2021-2022学年度人教版八年级物理下册教案 第11章 第4节 机械能及其转化

第4节　机械能及其转化
教学目标
【知识与技能】
1．知道机械能包括动能和势能．
2．理解机械能的转化．
3．能解释动能、重力势能、弹力势能间相互转化的简单物理现象．
4．初步了解机械能守恒的含义．
【过程与方法】
1．通过观察和实验的方法探究动能和势能相互转化的规律．
2．利用机械能守恒定律解释日常生活中某些具体问题．
3．通过观察滚摆、单摆的实验，推导出机械能守恒的条件．
【情感、态度与价值观】
1．关心机械能与人们生活的联系，有将机械能应用于生活的意识．
2．学习建立知识模型的方法，培养科研生活中的思维品质、科学素养和生活习惯．
3．通过了解人类探索物质世界的历程和科学理论成果，培养探索精神、创新思想和人类社会与自然世界和谐发展的优良品德.
重点难点
【重点】
动能和势能的相互转化．
【难点】
能解释有关动能和势能相互转化的简单物理现象．
教学过程
知识点一　机械能及其转化
【自主学习】
阅读课本P71－72，完成以下问题：
1．动能、重力势能和弹性势能统称为机械能.
2．大量研究结果表明，当只有动能和势能互相转化时，尽管动能、势能的大小会发生改变，但机械能总和保持不变，即机械能是守恒的．
【合作探究】
演示一　机械能及其转化
甲：弯弓射箭时，功的弹性势能转化为箭的动能
乙：一个物体从高处落下，物体的重力势能转化成了它的动能
由此可见，动能和势能可以相互转化．
1．观察滚摆的运动，想想滚摆在运动过程中动能和势能是如何变化的？
答：(1)摆球向下摆动过程中，重力势能变小，速度变大，摆锤的动能变大，摆锤的重力势能转化为动能．(2)当摆锤过中点向上摆动过程中，速度变小，摆锤的动能变小，重力势能变大，摆锤的动能转化为重力势能．
2．分析单摆小球在摆动过程中动能和势能是怎样相互转化的？
答：A→B：小球的动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能．B→C：小球的动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能．
3．把一个铁锁用绳子悬挂起来，将铁锁拉到自己的鼻子附近，稳定后松手，铁锁向前摆去．想想看，铁锁摆回时会打到你的鼻子吗？
答：不会，铁锁在摆动过程中与空气摩擦，有一部分机械能转化成内能，机械能不守恒．
知识拓展　人造地球卫星的机械能转化
人造地球卫星离地球最近的一点叫做近地点，最远的一点叫远地点．卫星在大气层外运行，不受空气阻力，只有动能和势能的相互转化，因此机械能守恒．
【教师点拨】
弹性势能和重力势能之间不能直接转化．只有伴随动能的转化才能实现弹性势能与重力势能之间的转化．
【跟进训练】
1．说明下列过程中机械能的转化：
(1)雪橇从山坡上滑下来
答：重力势能转化为动能．
(2)炮弹从炮口斜向上射出，又落回到远处地上．
答：动能转化为重力势能再转化为动能．
2．请试着说出蹦床运动员蹦床过程中的能量转化．
答：蹦床运动员从高处落下重力势能转化为动能，在与蹦床面将要接触时，动能最大，与蹦床面接触后，床面发生弹性形变，运动员的动能转化成蹦床的弹性势能，床面将运动员弹起的过程中，弹性势能又转化为运动员的动能，离开床面后，动能转化成他的重力势能．
知识点二　水能和风能的利用
【自主学习】
阅读课本P72－73，完成以下问题：
自然界的流水和风都是具有大量机械能的天然资源．
【合作探究】
演示二　水能的利用
如何利用水来发电？
答：人们修筑拦河坝来提高上游的水位，在坝底安装水轮机，发电机安装在水轮机上面，水轮机带动发电机发电．
演示三　风能的利用
如何利用风来发电？
答：风吹动风车，可以带动发电机发电．单个风力发电机的输出功率较小，在风力资源丰富的地区，可以同时安装几十台到几百台风力发电机，组成“风车田”，联在一起供电．
课堂小结
练习设计
完成本课对应训练．