第四節(jié)《機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化》教學(xué)設(shè)計(jì)

1、機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)（一）知識(shí)與技能 1知道動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能統(tǒng)稱為機(jī)械能。2能通過(guò)實(shí)驗(yàn)或?qū)嵗?，認(rèn)識(shí)物體的動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化。能解釋與機(jī)械能轉(zhuǎn)化有 關(guān)的現(xiàn)象。3通過(guò)實(shí)例認(rèn)識(shí)能量可以從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，不同形式的能量可以互相轉(zhuǎn) 化。（二）過(guò)程與方法 1通過(guò)觀察和實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)動(dòng)能和勢(shì)能之間的相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程。 2通過(guò)動(dòng)手設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，勇于探索自然現(xiàn)象和身邊的物理道理。（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀 1通過(guò)水能和風(fēng)能的利用，知道人類如何利用機(jī)械能的轉(zhuǎn)化與守恒解決實(shí)際問(wèn)題。提 高運(yùn)用機(jī)械能轉(zhuǎn)化與守恒觀點(diǎn)分析力學(xué)問(wèn)題的意識(shí)。2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)。二、教學(xué)重

2、難點(diǎn)本節(jié)內(nèi)容由 “ 機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化 ” “水能和風(fēng)能的利用 ”兩部分構(gòu)成，教學(xué)的重點(diǎn)是動(dòng)能 和勢(shì)能之間的相互轉(zhuǎn)化。 為了能夠從能量轉(zhuǎn)化與守恒的觀點(diǎn)將動(dòng)能和勢(shì)能聯(lián)系起來(lái)， 可以讓 學(xué)生分析、討論生活現(xiàn)象，如蕩秋千、跳蹦蹦床、拍皮球等過(guò)程中物體高度、速度的變化， 進(jìn)而討論動(dòng)能和勢(shì)能的變化情況，引出動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化規(guī)律。三、教學(xué)策略本節(jié)要求學(xué)生不僅要知道動(dòng)能和勢(shì)能之間可以相互轉(zhuǎn)化， 而且要了解轉(zhuǎn)化過(guò)程中遵從的 規(guī)律。教學(xué)中，以滲透機(jī)械能的轉(zhuǎn)化與守恒思想為前提，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)，并利用動(dòng)畫(huà)、視頻激發(fā) 學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣， 使學(xué)生能夠從影響物體動(dòng)能、 重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能大小的因素的角度判斷 物體的機(jī)械能如何變化。四

3、、教學(xué)資源準(zhǔn)備多媒體課件、單擺、滾擺、彈簧、小球等。五、教學(xué)過(guò)程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖導(dǎo)入 新課 （5分鐘）手持粉筆頭高高舉起。 提問(wèn)： 被舉高的粉筆 具不具有能量？為什么？學(xué)生回答提問(wèn)后， 再引導(dǎo)學(xué)生分析粉筆頭下 落的過(guò)程。首先提出當(dāng)粉筆頭下落路過(guò)某 點(diǎn)時(shí)， 粉筆頭具有什么能量？ （此時(shí)既有重 力勢(shì)能， 又有動(dòng)能） 繼而讓學(xué)生比較在該位 置和起始位置， 粉筆頭的重力勢(shì)能和動(dòng)能各 有什么變化？（重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增加） 在粉筆頭下落的過(guò)程， 重力勢(shì)能和動(dòng)能都有 變化，指出自然界中動(dòng)能和勢(shì)能變化的事例 很多學(xué)生思考并回答從身邊的 實(shí)驗(yàn)出發(fā)， 充分調(diào)動(dòng) 學(xué)生參與 課堂教學(xué) 的積極性新課教

4、學(xué)一、機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化給出機(jī)械能的概念， 重力勢(shì)能、 彈性勢(shì)能統(tǒng)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并回答問(wèn)題：重力勢(shì)能。30分鐘）稱為勢(shì)能， 動(dòng)能、 勢(shì)能統(tǒng)稱為機(jī)械能。 物體 具有的機(jī)械能等于動(dòng)能、勢(shì)能兩種能量之 和。 之所以把動(dòng)能、 勢(shì)能統(tǒng)稱為機(jī)械能， 是 因?yàn)閯?dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化， 滾擺和單擺 是動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化的常見(jiàn)實(shí)例。 下 面通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析實(shí)例中動(dòng)能和勢(shì)能如何相互轉(zhuǎn)化的？1探究活動(dòng)一：如圖1，將滾擺卷起后釋放，讓學(xué)生觀察分析： 滾擺在最高處時(shí)具有什么能？ 釋放后觀察滾擺的高度、 速度、 質(zhì)量的變 化。分別分析滾擺下降和上升過(guò)程中動(dòng)能、 勢(shì)能的變化情況。圖 1 圖 22探究活動(dòng)二：如圖2，將單擺的擺球置

5、于 A 處，然后釋放。擺球就可以在A、 B、C 之間來(lái)回?cái)[動(dòng)。擺球在哪些位置高度最高？擺球在哪些位置速度最大？分析擺球從 A B 運(yùn)動(dòng)過(guò)程中， 動(dòng)能、 勢(shì) 能的變化情況。分析擺球從 B C 運(yùn)動(dòng)過(guò)程中， 動(dòng)能、 勢(shì)能的變化情況?？偨Y(jié)：動(dòng)能和重力勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化下降時(shí)：質(zhì)量不變、高度 變小、速度變大、重力勢(shì)能 變小、動(dòng)能變大，減小的重 力勢(shì)能變成了動(dòng)能。上升時(shí)：質(zhì)量不變、高度 變大、速度變小、重力勢(shì)能 變大、動(dòng)能變小。減小的動(dòng)能變成了重力勢(shì)能。動(dòng)能和重力勢(shì)能之間可以 相互轉(zhuǎn)化。學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并回答問(wèn)題：擺球在 A、 C 處位置最高， 具有的重力勢(shì)能最大。擺球在 B 處速度最大，具 有的動(dòng)能最大。擺

6、球從 A B 運(yùn)動(dòng)過(guò)程中， 重力勢(shì)能不斷減小，動(dòng)能不 斷變大，是重力勢(shì)能不斷轉(zhuǎn) 化為動(dòng)能。擺球從 B C 運(yùn)動(dòng)過(guò)程中， 重力勢(shì)能不斷增大，動(dòng)能不 斷減小，是動(dòng)能不斷轉(zhuǎn)化為 重力勢(shì)能。學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并回答問(wèn)題： 1觀察到木球在彈簧片的作用下在水平槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)。在此 過(guò)程中，彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn) 化為木球的動(dòng)能。2從甲 乙圖中， 木球的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能。從乙丙圖中彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為木球的動(dòng)能。 這說(shuō)明動(dòng)能和彈性勢(shì)能可以 相互轉(zhuǎn)化。學(xué)生討論回答： 滾擺上升 的最大高度越來(lái)越小，說(shuō)明 滾擺具有的機(jī)械能總量不斷改為學(xué)生 實(shí)驗(yàn)，讓他 們參與實(shí)驗(yàn)探究。 在 試驗(yàn)中獲 取知識(shí)， 增 長(zhǎng)本領(lǐng)。通過(guò)精心 設(shè)計(jì)的問(wèn)

7、 題，激活學(xué) 生的思維， 提高學(xué)生參與課堂 教學(xué)的積 極性和有 效性。3探究活動(dòng)三：按下圖3 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 1手減小持著木球?qū)椈善茝潱笸蝗会尫拍緷L擺機(jī)械能總量減小的原球，觀察到什么現(xiàn)象？在此過(guò)程中，涉及哪因是摩擦和空氣阻力。如果些能量的轉(zhuǎn)化？沒(méi)有摩擦和空氣阻力，機(jī)械2讓木球從斜槽上端滾下，觀察木球碰擊能的總量不會(huì)變化。彈簧片的過(guò)程。 分析圖 3 中，木球從甲 乙學(xué)生閱讀并思考后回答：守恒，因?yàn)樾l(wèi)星在太空運(yùn)圖和乙 丙圖能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程。相互轉(zhuǎn)化行，沒(méi)有空氣阻力，只有動(dòng)動(dòng)能和彈性勢(shì)能之間可以4回顧滾擺實(shí)驗(yàn)后思考： 滾擺上下運(yùn)動(dòng) 能和勢(shì)能之間的相互轉(zhuǎn)化。的過(guò)程中機(jī)械能總量有什么變化，為什么？重力

8、勢(shì)能增大， 動(dòng)能減小，滾擺機(jī)械能總量減小的原因是什么？如 速度減小果沒(méi)有摩擦和空氣阻力， 機(jī)械能的總量還會(huì)不會(huì)變化？總結(jié)：在動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，果沒(méi)有摩擦和空氣阻力則機(jī)械能的總量保持不變，這就是機(jī)械能守恒定律。思考： 乒乓球落地后又彈起來(lái)，為什么達(dá)不在近地點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最大，在遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)重力勢(shì)能最大。人造地球衛(wèi)星涉及到機(jī)械能的轉(zhuǎn)化和守恒，可以拓寬學(xué)生視野到原來(lái)的高度，能量是怎么轉(zhuǎn)化的？ 介紹人造地球衛(wèi)星在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生的動(dòng) 能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化。 思考： 衛(wèi)星運(yùn)行過(guò) 程中機(jī)械能是否守恒？ 衛(wèi)星從遠(yuǎn)地點(diǎn)向近地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)重力勢(shì)能、 動(dòng)能、速度分別怎么變化？衛(wèi)星在什么時(shí)候動(dòng)能最大？什么時(shí)候重 力勢(shì)能最大

9、？二、 水能和風(fēng)能的利用 請(qǐng)學(xué)生觀看圖片或者視頻， 的機(jī)械能。 指出： 水能和風(fēng)能是水或者空氣 因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)或者位置高而具有的機(jī)械能。 修筑攔河壩可以提高壩前上游的水位， 水位 越高， 水的重力勢(shì)能就越大。 這樣水從壩上 落下時(shí)轉(zhuǎn)化成的動(dòng)能就越大， 水推動(dòng)壩下方 的水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，水輪機(jī)又帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電， 水能最終轉(zhuǎn)化為電能。認(rèn)識(shí)自然界存在請(qǐng)學(xué)生觀看圖片或者視頻， 了解水電站是怎樣使發(fā)電機(jī) 轉(zhuǎn)動(dòng)的， 風(fēng)力發(fā)電是怎樣的利用風(fēng)能做功主要是靠風(fēng)車， 的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。也可以用風(fēng)車 利用風(fēng)能不會(huì)有環(huán)境污染， 但風(fēng)能不穩(wěn)定， 把“風(fēng)能”儲(chǔ)存起來(lái)。不像攔河壩那樣能通過(guò)水能和風(fēng)能的利用，知道人類如何利用機(jī)械能的轉(zhuǎn)化與守恒解決實(shí)際問(wèn)題。提高運(yùn)用機(jī)械能轉(zhuǎn)化與守恒觀點(diǎn)分展示圖片或者視頻， 表現(xiàn)自然界的機(jī)械能有 析 力 學(xué) 問(wèn) 利也