人教版物理第十一章功和机械能第4节机械能及其转化教案.docx

人教版物理第十一章功和机械能第4节机械能及其转化教案.docx

《人教版物理第十一章功和机械能第4节机械能及其转化教案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教版物理第十一章功和机械能第4节机械能及其转化教案.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

人教版物理第十一章功和机械能第4节机械能及其转化教案

第四节机械能及其转化

1课时新授课

【教学目标】

知识与技能

1、知道机械能包括动能和势能，能用实例说明动能和势能之间可以互相转化，能解释有关动能、重力势能和弹性势能之间相互转化的简单现象。

2、初步了解机械能守恒的含义。

3、了解水能和风能。

过程与方法

观察动能和势能之间相互转化的实例，培养学生动手操作能力，观察和分析问题的能力。

情感、态度、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。

【教学重点】

动能和势能的转化。

【教学难点】

分析事例中动能和势能的转化。

【教学准备】

滚摆、单摆、铁锁、玩具弹弓、木板2块、魔术罐、细线、多媒体。

【教学过程】

主要教学过程

教学内容

教师活动

学生活动

一、复习回顾，情境导入

1、复习回顾

2、实验演示，设疑导入

【提问引导】1、一切运动的物体都具有什么形式的能？

其大小决定于哪些因素？

2、物体何时具有重力势能、弹性势能？

【再次提问】空中飞行的飞机、压弯的蹦床具有哪些能？

课件展示：

【思考】通过事例分析，你们认为物体具有的能量可以是何种形式？

【归纳总结】可见：

一个物体可以即具有动能，又具有势能。

我们把动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。

当物体同时具有动能和势能时，它的机械能大小就等于动能和势能的和。

（设计意图：

通过简单的回顾，使学生形象感知机械能的规定。

）

【设置悬念】我给同学们做个魔术，大家仔细观看。

思考发生的原因。

搭建小坡度的斜面让魔术罐从斜面顶端静止释放，引导学生仔细观看现象。

观察到了什么？

讲述：

魔术罐能够从低处冲上高处，奥秘就在内部结构上。

在运动过程中发生了能的转化，本节课我们学习“机械能及其转化”可以完成这个魔术的解惑。

板书课题。

（设计意图：

通过小制作魔术罐实验，激发学生积极学习新知识的欲望。

）

抢答：

动能；质量和速度。

在高处时，发生弹性形变时。

学生欣赏图片思考回答：

飞机具有动能和重力势能；蹦床具有一定的高度具有重力势能和弹性势能。

思考、口答。

总结、体会。

仔细观察，思考现象发生的原因。

从斜面滚下速度先增大后减小，到达底部又反向爬上斜面的一定位置，发生了往复运动。

听讲，产生积极解惑的冲动。

二、合作探究，新课讲授：

（一）机械能及其转化

1、机械能：

是动能、重力势能和弹性势能的统称。

单位：

焦耳（J）

2、动能和重力势能的相互转化

演示实验：

滾摆

说明了：

动能与重力势能可以相互转化。

从生活走向物理

讲述：

机械能是一种常见的能量形式，因而它的单位与能量的单位一致，也是焦耳。

练一练

若一只飞行的燕子的机械能为11J，重力势能是5J，那么其动能大小是多少？

【知识引桥】大家一般都有骑自行车从陡坡路顶部自由而下的经历，即使不蹬脚踏板，在下坡时车子的速度怎样变化？

追问：

下坡中动能和重力势能的大小各有什么变化？

【启发引导】势能减小了，是不是能量消失了？

猜想可能发生了什么转化？

【实验演示】滾摆的运动。

展示滾摆，把摆绳缠绕到最高点静止释放。

引导学生注意观察滚摆在运动过程中速度和高度的变化，思考动能和势能是如何变化的？

【深入分析】

（1）释放前滚摆具有什么能？

（2）释放后观察滚摆的高度、速度、是如何变化的？

动能和势能大小变化？

（3）滾摆运动中存在能量是如何转化的？

【归纳总结】滾摆实验有力证明了动能和重力势能可以相互转化

【实验】展示单摆，使重物沿着黑板摆动，作出运动的轨迹。

分析：

重物从A运动至B、

从B到C过程能量的转

化。

总结：

滾摆和单摆实验都有力说明了动能和重力势能可以相互转化。

你能举出几个类似的例子吗？

点评学生回答，课件展示过山车、荡秋千

师生矫正，掌握各不同过程中能量的转化。

（设计意图：

使学生初步形成能量转化的意识。

体现生活处处有物理，培养学生的观察分析能力）

体会、记忆。

口答：

11J-5J=6J

（设计意图：

增加学生对机械能的认识和理解。

）

回忆口答：

越来越快。

动能变大，势能减小。

猜测：

重力势能转化为动能。

学生观察、分析、思考摆轮能量的变化。

说出观察到的现象下降时：

速度变大；上升时：

速度减小。

重力势能

下降过程中高度降低，速度变大。

因而势能减小，动能变大。

上升过程中高度变大，速度变小。

则势能变大，动能变小。

下降过程中，重力势能转化为动能；

上升过程中，动能转化为重力势能。

理解、体会。

观看实验。

思考回答：

AB:

势能转化为动能。

BC:

动能转化为势能。

学生举例并解释。

荡秋千、过山车等。

试分析运动中能量的转化。

从高处向下：

重力势能转化为动能。

从低处向高处：

动能转化为重力势能。

3、动能和弹性势能的相互转化

动能和弹性势能之间可以相互转化。

总结：

动能和势能之间可以相互转化。

魔术罐的秘密

重力势能与动能和弹性势能之间的相互转化。

【启发引导】：

既然动能和重力势能之间可以相互转化，那么动能和弹性势能之间可以相互转化吗？

【知识引桥】展示玩具弹弓，让一名学生射出纸团击中黑板一固定位置。

引导学生注意观察此学生的做法。

问：

纸团射出后，弓的弹性势能哪里去了？

归纳：

拉紧的皮筋具有弹性势能，松手后转化为纸团的动能。

【提升训练】试解释教材插图蹦床运动中能量是如何转化的？

启发学生分段分析，如下落、接触、蹦床恢复形变、上升。

师生矫正完善，学生互相补充。

【实验归纳】：

动能和弹性势能之间可以相互转化。

以上实验分析可知动能和势能之间可以相互转化。

现在我们一起揭开魔术罐从低处冲上高处的秘密。

打开盒盖观看内部结构，说明铁罐运动时，皮筋上的小铁块带动皮筋转动发生形变，产生弹性势能。

猜测运动时能量的转化？

师生补充矫正。

【一试身手】张弓射箭、向上飞出的篮球中能量的转化。

（设计意图：

利用学生身边的物品实验，调动学生学习热情和参与讨论积极性。

体现生活处处有物理，培养学生的归纳总结能力）

思考讨论

活动：

学生利用弹弓射出一个纸团。

学生观察了解游戏里的能量转换。

转化为纸团的动能。

思考、讨论

回答：

人从蹦床上方某点下落到接触蹦床之前：

重力势能转化为动能；

接触蹦床到形变最大：

动能转化为弹性势能

蹦床恢复原状：

弹性势能转化为动能；

离开上升：

动能转化为重力势能。

（设计意图：

培养学生的分析、归纳能力。

）

听讲、观看。

思考、讨论回答：

从斜面滚下重力势能转化为动能和弹性势能，并最终转化为弹性势能，所以铁罐利用弹性势能转化为动能和重力势能冲上斜面高处。

口答：

弹性势能转化为动能；

动能转化为重力势能。

（二）机械能守恒

守恒条件：

只有动能和势能的相互转化，机械能的总量保持不变，即机械能守恒。

扩大视野

“科学世界”——人造地球卫星

【游戏导入】：

铁锁摆回时会碰到你的鼻子吗？

介绍做法，让两个学生演示体会。

引导学生注意观察现象。

【现象反思】这表明铁锁的机械能总量变大还是变小？

为什么？

假设没有阻力,会怎么样呢?

点评归纳：

如果只有动能和势能的相互转化，机械能的总量保持不变，即机械能守恒。

实际生活中，在机械能的相互转化过程中，往往要克服摩擦力，使机械能总和减小。

【想一想】实验中滾摆不能升到原来的高处的原因？

总结：

由于摩擦，机械能减小了，是转化为其他形式的能，并不会消失。

【强调】可见机械能守恒的条件：

只有动能和势能的相互转化。

一般指不计摩擦阻力等。

人造地球卫星在太空运行，只有动能和势能的转化，机械能是守恒的。

动画播放人造地球卫星的运行。

认真观看，你发现了什么？

组织学生阅读“科学世界”了解卫星的近地点、远地点，说出能量的转化。

师生矫正总结。

【点拨归纳】以上能量的转化分析都反映了一个规律：

能量转化过程中总是一种形式的能量减小，另一种能量增加。

即变小的能转化为增大的能。

（设计意图：

小实验、动画拉近了物理知识于学生的距离，增加了学习的趣味性。

又培养了学生总结、归纳能力，语言表达能力。

）

学生演示

认真观察

没有打到鼻子，铁锁越摆越低。

变小，有空气阻力和摩擦。

若没有阻力，机械能不变。

理解、体会机械能守恒的条件。

讨论交流：

由于摩擦等原因，机械能总量减小。

理解、体会。

观看动画，说出现象：

近地点速度大，远地点速度小。

阅读自学科学世界，

思考、回答：

从远地点向近地点：

重力势能转化为动能

反之，动能转化为重力势能。

理解体会，记忆。

三、水能和风能的利用

讲述：

自然界的流水和风蕴含巨大的能量。

课件展示流水和风的能量。

人类对水能和风能的利用主要是发电，它们清洁无污染，是人们大力发展的理想能源。

组织学生自学“水能和风能的利用”，了解人们利用水能和风能的方法和历程。

（设计意图：

借助课件将学生不感兴趣的内容呈现出来，培养学生关注科学、关心社会发展的意识。

）

观看图片，认识流水和风能够做功，蕴含的能量巨大。

了解水力发电、建立风车田发电。

阅读自学，扩大视野。

反馈练习

师巡视检查

见附件1

完成反馈练习

三、课堂小结：

回顾本节课的探究活动程序

组织学生回顾所学。

总结：

能判断动能与势能的转化，知道机械能的定义及单位，明确机械能守恒的条件

学生讨论梳理知识要点。

四、达标检测

师巡视、讲评

完成检测题

见附件2

五、布置作业

出示思考题题目见附件3

课后完成

【板书设计】

§11.4机械能及其转化

一、机械能：

动能和势能统称为机械能。

单位：

焦耳（J）

二、动能和势能之间是可以相互转化的

动能和重力势能之间是可以相互转化的

动能和弹性势能之间是可以相互转化的

三、如果只有动能和势能的相互转化，机械能的总量保持不变，即机械能守恒。

四、水能和风能的利用。

【教学反思】

一、案例的“亮点”

这节课的重点是机械能的转化，难点是如何准确表达生活中的机械能转化问题。

在突破重难点教学设计中，我始终引导学生分析动能、重力势能和弹性势能的影响因素的变化，推出“变小的能转化为增大的能”这个规律。

同时设计了几个有趣的小实验，促进学生乐学、好学是本课鲜明的亮点。

训练习题尽可能联系学生身边的例子，并以图片呈现，增加学生的分析直观性。

二、案例的“不足”

课堂教学中做滚摆实验和弹性势能与动能的转化的实验，只是演示实验，学生参与度不高。

如果变成学生实验效果会更好。

让他们成为知识的发现者，从而体验学习成功的快乐。

附件1：

反馈练习

说明下列过程中机械能的转化：

　①雪橇从山坡上滑下；

　②炮弹从炮口斜向上射出，又落到远处地上；

　③打开的弹簧门自动关闭；

　④小孩坐在秋千上，在妈妈推了一次以后，自己荡着。

答案：

①重力势能转化为动能；②动能转化为重力势能再转化为动能；③弹性势能转化为动能；④从高向低处：

重力势能转化为动能；从低向高处：

动能转化为重力势能。

附件2：

【达标检测】

1."神舟五号"飞船的发射成功，标志着我国在载人航天领域迈进了一大步，"神舟五号"飞船在加速升空的过程中，其动能，势能。

（选填"增大"、"减小"或"不变"）

2．一辆城市绿化洒水车，在一条平直的高架路上匀速行驶，当它一边洒水一边行驶时，它的动能________，重力势能_____，机械能。

（填"增大""减小"或"不变"）

3.小孩在荡秋千游戏中，从最低处荡到最高处，能量转化正确的是:

A.动能增大，重力势能增大B.动能减小，重力势能增大

C.动能不变，重力势能增大D.动能不变，重力势能不变

4.下列情况中,重力势能转化为动能的是（）

A、在水平面上滚动的小球B、汽车上山

C、空中匀速下降的降落伞D、苹果从树上落下

5、跳水运动员跳板跳水时，从运动员腾空跳起向上运动后再向下落入水中，若不计空气阻力，则在整个过程中（）

A．运动员的动能一直增大，机械能不变

B．运动员的重力势能一直减小，机械能减小

C．运动员的动能先减小后增大，机械能不变

D．运动员的重力势能先减小后增大，机械能增大

答案：

1.增大;增大2.减小，减小，减小；3.B4.D5.C

附件3：

作业布置

1.下列几个过程中属于动能转化为势能的是（）

A、小孩从滑梯上匀速滑下

B、拧紧的钟表发条带动指针走动

C、小石块向上抛出后的运动

D、跳水运动员从高台上跳下

2．弹簧门在推开后能自己关闭，从能的转化来解释这一现象

3．皮球从手中下落后，掉到地上又弹起来，试分析这个过程中的能量转化。

4．你在生活中骑自行车上坡时会怎么做？

用你学过的物理知识解释你这么做的原因。

答案：

1.C

2.推开门时，弹簧发生弹性形变，产生弹性势能；松手时，弹簧的弹性势能转化为门的动能。

3.下落时重力势能转化为动能，触地时动能转化为弹性势能；弹起时弹性势能转化为动能，上升中动能转化为重力势能。

4.上坡前加紧蹬几下，以提高车速。

这是因为提高车速能增大动能，可以有较多的动能转化势能，防止车倒退。