人教版八年級(jí)物理下冊(cè)-11.4機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化（教學(xué)設(shè)計(jì) ）

八年級(jí)物理第十一章第四節(jié)《機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化》教案教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能知道機(jī)械能包括動(dòng)能和勢(shì)能。能用實(shí)例理解動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化。能解釋一些有關(guān)動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能之間相互轉(zhuǎn)化的簡(jiǎn)單現(xiàn)象。初步了解機(jī)械能守恒的含義。過程與方法通過觀察和實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化過程。情感、態(tài)度與價(jià)值觀關(guān)心機(jī)械能與人們生活的聯(lián)系，有將機(jī)械能應(yīng)用于生活的意識(shí)。培養(yǎng)學(xué)生的愛國意識(shí)。教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)：理解動(dòng)能、勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化。難點(diǎn)：理解動(dòng)能、勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化教具與學(xué)具實(shí)驗(yàn)器材：溜溜球、過山車、單擺、

模擬蹦極（鐵架臺(tái)、彈性繩、重物）、滾擺。

電化教具：多媒體課件。教學(xué)過程引入新課創(chuàng)設(shè)情境：【師】：今天我們上新課之前，先玩兩個(gè)小玩意，這個(gè)是什么？（出示溜溜球）【生】：溜溜球【師】：現(xiàn)在請(qǐng)同學(xué)上來玩一玩，哪位同學(xué)愿意上來玩？舉手【師】：他玩得怎么樣？還可以吧？【師】：再來看一個(gè)玩具，這個(gè)是什么？（出示過山車模型）【生】：過山車【師】：有誰玩過過山車？來談一談玩的感受?！旧浚骸編煛浚和孢@個(gè)玩具之前，我們先來看一下真正的過山車怎么玩。老師播放多媒體影片：播放玩過山車的過程。【師】：現(xiàn)在誰愿意上來玩一下過山車？（二）合作探究1.老師提問：【師】：①剛剛同學(xué)在玩溜溜球的過程中，放手后，溜溜球不停的上下運(yùn)動(dòng)，為什么能不停的上下運(yùn)動(dòng)？②過山車從高處滾下來后能再滾上去，為什么能滾上去，能這樣不斷的翻滾？2.動(dòng)能和重力勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化【師】：溜溜球在上下運(yùn)動(dòng)的過程中，高度發(fā)生了變化，速度也發(fā)生了變化，從能量的角度出發(fā)，哪兩個(gè)能在發(fā)生變化？【生】：重力勢(shì)能和動(dòng)能【師】：那這兩個(gè)能具體怎樣變化呢，我們一起分析一下。溜溜球向下運(yùn)動(dòng)的過程中，重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增大，那重力勢(shì)能減小是不是說能量就消失了呢？【師】：能量并沒有消失，而是轉(zhuǎn)化為了動(dòng)能。所以是重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為了動(dòng)能。那向上運(yùn)動(dòng)的過程呢？【生】：動(dòng)能減小，重力勢(shì)能增大，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能?！編煛浚耗沁^山車呢，為什么能不停的翻滾？（用過山車模型引導(dǎo)）【生】：向下運(yùn)動(dòng)：重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；向上運(yùn)動(dòng)：動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能【師】：再轉(zhuǎn)下來？（重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能）；再轉(zhuǎn)上去？（動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能）【師】：所以動(dòng)能和重力勢(shì)能之間可以相互進(jìn)行轉(zhuǎn)化，并且是減小的能轉(zhuǎn)化為增大的能。以上是生活中動(dòng)能和重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化的例子，現(xiàn)在再來做一個(gè)實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行具體的分析。請(qǐng)一個(gè)同學(xué)來幫我做，誰愿意，舉手？【師】：細(xì)線上端固定，下端連一重物，把重物從某一高度靜止釋放，下面的同學(xué)仔細(xì)觀察現(xiàn)象，并分析動(dòng)能和重力勢(shì)能的轉(zhuǎn)化?！編煛浚焊叨茸兓闆r好觀察，那速度變化呢？同學(xué)們可能看不太清楚，那現(xiàn)在給大家放一個(gè)慢鏡頭再來仔細(xì)觀察。單擺實(shí)驗(yàn)A：重力勢(shì)能最大，動(dòng)能為零；B：重力勢(shì)能最小，動(dòng)能最大C：重力勢(shì)能最大，動(dòng)能最小。A-B重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；B-C動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)3.動(dòng)能和彈性勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化【師】：這些都是動(dòng)能和重力勢(shì)能的轉(zhuǎn)化，但是重力勢(shì)能只是勢(shì)能的一種，勢(shì)能有兩種，還有一種是？（彈性勢(shì)能）那動(dòng)能和彈性勢(shì)能之間能不能相互轉(zhuǎn)化，如果能，生活中有沒有動(dòng)能和彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化的例子？【生】：射箭，跳板跳水......【師】：這些都是動(dòng)能和彈性勢(shì)能的轉(zhuǎn)化，那他們具體怎樣進(jìn)行轉(zhuǎn)化的？那我們先來觀看一個(gè)實(shí)驗(yàn)慢鏡頭來先分析一下，再請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)生活中的實(shí)例來具體分析動(dòng)能和彈性勢(shì)能的轉(zhuǎn)化。多媒體播放：球撞彈片實(shí)驗(yàn)【師】：小球從斜面上A點(diǎn)自由滾下，水平面上C處有一彈片。同學(xué)們仔細(xì)看現(xiàn)象。【師】：球撞彈片時(shí)：動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能；彈片反彈時(shí)：彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。【師】：生活中的實(shí)例，拉開的弓把箭射出去，動(dòng)能和彈性勢(shì)能怎樣轉(zhuǎn)化？【生】：彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能【師】：跳板跳水，跳板形變最大到把人彈起的過程？【生】：彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能【師】：撐桿跳高，撐桿觸地到發(fā)生形變最大的過程？【生】：動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能【師】：蹦床，①人從最高點(diǎn)向下落的過程，是什么能轉(zhuǎn)化為什么能？②人開始接觸蹦床，到把床壓到最低點(diǎn)？③床把人向上彈起，到人剛要離開床？④人離開床后向上運(yùn)動(dòng)？【生】：①重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；②動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能；③彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；④動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能。【師】：生活中除了蹦床有動(dòng)能和彈性勢(shì)能的轉(zhuǎn)化，還有一種運(yùn)動(dòng)也有動(dòng)能和彈性勢(shì)能的轉(zhuǎn)化，是蹦.......極。先來觀看一段蹦極的視頻，來感受其運(yùn)動(dòng)的變化。多媒體播放：蹦極視頻【師】：剛開始向下運(yùn)動(dòng)的速度是越來越快的，那速度是無限的增大的嗎？【生】：不是o【師】：那速度后來怎樣變化呢？這里我們也做了一個(gè)蹦極模擬實(shí)驗(yàn)，能讓大家更好的觀察。這里誰最高的，來幫老師做這個(gè)實(shí)驗(yàn)。o蹦極實(shí)驗(yàn)【師】：觀察最低點(diǎn)時(shí)，速度情況（速度為零）a:彈性繩開始形變，c:運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)o-a：重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增加，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能a-c：重力勢(shì)能減小，動(dòng)能減小，彈性勢(shì)能增加，重力勢(shì)能和動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能機(jī)械能：動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能統(tǒng)稱為機(jī)械能?！編煛浚阂陨线@些實(shí)例和實(shí)驗(yàn)中，物體要么具有動(dòng)能，要么具有重力勢(shì)能，要么具有彈性勢(shì)能，或者動(dòng)能和重力勢(shì)能都具有，或者動(dòng)能和彈性勢(shì)能都具有。像這樣物體運(yùn)動(dòng)，處在一定的高度，發(fā)生彈性形變都與機(jī)械運(yùn)動(dòng)有關(guān)，所以把動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能統(tǒng)稱為機(jī)械能。也就是機(jī)械能=動(dòng)能+勢(shì)能。以上這些所學(xué)的知識(shí)，就是我們今天學(xué)習(xí)內(nèi)容的課題---機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化。5.機(jī)械能守恒：只有動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能的總和不變。【師】：學(xué)了機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化，那再最后做一個(gè)大家沒有見過的實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)大家分析動(dòng)能和勢(shì)能如何轉(zhuǎn)化，除了分析動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化外，看大家還能不能有新的發(fā)現(xiàn)。滾擺實(shí)驗(yàn)【師】：滾擺自然狀態(tài)時(shí)如圖所示，沿兩邊的繩卷起來后就是我手中的樣子，放手之后，滾擺肯定要向下運(yùn)動(dòng)，但是他還能再滾起來。向下運(yùn)動(dòng)和向上運(yùn)動(dòng)時(shí)能量怎樣轉(zhuǎn)化？【生】：向下：重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；向上：動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能?！編煛浚和瑢W(xué)們有沒有發(fā)現(xiàn)一個(gè)問題，就是滾擺每次上升到最高點(diǎn)時(shí)，都會(huì)比前一次的最高點(diǎn)低？一次比一次低，那他最后會(huì)怎樣？【生】：停止運(yùn)動(dòng)【師】：那我假設(shè)滾擺運(yùn)動(dòng)最低點(diǎn)的位置高度為0，那最后停止運(yùn)動(dòng)，機(jī)械能就為0.剛開始滾擺肯定具有機(jī)械能，最后變?yōu)?，說明整個(gè)過程中，他的機(jī)械能一直在減小。機(jī)械能為什么會(huì)減??？【生】：有空氣阻力【師】：滾擺在上下運(yùn)動(dòng)的過程中，要克服空氣阻力做功，所以機(jī)械能減小了。如果沒有空氣阻力，他上升時(shí)能不能回到原來的最高點(diǎn)？【生】：能【師】：能回到原來的高度，就說明機(jī)械能沒有減小，也沒有增加，所以機(jī)械能不變。也就是沒有阻力，只有動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能不變，這就是機(jī)械能守恒定律?！編煛浚豪?，粉筆從高處自由落下，不計(jì)空氣阻力，在高處重力勢(shì)能是100J，向下落的過程中重力勢(shì)能減小20J，變?yōu)?0J，那動(dòng)能就增大20J，動(dòng)能和勢(shì)能的總和不變，即機(jī)械能總和不變。機(jī)械能守恒定律：只有動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能的總和不變。水能和風(fēng)能的利用【師】：既然學(xué)習(xí)了機(jī)械能，那就要會(huì)用，日常生活生產(chǎn)中，哪些是利用機(jī)械能的？首先要知道，大自然中最常見的機(jī)械能有哪些?！旧浚核埽L(fēng)能【師】：水能和風(fēng)能都是機(jī)械能出示風(fēng)能水能的圖片，引導(dǎo)學(xué)生思考：我們的祖先是怎樣利用風(fēng)能和水能的？我們現(xiàn)代人主要利用風(fēng)能和水能來干什么？【師】：古代人利用水能推動(dòng)水輪機(jī)汲水、磨粉，利用風(fēng)能推動(dòng)帆船航行；現(xiàn)代人主要利用水能發(fā)電，如我國的三峽水電站、內(nèi)蒙古的風(fēng)力發(fā)電等。（出示水力發(fā)電站圖片）【師】：水力發(fā)電站，人們修筑攔河壩來提高上游的水位，在壩底安裝水輪機(jī)，水輪機(jī)的上面安裝發(fā)電機(jī)，他們的軸連接在一起，把閘門打開，水的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，水帶動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。一定量的水，上下水位差越大，水的重力勢(shì)能越大，最后能發(fā)出的電越多?！編煛浚核麄冎g能量是怎樣轉(zhuǎn)化的呢？【生】：水的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能出示風(fēng)車圖片【師】：這個(gè)是什么？（風(fēng)車）風(fēng)能吹動(dòng)風(fēng)車，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。單個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出功率較小，在風(fēng)力資源豐富的地區(qū)，組成“風(fēng)車田”，連在一起供電。師：他們之間能量是怎樣轉(zhuǎn)化的呢？生：風(fēng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能科學(xué)世界：人造地球衛(wèi)星的機(jī)械能轉(zhuǎn)化【師】：機(jī)械能除了在日常生活生產(chǎn)中有應(yīng)用外，在航天事業(yè)上也有利用機(jī)械能。我們首先了解一下人造地球衛(wèi)星在繞地飛行時(shí)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化。他的軌道是一個(gè)橢圓形，這里有兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)---近地點(diǎn)和遠(yuǎn)地點(diǎn)，近地點(diǎn)-離地球最近的點(diǎn)，遠(yuǎn)地點(diǎn)-離地球最遠(yuǎn)的點(diǎn)，再看他運(yùn)動(dòng)的速度（播放視頻），在近地點(diǎn)速度最大，在遠(yuǎn)地點(diǎn)速度最小。【師】：近地點(diǎn)：勢(shì)能最小，動(dòng)能最大；遠(yuǎn)地點(diǎn)：勢(shì)能最大，動(dòng)能最小遠(yuǎn)到近：勢(shì)能減小，動(dòng)能增大，勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。近到遠(yuǎn)：勢(shì)能增大，動(dòng)能減小，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能?！編煛浚合旅嫖覀儊碛^看一段視頻，了解一下我國的航天事業(yè)的發(fā)展。看到我國的航天事業(yè)，這么突飛猛進(jìn)，做為一個(gè)二十一世紀(jì)的小主人，你們更應(yīng)該好好學(xué)習(xí)，長大了為祖國航天事業(yè)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。因此，作為一名中華兒女，我們深懷愛國之情的同時(shí)，要全身心地投入到工作和學(xué)習(xí)當(dāng)中去，為中國的現(xiàn)代化建設(shè)貢獻(xiàn)自己的一份力量。（三）課堂小結(jié)一、動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化。二、動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能統(tǒng)稱為機(jī)械能。三、如果只有動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能是守恒的（四）課堂練習(xí)1.彈簧門在推開以后能自己關(guān)閉，從能的轉(zhuǎn)化角度來說明這一過程。彈簧門被推開的過程：動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能；彈簧門關(guān)閉過程：彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。2.如圖是某城市地鐵的設(shè)計(jì)方案圖，進(jìn)站和出站的軌道都與站臺(tái)構(gòu)成一個(gè)緩坡，為了充分利用能量，火車進(jìn)站上坡前關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，由于慣性沖上緩坡，則上坡時(shí)火車的動(dòng)能逐漸，重力勢(shì)能逐漸。（選填“增大”“減小”或“不變”）題2圖題3圖