11.4 机械能及其转化（教案）--人教版八年级物理下册同步（新教材）
文档属性
| 名称 | 11.4 机械能及其转化（教案）--人教版八年级物理下册同步（新教材） |
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| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 451.4KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-12-23 06:39:20 | ||
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文档简介
第4节 机械能及其转化
1.物理观念：
（1）能通过生活实例，认识物体的动能和势能可以相互转化。
（2）知道机械能，能解释与机械能转化有关的现象。
2.科学思维：通过分析生活现象和实验中的动能和势能相互转化情况，发展科学推理、科学论证、质疑创新等思维能力。
3.科学探究：经历动能和势能相互转化的探究过程，能用科学方法进行分析，基于证据得出结论，并对探究过程和结果进行交流，提升科学探究能力。
4.科学态度与责任：通过了解水能和风能的利用，认识到自然能量向人类能源的转化过程，培养学生节约能源的社会责任感，激发学生利用科学技术发展新能源的动力。
1.教学重点：正确认识和理解动能与势能之间的转化关系。
2.教学难点：从机械能转化和守恒的观点解释生活现象。
勇敢者的游戏——摆球碰鼻子活动
［演示］人背部靠墙，头部不动，将摆球拉到鼻子附近并由静止释放（演出紧张无比的表情烘托气氛），在一片惊呼中，摆球返回且不碰鼻子。
教师让学生上台体验，重复实验。学生观后无比惊叹，教室里充满了好奇与不解的讨论声。刚才这一幕看似神奇，实则蕴含了深刻的物理原理。
任务一 机械能及其转化
教师活动 学生活动
［提问］由静止释放的摆球具有什么能？ ［概念引入］动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。物体具有动能、势能或者两者兼有，都可以说其具有机械能。 ［展示］摆球运动的过程，如图所示。 ［提问］（1）小球在A点时处于什么状态，具有什么能量？ （2）当小球从A点向B点摆动时，它的质量如何变化？它的速度如何变化？它的高度如何变化？能量是如何变化的？ （3）当小球从B点向C点摆动时，它的质量如何变化？它的速度如何变化？它的高度如何变化？能量是如何变化的？ （4）能从摆球的运动过程中发现什么？ ［展示］观察滚摆的运动，如图所示。 ［提问］滚摆在最高点和最低点时的动能和势能是怎样的？在运动过程中动能和势能是如何变化的？ ［过渡］动能与重力势能可以相互转化，那与弹性势能可以相互转化吗？ ［演示实验］让一个小球从高处滚下来，撞到弹簧上，如图所示。 ［提问］弹簧被压缩与恢复原状的过程中，能量是如何转化的？ ［总结］在某一阶段能量的变化中，一种能量在减小的同时，另一种能量在增大，即动能和势能可以相互转化。 ［提问］在摆球碰鼻实验中，摆球的重力势能与摆球的动能相互转化；在小球撞击弹簧的实验中，小球的动能和弹簧的弹性势能相互转化。若只有动能和势能之间相互转化，机械能会变化吗？ ［总结］大量研究结果表明，如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但动能和势能的总和不变，或者说，机械能是守恒的。 ［引导提问］既然在理想条件下单摆的机械能守恒，那么理论上小球应该能够永远地摆动下去。然而，在实际操作中，我们观察到小球最终总会停下来。这是什么原因呢？ ［总结］被研究的系统内仅发生动能和势能之间的相互转化，没有外力（除重力和系统内弹力外）对系统做功，在满足这些条件下，系统的机械能（动能和势能之和）将保持不变。 ［回答］有重力势能和动能。 ［回答］（1）小球在A点时，处于静止状态，由于处于一定的高度，小球具有重力势能。 （2）小球从A点摆动到B点的过程中，质量保持不变，在重力的作用下，速度逐渐变大，动能增大，高度降低，它的重力势能不断减小。 （3）小球从B点摆动到C点的过程中，质量保持不变，在重力的作用下，速度逐渐变小，动能减小，高度增加，它的重力势能增大。 （4）动能和势能可以相互转化。在运动过程中摆球的动能和重力势能相互转化，但它们的总和不变，所以，摆球在摆回时，不会打到鼻子。 ［交流讨论］在最高点时，重力势能最大，动能最小；在最低点时，重力势能最小，动能最大；下降时，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能；上升时，动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能。 ［观察记录］分析小球接触弹簧之后的能量变化情况。 ［回答］弹簧被压缩的过程：动能转化为弹性势能。弹簧恢复原状的过程：弹性势能转化为动能。 ［交流讨论］当只有动能和势能相互转化时，机械能不变。 ［回答］存在空气阻力。
任务二 水能和风能的利用
教师活动 学生活动
［展示］多媒体课件展示狂风与流水的图片。 ［提问］（1）生活中常见的狂风与流水具有什么能？ （2）自然界中的风能和水能中都蕴含着巨大的机械能资源，你知道哪些人类利用风能和水能的形式吗？ ［展示］“水力发电厂”和“风力发电厂”的照片或视频，简单介绍我国和本地水能、风能开发的成就，引导学生思考水力发电机和风力发电机工作的时候，能量是如何转化的。 ［提问］学习了人类对水能和风能的利用，同学们有什么感悟？ ［总结］水力发电机工作时是将水的势能（或机械能）转化为电能；风力发电机工作时是将空气的动能（或机械能）转化为电能。目前节约能源、开发能源是人类面临的重大课题，而风能和水能是自然界中最常见的环保能源。这两种能源都有着广阔的发展前景。 ［回答］（1）机械能。 （2）利用风能与水能发电。 ［自主学习］学生阅读教材P98~99，体会人们对水能、风能的利用。 ［交流讨论］学生积极发表感想。
教师活动 学生活动
［任务］请以思维导图的形式，总结本节课的知识。 ［总结］通过本节课的学习，我们知道了机械能的概念，通过实验探究我们知道动能与势能之间可以相互转化。还发现如果只有动能和势能相互转化的同时，机械能的总量不变。风能和水能在生产生活中应用广泛。 ［小组合作］总结本节课知识，绘制思维导图。
第4节 机械能及其转化
1.物理观念：
（1）能通过生活实例，认识物体的动能和势能可以相互转化。
（2）知道机械能，能解释与机械能转化有关的现象。
2.科学思维：通过分析生活现象和实验中的动能和势能相互转化情况，发展科学推理、科学论证、质疑创新等思维能力。
3.科学探究：经历动能和势能相互转化的探究过程，能用科学方法进行分析，基于证据得出结论，并对探究过程和结果进行交流，提升科学探究能力。
4.科学态度与责任：通过了解水能和风能的利用，认识到自然能量向人类能源的转化过程，培养学生节约能源的社会责任感，激发学生利用科学技术发展新能源的动力。
1.教学重点：正确认识和理解动能与势能之间的转化关系。
2.教学难点：从机械能转化和守恒的观点解释生活现象。
勇敢者的游戏——摆球碰鼻子活动
［演示］人背部靠墙，头部不动，将摆球拉到鼻子附近并由静止释放（演出紧张无比的表情烘托气氛），在一片惊呼中，摆球返回且不碰鼻子。
教师让学生上台体验，重复实验。学生观后无比惊叹，教室里充满了好奇与不解的讨论声。刚才这一幕看似神奇，实则蕴含了深刻的物理原理。
任务一 机械能及其转化
教师活动 学生活动
［提问］由静止释放的摆球具有什么能？ ［概念引入］动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。物体具有动能、势能或者两者兼有，都可以说其具有机械能。 ［展示］摆球运动的过程，如图所示。 ［提问］（1）小球在A点时处于什么状态，具有什么能量？ （2）当小球从A点向B点摆动时，它的质量如何变化？它的速度如何变化？它的高度如何变化？能量是如何变化的？ （3）当小球从B点向C点摆动时，它的质量如何变化？它的速度如何变化？它的高度如何变化？能量是如何变化的？ （4）能从摆球的运动过程中发现什么？ ［展示］观察滚摆的运动，如图所示。 ［提问］滚摆在最高点和最低点时的动能和势能是怎样的？在运动过程中动能和势能是如何变化的？ ［过渡］动能与重力势能可以相互转化，那与弹性势能可以相互转化吗？ ［演示实验］让一个小球从高处滚下来，撞到弹簧上，如图所示。 ［提问］弹簧被压缩与恢复原状的过程中，能量是如何转化的？ ［总结］在某一阶段能量的变化中，一种能量在减小的同时，另一种能量在增大，即动能和势能可以相互转化。 ［提问］在摆球碰鼻实验中，摆球的重力势能与摆球的动能相互转化；在小球撞击弹簧的实验中，小球的动能和弹簧的弹性势能相互转化。若只有动能和势能之间相互转化，机械能会变化吗？ ［总结］大量研究结果表明，如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但动能和势能的总和不变，或者说，机械能是守恒的。 ［引导提问］既然在理想条件下单摆的机械能守恒，那么理论上小球应该能够永远地摆动下去。然而，在实际操作中，我们观察到小球最终总会停下来。这是什么原因呢？ ［总结］被研究的系统内仅发生动能和势能之间的相互转化，没有外力（除重力和系统内弹力外）对系统做功，在满足这些条件下，系统的机械能（动能和势能之和）将保持不变。 ［回答］有重力势能和动能。 ［回答］（1）小球在A点时，处于静止状态，由于处于一定的高度，小球具有重力势能。 （2）小球从A点摆动到B点的过程中，质量保持不变，在重力的作用下，速度逐渐变大，动能增大，高度降低，它的重力势能不断减小。 （3）小球从B点摆动到C点的过程中，质量保持不变，在重力的作用下，速度逐渐变小，动能减小，高度增加，它的重力势能增大。 （4）动能和势能可以相互转化。在运动过程中摆球的动能和重力势能相互转化，但它们的总和不变，所以，摆球在摆回时，不会打到鼻子。 ［交流讨论］在最高点时，重力势能最大，动能最小；在最低点时，重力势能最小，动能最大；下降时，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能；上升时，动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能。 ［观察记录］分析小球接触弹簧之后的能量变化情况。 ［回答］弹簧被压缩的过程：动能转化为弹性势能。弹簧恢复原状的过程：弹性势能转化为动能。 ［交流讨论］当只有动能和势能相互转化时，机械能不变。 ［回答］存在空气阻力。
任务二 水能和风能的利用
教师活动 学生活动
［展示］多媒体课件展示狂风与流水的图片。 ［提问］（1）生活中常见的狂风与流水具有什么能？ （2）自然界中的风能和水能中都蕴含着巨大的机械能资源，你知道哪些人类利用风能和水能的形式吗？ ［展示］“水力发电厂”和“风力发电厂”的照片或视频，简单介绍我国和本地水能、风能开发的成就，引导学生思考水力发电机和风力发电机工作的时候，能量是如何转化的。 ［提问］学习了人类对水能和风能的利用，同学们有什么感悟？ ［总结］水力发电机工作时是将水的势能（或机械能）转化为电能；风力发电机工作时是将空气的动能（或机械能）转化为电能。目前节约能源、开发能源是人类面临的重大课题，而风能和水能是自然界中最常见的环保能源。这两种能源都有着广阔的发展前景。 ［回答］（1）机械能。 （2）利用风能与水能发电。 ［自主学习］学生阅读教材P98~99，体会人们对水能、风能的利用。 ［交流讨论］学生积极发表感想。
教师活动 学生活动
［任务］请以思维导图的形式，总结本节课的知识。 ［总结］通过本节课的学习，我们知道了机械能的概念，通过实验探究我们知道动能与势能之间可以相互转化。还发现如果只有动能和势能相互转化的同时，机械能的总量不变。风能和水能在生产生活中应用广泛。 ［小组合作］总结本节课知识，绘制思维导图。
第4节 机械能及其转化