《机械能及其转化》教案
【教学目标】
1.知识与技能
（1）．知道机械能包括动能和势能。
．理解机械能的转化。
.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。
.初步了解机械能守恒的含义。
2.过程与方法
通过实验观察和理论分析，探究理论规律的应用和实质，培养学生的观察能力和理论分析能力。
3.情感态度和价值观
（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，优化学习工作生活架构性能，培养科研生活中的思维品质、科学素养和生活习惯。21cnjy.com
（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、创新思想和促进人类社会与自然世界和谐发展的优良品德。21·cn·jy·com
【教学重点】
能量守恒的理解和动能和势能的转化
【教学难点】
能量守恒的理解
【教学方法】
观察法、归纳法
【课前准备】
电化教具：多媒体课件
【课时安排】
1课时
【教学过程】
回顾复习
师：同学们，还记得我们上节课都学哪些知识了么？
生：
一、动能：物体动能的大小跟速度、质量有关
二、势能 重力势能：物体重力势能与质量和被举高的高度有关。
弹性势能：物体弹性势能与弹性形变程度有关
师：他们都具有什么形式的能？
生：跳水运动员具有动能和重力势能；飞行中的飞机具有动能和重力势能
新课教学
师：这就是我们今天所学的第一个问题：机械能
师：将动能、重力势能、弹性势能统称为机械能。
师： 举高的球释放后，重力势能减小，是不是能量消失了？
生：球在下落过程中位置降低，重力势能减小；速度却越来越快，
故动能增大。
师：即：重力势能转化为动能
师：弓射出后的弹性势能哪里去了？
消失了么？
生：弓射出后弓弩的形变恢复，
弹性势能变为零；但箭的速度越来
越快，故动能增大
师：即：弹性势能转化为动能
师：通过前面问题可知：能量会凭空消失么？
生：能量不会凭空消失——能量之间是进行相互转化的。
师：动能、重力势能、弹性势能之间是转化存在怎样的联系呢？
师：请同学们一起看下面小片段
师：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？
师：滚摆运动过程中能量的转化是怎样的？
生：最高点时：势能最大，动能最小
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。
最低点时：势能最小，动能最大
师：动能的变化量等于势能的变化量
师：我们再一起分析一下単摆的能量转化情况
师：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。
生：A时：势能最大动能为零
B时：动能最大势能最小
C时：势能最大动能为零
师：那么能量是怎样转化的呢？
生：A---B：重力势能转化为动能
B---C：动能转化为重力势能
C---B：重力势能转化为动能
B---A：动能转化为重力势能
师：所以动能的变化量等于势能的变化量
师：我们学习第二个问题：机械能的转化及守恒
师：1．动能和势能能够相互转化。
师：2．机械能守恒
当只有动能和势能互相转化时，机械能总量不变。（机械能 = 动能 + 势能）
师：观察这幅图
师：把悬挂的单摆锁拉近自己的鼻子处静止，松开手后，摆锁向前摆去，接着又反向摆回来，你原地不动，锁会打到你的鼻子吗 自己实际试一下，想一想这是为什么？
生：不能碰到，因为有空气阻力
如果没有摩擦等阻力，只有势能和动能的相互转化，机械能的总和保持不变，机械能是守恒的。
师：空气中有阻力，所以机械能将改变
师：自然界中水能、风能也是一种能源，那么水能和风能是如何利用的呢？
师：上面图片是水力发电站
师：人们修筑拦河坝来提高上游的水位，在坝底安装水轮机，发电机装在水轮机的上面，他们的轴连接在一起，水轮机带动发电机发电。21世纪教育网版权所有
一定量的水，上下水位差越大，水的重力势能越大，能发出的电越多。
师：他们之间能量是怎样转化的呢？
生：水的机械能转化为电能
师：同学们认识上面这幅图么？
生：风力发电
师：风能吹动风车，带动发电机发电。单个风力发电机输出功率较小，在风力资源丰富的地区，组成“风车田”，连在一起供电。21教育网
师：他们之间能量是怎样转化的呢？
生：风的机械能转化为电能
巩固新知
1、如图，把一金属球用细线悬挂起来， 然后将它拉到A处后放开，小球沿路线A-B-C来回摆动，
①在______点，小球的重力势能最大，动能为0
②在______点，小球的动能最大
③由C到B的过程中，小球的速度_____,动_____，重力势能______，
_______能转化成_____能.
2、 在下列过程中，物体的动能转化为重力势能的有( )。
A．从水坝上流下来的水
B．汽车沿斜坡匀速向上行驶
C．乒乓球触地后向上弹起时
D．斜向上抛出的垒球，当它在上升阶段时
3、自由下落的苹果，它的( )
A.动能增加，势能减小 B.动能减小，势能增加
C.机械能不变 D.机械能增加
4、当物体受到一对平衡力的作用，它的( )
A.动能不变 B.动能可能增大，也可能减小
C.重力势能一定减小 D.重力势能一定增大
四、课堂小结
一、动能、重力势能及弹性势能统称为机械能。
二、动能和势能可以相互转化。
三、如果只有动能和势能相互转化，机械能是守恒的。
【板书设计】
第4节 机械能及其转化
一、机械能：动能和势能之和
二、机械能的转化
动能——势能
势能——动能
【教学反思】
本节对机械能的概念，以及能量之间的相互转化做了详细的阐述，在所学的知识里，这一节是对本章的一个概括，因此，提出了能量守恒，对这一点的认识，也是学生能否学好这一章的关键。课程标准隐含着教师不是教科书的执行者而是教学方案的开发者，即教师“用教科书教，而不是教教科书”，本教学设计以学生为主体,教师旨在引导学生发现问题,解决问题,着眼于教材又联系生活,充分调动起学生的学习兴趣,让学生自主地去学习。
A
B
C
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21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品资料·第 1 页 （共 1 页） 版权所有@21世纪教育网《机械能及其转化》练习
填空题
如图所示的摩天轮，小明乘坐匀速转动的“摩天轮”向最高点运动的过程中，小明的重力势能_________(选填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，小明的机械能________．
2、在水平地面上铺一张纸，将皮球表面涂黑，使皮球分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，如图所示．球从较高处下落形成的圆斑是图中_______（选填“A”或“B”），由此可知重力势能大小与_______有关．21·世纪*教育网
3、高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛”．据报道：一个30g的鸡蛋从18楼抛下来就可以砸破行人的头骨，从25楼抛下可使人当场死亡．由此可知，鸡蛋的重力势能_________有关，下落过程是将重力势能转化为_____________。www-2-1-cnjy-com
4、撑杆跳高是一项技术性很强的体育运动，完整的过程可以简化成如图所示的三个阶段：持杆助跑、撑杆起跳上升、越杆下落。到达最高点的过程中是动能和_____________转化为_____________；下落过程中_____________能逐渐增加。 2-1-c-n-j-y
选择题
1、李白赋诗“飞流直下三千尺，疑似银河落九天”描述了瀑布的壮观。瀑布飞流而下时，水的 （ ）www.21-cn-jy.com
A．动能增加，重力势能增加 B．动能减小，重力势能增加
C．动能减小，重力势能减小 D．动能增加，重力势能减小
2、李先生乘电梯上楼，在电梯匀速上升的过程中，李先生的（ ）
A．动能不断增大 B．重力势能不断增大
C．动能转化为重力势能 D．重力势能转化为动能
3、过山车是一项非常惊险刺激的娱乐休闲活动．过山车时而从轨道的最低端上升到最高端，时而从最高端飞驰而下(如图)．不计能量损失，下列说法正确的是（ ）
A．a点机械能小于b点机械能 B．d点动能最大，b点势能最大，c点机械能最大
C．由a到b的过程中，动能减少，势能增大，机械能不变
D．由b到c的过程中，动能增大，势能减少，机械能变大
4、质量相同的甲、乙两小车同时同地做匀速直线运动，它们运动的s-t图像如图所示。由图像可知，甲小车 （ ）
A 具有的惯性大 B 所受的合力大
C 具有的动能大 D 具有的势能大
5、如图所示，是探究“动能的大小与什么因素有关？”实验的示意图。小球从a处滚下，在c处与小木块碰撞，并与小木块共同运动到d处停下。下面的一些判断正确的是（ ）
A．从a到b，小球的势能不变，动能增大
B．从b到c，小球的势能增大，动能增大
C．到达c处，小球的势能最小，动能最大
D．到达d处，小球的动能为零，小木块的动能最大
综合题
1、某辆以太阳能电池为驱动能源的汽车，在水平路面上匀速行驶时的速度为36km/h，汽车发动机的牵引力为1.5×103N，则：21·cn·jy·com
（1）当汽车出站下坡时，动能和重力势能之间是怎样转化的？
（2）汽车在水平路面上匀速行驶时，它的功率为多少？
《功》参考答案
填空题
增大 增大
【解析】考查点：影响动能、重力势能、机械能的因素 分析：小明乘坐匀速转动，因此速度不变，动能不变，在向上运动的过程中，高度增加，重力势能增大，机械能是动能与势能的和，因此机械能增大。21世纪教育网版权所有
B 高度
【解析】本题考查重力势能，能是做功的量度，质量和高度影响重力势能的大小，质量越大，高度越高，重力势能越大，我们看到B处做功的本领大，高度大，因此重力势能大。
高度 动能
【解析】考查点：高度影响重力势能以及能量的转化 分析：鸡蛋的质量很小，但高度很高，做功的本良很强，因此这一事实说明鸡蛋的重力势能与高度有关。在下落过程中，高度减小，重力势能就爱减小，速度增大，动能增大，因此重力势能转化为动能。
弹性势能 重力势能 动
【解析】能量的转化 分析：持杆助跑使人具有了动能，撑杆使杆弯曲具有了弹性势能，这样人上升的过程就是动能、弹性势能转化为动能，下落过程中速度增大，动能增大。
选择题
D
【解析】考查点：影响动能和重力势能的因素 分析：影响动能的因素有质量、速度，质量越大、速度越大，动能越大，影响重力势能的因素有质量、高度，质量越大、高度越高，重力势能越大。当瀑布飞流而下时，速度增大，高度减小，质量不变，因此动能增大，重力势能减小。难点分析：不清楚影响动能和重力势能的因素。21cnjy.com
B
【解析】考查点：影响动能、重力势能的因素，分析：当李先生匀速上升的过程中，速度不变，动能不变，高度增加，重力势能增大，故机械能增大，因此动能与重力势能没有相互转化。难点分析：看是否动能的变化时要看速度和质量两个因素是否变化，重力势能的变化时要看质量和高度的变化，分析能量的转化时一定是某种能量在减少，另外一种能量在增加。
C
【解析】考查点：影响动能和重力势能的因素以及机械能守恒 分析：在本题中，运动过程中不计能量损失，因此机械能守恒，三点的机械能应相等，由a到b的过程中，高度增大，重力势能增大，速度减小，动能减少，由b到c的过程中，速度增大，动能增大，高度减少，重力势能减少，但机械能不变。2·1·c·n·j·y
C
【解析】考查点：影响动能和重力势能的因素 分析：惯性是物体本身的一种性质，大小只与物体的质量有关，甲、乙质量相同，惯性相等。甲、乙两小车同时做匀速直线运动，受到的都为平衡力，合力都为0，从图像中可以看出v=s/t，甲的速度大于乙的速度，因此在质量相等的情况下甲小车具有的动能大。两车同时同地则同高度，具有的势能相等。
C
【解析】考查点：影响动能和重力势能的因素 分析：小球从a到b到c，，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大。到达c处时，高度减小到零，重力势能为零，速度最大，动能最大。到达d处，小球的动能为零，小木块也停下，速度为零，动能为零。难点分析：动能与速度的关系。21教育网
综合题
1、（1）重力势能转化为动能
（2）汽车的速度v=36km/h=10m/s，P=W/t=Fv=1.5×103N×10m/s=1.5×104 W
【解析】考查点：机械能转化、功率的计算 分析：汽车出站下坡时，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，因此重力势能转化为动能。在计算功率时，因为没给时间，因此我们要用推导式P=W/t=Fv进行计算。【来源：21·世纪·教育·网】
持杆助跑
撑杆起跳上升
越杆下落
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人教版 八年级下册第十一章第4节
机械能及其转化
课前回顾
能量
势能
动能
弹性势能
重力势能
物体动能的大小跟速度、质量有关
物体重力势能与质量和被举高的高度有关。
物体弹性势能与弹性形变程度有关
飞行中的飞机
课前回顾
他们都具有什么形式的能？
跳水运动员
具有动能和重力势能
飞行中的飞机
具有动能和重力势能
新课讲授
一、机械能
将动能、重力势能、弹性势能
统称为机械能。
新课讲授
举高的球释放后，重力势能减小，是不是能量消失了？
球在下落过程中位置降低，重力势能减小；速度却越来越快，故动能增大。
即：重力势能转化为动能
新课讲授
弓射出后的弹性势能哪里去了？消失了么？
弓射出后弓弩的形变恢复，弹性势能变为零；但箭的速度越来越快，故动能增大
即：弹性势能转化为动能
通过前面问题可知：能量会凭空消失么？
新课讲授
能量不会凭空消失——能量之间是进行相互转化的。
新课讲授
动能、重力势能、弹性势能之间是转化存在怎样的联系呢？
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？
新课讲授
滚摆
初始态
最低点
最高点
新课讲授
滚摆运动过程中能量的转化：
最高点时：
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。
最低点时：
势能最大，动能最小
势能最小，动能最大
动能的变化量等于势能的变化量
新课讲授
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。
新课讲授
A---B
B---C
C---B
B---A
重力势能转化为动能
重力势能转化为动能
动能转化为重力势能
动能转化为重力势能
势能最大
动能为零
动能最大
势能最小
势能最大
动能为零
动能的变化量等于势能的变化量
新课讲授
二、机械能的转化及守恒
2．机械能守恒
当只有动能和势能互相转化时，机械能总量不变。（机械能 = 动能 + 势能）
1．动能和势能能够相互转化。
想一想
把悬挂的单摆锁拉近自己的鼻子处静止，松开手后，摆锁向前摆去，接着又反向摆回来，你原地不动，锁会打到你的鼻子吗 自己实际试一下，想一想这是为什么？
不能碰到，因为有空气阻力
如果没有摩擦等阻力，只有势能和动能的相互转化，机械能的总和保持不变，机械能是守恒的。
新课讲授
三、水能和风能的利用
人们修筑拦河坝来提高上游的水位，在坝底安装水轮机，发电机装在水轮机的上面，他们的轴连接在一起，水轮机带动发电机发电。
一定量的水，上下水位差越大，水的重力势能越大，能发出的电越多。
水的机械能转化为电能。
新课讲授
风能吹动风车，带动发电机发电。单个风力发电机输出功率较小，在风力资源丰富的地区，组成“风车田”，连在一起供电。
风的机械能转化为电能
巩固新知
1、如图，把一金属球用细线悬挂起来， 然后
将它拉到A处后放开，小球沿路线A-B-C来回
摆动，
①在______点，小球的重力势能最大，动能为0
②在______点，小球的动能最大
③由C到B的过程中，小球的速度_____,动_____，
重力势能______， _______能转化成_____能.
A
B
C
A、C
B
增大
增大
减小
重力势
动
巩固新知
2、 在下列过程中，物体的动能转化为重力势能的有( )。
A．从水坝上流下来的水
B．汽车沿斜坡匀速向上行驶
C．乒乓球触地后向上弹起时
D．斜向上抛出的垒球，当它在上升阶段时
D
3、自由下落的苹果，它的( )
A.动能增加，势能减小 B.动能减小，势能增加
C.机械能不变 D.机械能增加
巩固新知
A
4、当物体受到一对平衡力的作用，它的( )
A.动能不变 B.动能可能增大，也可能减小
C.重力势能一定减小 D.重力势能一定增大
A
课堂小结
一、动能、重力势能及弹性势能统称为机械能。
二、动能和势能可以相互转化。
三、如果只有动能和势能相互转化，机械能是守恒的。
一、动能、重力势能及弹性势能统称为机械能。
二、动能和势能可以相互转化。
三、如果只有动能和势能相互转化，机械能是守恒的。
