械能转化。请同学回答。生1：（图1）撑杆跳中存在弹性势能和动能的相互转化生2：（图2）蹦床时重力势能、动能、弹性势能的转化师：

现在回到玩具车的问题，玩具车为什么拉线后，松手会自己跑？生：存在机械能的转化师：是什么能转化为什么能呢？生：迷茫师：这里不得不提到玩具车的内部结构，如图。可以看到玩具车内部存在像弹簧一般的结构，受力容易发生弹性形变。所以当我们拉动绳子时，内部结构会发生弹性形变，从而存在什么形式

的能？生：弹性势能师：当松手以后，玩具车开始运动，从而具有什么能？生：动能师：很好！那么这个过程实现的就是弹性势能转化为动能的而过程，所以它可以自己跑起来了。师：除了玩具车以外，生活中还有哪些也是动能和势能相互转化的过程？生：发条玩具等师：很好，

其实还有很多例子，大家课后可以发现以下。下面我们来讨论下滚摆滚动的过程动能和势能是如何转化的。师：我们先看一下什么是滚摆。（展示）它如何滚动呢？（演示）我们让它从一定高度滚下，可以不停地下降和上升，观察它的变化。生：（仔细观察）师：它的机械能如何转化你额？生：（迷茫）师：又下降又上升

，不好直接分析出机械能的转化，我们可以分阶段来讨论。可以分为下降和上升两个阶段。师：下降过程，高度怎样变化，速度怎样变化？生：高度下降；速度变大；师：高度下降意味着重力势能减小；速度增大，意味着动能增大

；减小的重力势能就转化为动能了。同样的观察上升过程，高度怎么样变化，速度怎样变化?其来请同学回答生：上升过程，高度增加，重力势能增大；速度减小，动能减小；师：高度增加意味着——重力势能增大；速度减小意味

着——动能减小；所以这个过程机械能是如何转化的？生：动能转化为重力势能师：除了滚摆，我们课本中还提到了另外一种形式的摆动，小球的摆动：把小球拉到一定高度释放，小球也可以左右不停地摆动。这种形式的运动被叫做“单摆”。单摆在左右摆动过程，机械能又是如何转化的呢？按照我们前面分析的那样

，可以将这个过程分为两个阶段：A-B,B-C，分别讨论下他们的机械能转化。（请同学回答）生：A-B过程，高度降低，重力势能减小；速度增大，动能增大，减小的重力势能转化为动能生：B-C过程，高度增加，重力势能增大；速度减小，动能减小，减小的动能转化为重力势能师：（根据学生的回答总结补充

）回答得非常好。我们可以看到小球每次都能摆到同一高度，是不是意味着：机械能总和不变，或者说任意情况下机械能守恒？生：点头师：任何情况机械能都守恒、不变吗？生：不确定师：我们来玩个小游戏。用绳子悬挂一把铁锁

，将这把铁锁拉到自己的鼻子附近，铁锁会左右摆动，你们觉得铁锁摆回来时，会不会打到你的鼻子？生：（猜测）会/不会师：现场求真（邀请同学上来体验）生：观察并回答师：大家看到铁锁并没有打到鼻子，为什么？生：迷惑师：铁锁摆回

来的过程有没有上升到原来的高度？生：没有师：为什么不能回到原来高度？生：因为有空气阻力师：非常好。因为空气阻力的而存在，铁锁摆动过程中要克服空气阻力做功，动能和势能在转化过程会产生一部分热量，使得动能和势能之和（机械能）减

小，所以铁锁不能上升到原来高度，所以打不到鼻子。师：这个现象说明，机械能守恒是需要条件的，在不计空气阻力的时候，不需要克服阻力做功，不产生其他形式的能量，机械能守恒。或者说只有动能和势能相互转化时，机械能守恒。这个过程动能只是转化为势能，势能也只

会转化为动能。师：所以理想情况下，不考虑空气阻力，摩擦力等，滚摆和单摆都能回到原来的高度，机械能守恒。如果一旦考虑空气阻力，就不能回到原来高度，此时机械能减小，不守恒。师：回到我们现实生活中机械能是不是守恒的，举例说明。生：讨论、回答师：（根据作答进行分析）其实过山车也

能说明这个现象。大家有没有坐过？生：有/没有师：坐过没坐过的同学都不要觉得遗憾，今天我带来了一个小的“过山车”，给大家一包眼福（演示）师：坐过的同学应该深有体会，过山车运动过程在不停地翻滚、冲坡，但是每次冲坡的高度会越来越低，直到最后。请问图中运动着的过山车具有什么能？生：重力势能师

：很好！那为什么过山车冲坡的高度越来越低？生：有空气阻力，机械能不守恒，不能达到原来的高度师：没错！除了空气阻力，还有与轨道的摩擦力。（根据回答补充）其实过山车除了第一次冲坡由外在动力装置提供，此后就没有装置提供动力了，

它是如何继续运动下去的？生：重力势能和动能相互转化师：非常好。从高处往下运动时，重力势能转化为动能；从下往上冲坡时，动能又转化为重力势能，如此反复，就可以不断翻滚了。但是由于空气阻力和摩擦力的存在，机械能减小，所以最终还是会停下

来。师：除了我们在身边看到的这些触手可及的物体有机械能转化，其实放眼宇宙、太空，遥不可及的行星、卫星等也存在机械能转化。下面我们以地球的一颗人造卫星为例，它沿椭圆轨道绕地球运行，会存在一个离地球最近的点，称为近地点；

也存在一个距离地球最远的点，叫做远地点。讨论一下人造卫星的机械能转化过程。给大家三分钟的时间，阅读科学世界，回答下列问题。（请学生回答）问题：1、卫星运行时，机械能是否守恒？2、运行到远地点时候，什么能最大？如果是

近地点呢？3、从远地点运动到近地点时，机械能如何转化？如果是近地点到远地点呢？生1：机械能守恒。因为卫星在大气外层运行，不受空气阻力，机械能守恒。生2：运行到远地点，距离地球最远，相当于高度最大，所以重力势能最大。而越靠近地球速度越来越快，动能越来越

大，运行到近地点时，动能最大。生3：从远地点运动到近地点，高度降低，重力势能减小；速度增大，动能增大；所以减小的重力势能转化为动能。从近地点到远地点刚好相反，动能转化为重力势能。【小结】师：回答得非常完整。看来同

学们对机械能的转化的认识还是不错的。我们回顾一下，这节课我们主要讲了三个方面的知识，请同学小结。【练习巩固】1、上紧发条的玩具车在水平桌面上开始跑动时()。A．弹性势能减小，动能增大B．弹性势能增大，动能减小C．弹性势能不变，动能减小D．弹性势能减小，动能不变

2、“神舟五号”载人飞船成功返航，实现了中国人几千年的“飞天梦”，返回舱减速着陆过程中，航天英雄杨利伟的()。A．动能增加，重力势能减少，机械能不变B．动能不变，重力势能减少，机械能减少C．动能减少，重力势能不变，机械能减少D．动能减少，重力势能减少，机械能减

少3、一直升飞机正在匀速上升，它的动能______;重力势能_____；机械能_______4、如图所示，铅球从出手到将要落地的过程中，下列说法正确的是（不计空气阻力）（）A．铅球由a→b时，动能逐渐增大B．铅球在b点的机械能大于a点的机械能C．铅球由

b→c时，机械能逐渐减小D．铅球在c点时动能最大