初中物理鲁教版 (五四制)八年级下册第三节 机械能及其转化教学设计

10.3 机械能及其转化

教学目标

1.知识与技能：

1、知道什么是机械能，通过对一些物理现象的分析，理解动能和势能的相互转化。

2、引导学生举例并解释一些有关动能、重力势能、弹性势能相互转化的简单物理现象。

2.过程与方法：

1、通过对一些典型的物理现象的观察，引导学生分析和发现其中包含的物理知识和物理原理。

2、培养学生用能量转化的观点分析问题的能力。

3.情感态度与价值观：

通过阅读“科学世界”《人造地球卫星》，结合我国航天事业的发展，对学生进行爱国主义教育。

教学重难点

教学重点：

动能和势能的相互转化。

教学难点：

机械能守恒问题、弹性势能与动能、重力势能的相互转化问题。

教学过程

教学准备

多媒体教室、课件、滚摆。

新课讲解

一、导入新课：

1、呈现课题

2、播放过山车视频：惊险刺激的场面，配以激情旁白（内容取自教材），给学生以强烈的视觉冲击和心灵震撼，激发学生兴趣，引发学生思考。

3、回忆再认（知识迁移）：动能的物理意义、影响动能大小的因素；重力势能的物理意义及影响因素；弹性势能的物理意义及影响因素。

二、进行新课：

1、机械能

引导学生回忆：我们以前学习过哪些能量？曾经接触过哪些能量名词？

动能和势能统称为机械能。

小结：机械能是能量大家族中的一员，在国际单位制中的单位是：焦耳（j）。

2、动能和重力势能之间的相互转化

演示滚摆实验

引导学生观察，提出问题：你看到了什么现象？为什么滚摆下降后又自动上升？

引导学生分析

播放滚摆实验视频，引导学生重点关注三个要素：滚摆质量、滚摆的运动速度、滚摆离开地面的高度。并注意在全过程中哪些因素变了，哪些因素没变？

讨论：没变的是­质量

变化的是­——速度、高度。

两个过程：a、下降：质量不变。

现象：离开地面的高度减小，下降速度增大。

分析：离开地面的高度减小则重力势能减小了；下降速度增大了则动能增大了。

结论：增大的动能是由减小的重力势能转化而来的，即此过程是重力势能转化为动能。

在这里隐含了能量既不会无缘无故消灭，也不会无缘无故创生的思想。

b、上升：质量不变。

现象：离开地面的高度增大了，但上升的速度减小了。

分析：离开地面的高度增大了则说明重力势能增大了，而上升速度的减小说明动能减小了。

结论：增大的重力势能是由减小的动能转化而来的，即此过程是动能转化为重力势能。

小结：在这里为学生分析类似现象提供了一个模式：

a、某种能量的增减是因为能的转化导致。

b、在能的转化过程中，动能的增减由速度的变化引发，重力势能的增减是由物体与参考面的高度变化引发，同理，弹性势能的增减是由物体的弹性形变程度增大或减小而引发。

（3）引导学生观看教材想想议议插图10-3-2甲、乙、丙

讨论、分析能的相互转化。

3、《想想议议》

播放视频，分析能的转化。

提出问题：橡皮摆回时会碰到鼻子吗？不会！

其实这个问题很好回答，因为学生看到了实验事实。我们所关注的重点是为什么没有碰到鼻子？

引导学生分析：橡皮会与空气摩擦，受到空气阻力的作用，一部分动能或重力势能转化成了空气和橡皮的内能，总的机械能损失了一些（不守恒）。

这样就不难解释滚摆为什么最终会停下来的原因了————滚摆与空气之间有摩擦，滚摆的摆轴与悬线之间也有摩擦，机械能有一部分转化成了其他形式的能，总量有所减少。

教材100页最后一小段：“如果只有动能和势能相互转化，机械能的总和不变，或者说，机械能是守恒的。”这个“如果”表达的就是一种无任何摩擦的理想状态。

告诉学生：若这个“如果”成立，则运动的滚摆就不会停止，橡皮摆回时也会碰到（接触到）鼻子的。（因为机械能守恒）

4、动能或重力势能与弹性势能的相互转化

播放视频：皮球。

将皮球涂黑，静止在地面上时，在地上留下一个小黑点，而从高处落下与地面碰撞时，却在地上留下了一个面积稍大的黑斑。

问题：黑斑说明了什么？

———皮球发生了形变。

讨论皮球弹跳过程中的能量转化关系（同时播放皮球弹跳的动画视频）。

下落：———能转化为————能。

与地碰撞：————————-能转化为————能。

恢复原状弹起：————---能转化为————能。

上升：————能转化为—————能。

讨论：皮球为什么不能弹回到原来的高度？

5、随堂视频

（1）蹦极运动（播放视频）。

（2）蹦床运动（播放视频）。

（3）过山车（回忆本节开头的视频）。

解释以上三个过程中动能与势能的相互转化关系。

6、科学世界————《人造地球卫星》

（1）学生阅读。

（2）教师介绍我国航空航天事业所取得的成就。

（3）播放动画视频。

讨论卫星运行过程中动能与势能的相互转化关系。

7、作业：《动手动脑学物理》的1、2、3。

教学小结

1、机械能中的动能、重力势能、弹性势能可以相互转化。

2、分析机械能转化的思维模式是：

质量、高度、形状三因素发生了变化，则它们所对应的某种形式的能在量上就发生了增减，根据这个量的增减来确定能的转化方向。

教学反思

1、本节课重在思维能力的训练，而非操作能力的训练。

2、用能的转化观念来分析物理现象，学生初学，显然不是很适应。

3、本节课必须在学生非常熟悉影响机械能大小的诸多因素的背景下，方能顺利地展开教学，显然有的学生对前一节课的知识是存在欠账的。

4、学生对弹性势能与动能、重力势能之间的相互转化稍显困难。

5、信息技术手段的运用，有效地弥补了学生在直接经验上的不足，减缓了学生在抽象逻辑思维上的压力。