2．机械能的转化
教
材
解
读
上节课同学们已经掌握了动能和势能的概念，只要通过实验和实例进行分析，便更能容易理解机械能的转化，难点在于如何用物理语言准确地表述关于能量转化的问题，这是中考问答题中的失分点，所以本节应多让学生表述，老师对其进行引导和纠错，从而能准确地辨析和表达能量转化的过程。
教
学
目
标
知识与技能
1.知道机械能包括动能和势能，动能和势能的相互转化。
2.能用实例说明动能和势能之间的相互转化，能解释有关动能、重力势能、弹性势能之间相互转化的简单现象。
过程与方法
1.通过观察和实验，认识动能和势能之间相互转化的过程。
2.动手设计实验，勇于探索自然现象和身边的物理道理。
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.乐于参加观察、实验、制作等科学实践。
重
难
点
处
理
重点：准确辨析机械能的转化。建议让学生做一做“滚摆、单摆”实验，然后自己分析讨论转化过程，同时还可以让学生列举一些日常生活中常见的能量转化过程(如机械钟表、蹦蹦床、人造卫星等)，广泛联系实际，让学生通过实例加深对动能和势能相互转化的印象。
难点：机械能不守恒时，机械能的转化。教师可以通过演示“铁锁实验”引导学生针对看到的现象进行分析，具体分析见“合作探究”。
合
作
探
究
演示实验：铁锁能碰到鼻子吗。
实验过程：演示如图所示实验，让学生猜想铁锁是否能碰到鼻子，引导学生分析看到的结果。
设计问题：铁锁摆动过程中有能量转化吗？如果只有动能和势能的转化，为什么没有碰到鼻子？这说明了什么？机械能守恒吗？能量到哪儿去了？
疑难点拨：上述实验中机械能的总量减小是因为运动过程中存在阻力，使得能量转化并不仅仅发生在动能和势能之间。
典案 导学设计
学点1 动能和势能的转化
(1)进行如图12－2－1乙所示的单摆实验，思考：
图12－2－1
问题1：从A到B的过程中，小球质量不变，高度越来越低、速度越来越大，所以重力势能__减小__，动能__增大__，此过程中__重力势能__转化为__动能__。
问题2：从B到C的过程中，小球质量不变，高度越来越高、速度越来越小，所以重力势能__增大__，动能__减小__，此过程中__动能__转化为__重力势能__。
问题3：以上现象说明：动能和重力势能__可以__(选填“可以”或“不可以”)相互转化。
(2)如图12－2－2所示，让木球从斜槽滚入水平槽里，在水平槽里竖立一个弹簧片，它的下端固定，观察木球与弹簧片碰撞的过程，思考：
图12－2－2
问题1：木球刚刚接触弹簧片到木球逐渐把弹簧片压弯的过程中，木球的速度__减小__，弹簧片的弹性形变程度__增大__，这个过程是__动能__转化为__弹性势能__。
问题2：弹簧片恢复原状到将木球弹回的过程中，木球的速度__增大__，弹簧片的弹性形变程度__减小__，这个过程是__弹性势能__转化为__动能__。
问题3：这个实验可以说明：__动能__和__弹性势能__可以相互转化。
(3)阅读教材P102最后一个自然段，并结合图12－2－3，思考：
图12－2－3
问题1：过山车从最高点向下运动的过程中，动能__变大__(选填“变大”或“变小”)，重力势能__变小__(选填“变大”或“变小”)。
问题2：过山车从最低点向上运动的过程中，动能__变小__(选填“变大”或“变小”)，重力势能__变大__(选填“变大”或“变小”)。
问题3：后面的“小山丘”设计的比开始时的“小山丘”低，是由于过山车运动过程中，将部分机械能转化为__内能__。
学点2 机械能同其他形式能量的相互转化
阅读教材P103第1自然段，并结合图12－2－4，思考：
图12－2－4
问题1：水电站工作时，将水的__机械能__转化为__电能__。
问题2：自行车运动员在奋力蹬车时，将体内的一部分__化学能__转化为__动能__。
问题3：汽车在刹车时，刹车片会发热，是将__动能__转化为__内能__。
课件27张PPT。第十二章 机械能2.机械能的转化 3.水能和风能第十二章 机械能学点1 动能和势能的转化 2.机械能的转化 3.水能和风能减小增大重力势能动能2.机械能的转化 3.水能和风能问题2：从B到C的过程中，小球质量不变，高度越来越高、速度越来越小，所以重力势能__________，动能___________，此过程中__________转化为____________。
问题3：以上现象说明：动能和重力势能____________(选填“可以”或“不可以”)相互转化。可以增大减小动能重力势能2.机械能的转化 3.水能和风能2.机械能的转化 3.水能和风能问题1：木球刚刚接触弹簧片到木球逐渐把弹簧片压弯的过程中，木球的速度_________，弹簧片的弹性形变程度_________，这个过程是________转化为____________。减小增大动能弹性势能2.机械能的转化 3.水能和风能问题2：弹簧片恢复原状到将木球弹回的过程中，木球的速度____________，弹簧片的弹性形变程度____________，这个过程是____________转化为____________。
问题3：这个实验可以说明：_________和__________可以相互转化。 弹性势能增大减小弹性势能动能动能2.机械能的转化 3.水能和风能2.机械能的转化 3.水能和风能问题1：过山车从最高点向下运动的过程中，动能________(选填“变大”或“变小”)，重力势能________(选填“变大”或“变小”)。
问题2：过山车从最低点向上运动的过程中，动能________(选填“变大”或“变小”)，重力势能________(选填“变大”或“变小”)。
问题3：后面的“小山丘”设计的比开始时的“小山丘”低，是由于过山车运动过程中，将部分机械能转化为___________。内能变大变小变小变大学点2 机械能同其他形式能量的相互转化 2.机械能的转化 3.水能和风能2.机械能的转化 3.水能和风能阅读教材P103第1自然段，并结合图12－2－4，思考：
问题1：水电站工作时，将水的__________转化为_________。
问题2：自行车运动员在奋力蹬车时，将体内的一部分___________转化为_________。
问题3：汽车在刹车时，刹车片会发热，是将_________转化为_________。 内能机械能电能化学能动能动能学点3 水能 2.机械能的转化 3.水能和风能机械2.机械能的转化 3.水能和风能下游机械能转化为电能学点4 风能 2.机械能的转化 3.水能和风能机械能转化为电能机械类型一 动能和势能之间的转化2.机械能的转化 3.水能和风能C2.机械能的转化 3.水能和风能A．小勇由A点运动到O点时，动能转化为重力势能
B．小勇由O点运动到B点时，重力势能转化为动能
C．小勇运动到最低处O点时，由于惯性继续摆动，不会立即停下来
D．小勇左右运动是由于力的作用是相互的 2.机械能的转化 3.水能和风能[解析] 小勇由A点运动到O点时，高度降低，速度增大，重力势能转化为动能，故A错误；小勇由O点运动到B点时，速度减小，高度增大，动能转化为重力势能，故B错误；小勇运动到最低处O点时，由于惯性继续摆动，不会立即停下来，故C正确；小勇左右运动是由于动能和重力势能的相互转化，而不是因为力的作用是相互的，故D错误。 2.机械能的转化 3.水能和风能[方法指导]标注关键点法判断动能、势能的相互转化
在图中标出：(1)位置最高时，重力势能最大；位置最低时，重力势能最小。(2)物体形变最大时，弹性势能最大。(3)物体处于静止时，动能最小。然后就可以根据不同位置能量的大小分析出动能、势能的相互转化过程。 类型二 机械能和其他形式能的转化2.机械能的转化 3.水能和风能减少内能2.机械能的转化 3.水能和风能[解析] 小球在滚动过程中动能和重力势能之间可以相互转化，同时在转化过程中，由于小球与轨道摩擦，小球的机械能转化为内能，机械能逐渐减少。 类型三 水能和风能2.机械能的转化 3.水能和风能图12－2－4 电重力势能动能机械2.机械能的转化 3.水能和风能机械能动能势能转化重力势能弹性势能转化转化其他形式的能：化学能、电能、核能、内能等水能和风能存在形式开发和利用节能的意义2.机械能的转化 3.水能和风能B2.机械能的转化 3.水能和风能C2.机械能的转化 3.水能和风能3．蟠龙山下的瀑布群是百里柳江上一道亮丽的风景，流水从高处落下形成瀑布的过程中，流水的( )
A．重力势能增加 B．重力势能不变
C．动能增加 D．动能减少C2.机械能的转化 3.水能和风能4．汽车急刹车时轮胎与地面摩擦常有冒烟现象，在此过程中_____能转化成_____能。
5．抛向地面的乒乓球上下弹跳几次后停下来，说明乒乓球的_____能减少了，减少的那部分能量转化成了_____能。机械内机械内2.机械能的转化 3.水能和风能6．修筑拦河坝是为了提高上游的________，使上游水的__________能增大。当水从上游流下冲击水轮机转动时，水的__________能转化为水轮机的______能。动水位重力势重力势3.水能和风能
教
材
解
读
《水能和风能》可以安排学生课下阅读。主要介绍了天然的机械能——水能、风能以及人类对它们的开发利用，是对机械能认识视野的开拓。本节内容紧密联系实际，既是前两节内容的自然延伸，使学生形成对机械能比较具体全面的认识，又包含了大量爱国主义教育和国情教育元素，在教学中应充分发挥其教育功能。在这节教学中，可以结合介绍我国和本地水能、风能开发的成就，或者放映教学录像“水能和风能的利用”，对学生进行爱国主义教育。
教
学
目
标
知识与技能
1.了解天然的机械能——水能、风能以及人类对它们的开发利用。
2.了解自然界中常被人们利用的机械能的种类。
过程与方法
1.通过观察，分析人们对风能和水能的实际应用。
2.了解人们是怎样利用这些天然机械能的，了解利用的价值和前景。
情感、态度
与价值观
通过了解机械能的天然存在方式，感受自然与物理之美，培养学习物理知识的兴趣。
重
难
点
处
理
重点与难点：水能和风能的常见利用方式既是本节的重点，也是本节的难点。利用多媒体展示各种有关水能或风能利用的图片，引导学生逐步分析判断出相应的水能或风能的利用形式。
合
作
探
究
探究学习：水力发电的原理。
探究过程：通过观察教材P104图12－3－1，分析讨论以下问题：
(1)水力发电是将什么能转化成什么能？
(2)高水位的水具有什么能，流动的水又具有什么能？
(3)在水力发电过程中，水的动能主要起什么作用？
得出结论：水力发电的原理是：利用水的动能带动水轮机转动，将水的机械能转化成电能。
典案 导学设计
学点1 水能
阅读教材P104，思考：
问题1：如图12－3－1所示，我国劳动人民在很早以前就开始利用水能了，利用水能，实际上是利用水的__机械__能。
图12－3－1
问题2：如图12－3－2所示是水力发电站的原理图。
图12－3－2
①从能量转化的角度说明水力发电站的工作原理：__机械能转化为电能__。
②建设水电站选址时，从能量利用的角度来看，应该选在__下游__(选填“上游”或“下游”)。
学点2 风能
阅读教材P105，思考：
问题1：如图12－3－3所示，风把风筝吹到天空，使小风车转动，说明风具有__机械__能。
图12－3－3
问题2：从能量转化的角度说明风力发电站的工作原理：__机械能转化为电能__。
课堂反馈(二十三)
[机械能的转化 水能和风能]
1．毛泽东的《沁园春·雪》气势磅礴，其中有一句“一代天骄，成吉思汗，只识弯弓射大雕”。从能量转化的角度来看，弯弓射箭(如图23－1所示)的过程中( )
A．动能转化为重力势能 B．弹性势能转化为动能
C．重力势能转化为动能 D．动能转化为弹性势能
图23－1
2．如图23－2所示，人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行，卫星从远地点向近地点运动时( )
图23－2
A．动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能
B．动能不变，重力势能减小，动能转化为重力势能
C．动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能
D．动能增大，重力势能增大，重力势能转化为动能
3．蟠龙山下的瀑布群是百里柳江上一道亮丽的风景，流水从高处落下形成瀑布的过程中，流水的( )
A．重力势能增加 B．重力势能不变 C．动能增加 D．动能减少
4．汽车急刹车时轮胎与地面摩擦常有冒烟现象，在此过程中________能转化成________能。
5．抛向地面的乒乓球上下弹跳几次后停下来，说明乒乓球的________能减少了，减少的那部分能量转化成了________能。
6．修筑拦河坝是为了提高上游的________，使上游水的__________能增大。当水从上游流下冲击水轮机转动时，水的__________能转化为水轮机的______能。
详解详析
1.B 2.C 3.C
4.机械 内 5.机械 内
6.水位 重力势 重力势 动
