人教版八年级下册第十一章 功和机械能11.4 机械能及其转化学案设计

第4节　机械能及其转化

1. 理解动能和势能的转化

2. 了解机械能守恒

3. 了解水能和风能的利用

 　　动能和势能的转化

●自主预习：

阅读课本第71面、72面，完成下列填空：

1.  重力势 能与 弹性势 能统称为势能， 动 能与 势 能统称为机械能，

2．动能和势能的转化：动能和势能之间可以相互  转化  ，动能可以转化为 势能 ，势能也可以转化为 动能 。

3．手持粉笔头高高举起。

问题：

①     被举高的粉笔具不具有能量？为什么？

具有能量，因为它可以对外界做功

②当粉笔头下落路过某一点时，粉笔头具有什么能量？

（此时既有重力势能，又有动能）

③分析比较在该位置和起始位置，粉笔头的重力势能和动能各有什么变化？

（重力势能减少，动能增加）

●小组讨论：

观察滚摆的运动，并思考动能和势能的变化：

实验1：滚摆实验

①释放摆轮时，摆轮在最高点处于 静止 状态，此时摆轮只具有 重力势 能，没有 动 能。摆轮下降时其 高度  降低， 重力势 能减少；摆轮旋转着下降；而且越转越快，其 动 能越来越大。摆轮到最低点时， 转动 最快， 动 能最大；其 高度 最低，  重力 势能最小。在摆轮下降的过程中，其 重力势 能逐渐转化为 动 能。

②仿照摆轮下降过程的分析，得出摆轮上升过程中，摆轮的动能和势能的变化情况。

实验2：单摆实验

①将摆绳一端挂在黑板上边，使单摆在黑板前，平行于黑板振动，在黑板上记录摆球运动路线中左A、右最高点C和最低点B的位置。

②分析单摆实验：

小球从A摆到B的过程中是  重力势 能转化为 动 能，

从B点摆到C点的过程中是 动 能转化为 重力势 能，

小球在  B  点动能最大，在  A（或C） 点动能最小，

小球在 A（或C） 点重力势能最大，在 B 点重力势能最小。

实验3：弹性势能和动能的相互转化。

课件（或实验）演示：动能和弹性势能的转化实验

●教师点拨：

1.在动能和势能的相互转化过程中，必定有动能和势能各自的变化，而且是此增彼减。

2.动能的增减变化，要以速度增减来判断。

3.重力势能的增减变化，要以物体离地面高度的增减变化来判断。

4.判断弹性势能的增减，要根据弹性形变大小的变化。

●跟踪练习：

　　1．把上紧发条的玩具车放置在水平桌面上，玩具车由静止开始加速跑动，此过程中玩具车能量的变化情况是(  A  )

A．弹性势能减小，动能增大                B．弹性势能减小，动能减小

C．弹性势能增大，动能增大                D．弹性势能增大，动能减小

2．下列现象中，由动能转化为重力势能的是（  C ）

3.如图所示，一个小球由静止从光滑曲面的顶端自由滑下，若它在顶端的重力势能为65J，则滑到底端的动能是（  D  ）

A．35J    B．50J C．55J       D．65J

　机械能守恒

●自主预习：

阅读课本第71面、第72面及第73面科学世界“人造地球卫星的机械能转化”内容后完成填空：

人造卫星沿 椭圆形 轨道围绕地球运行，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点，卫星在近地点时动能最 大 ，重力势能最 小 ，卫星在远地点时动能最 小 ，重力势能最 大 。卫星从近地点向远地点运动的过程当中，卫星的速度 减慢 ，动能 减小 ，重力势能 增大 ；从远地点向近地点运动的过程当中，卫星的速度 增大 ，动能 增大 ，重力势能 减小 。

●小组讨论：

    实验：用绳子把一个铁锁悬挂起来。把铁锁拿近自己的鼻子，稳定后松手，头不要动。铁锁向前摆去又摆回来，铁锁摆回时会碰到自己的鼻子吗？如果只有动能和势能的转化，为什么没有碰到鼻子？机械能总量怎样变化了？

    铁锁运动要克服空气阻力，消耗一部分机械能，机械能总量减小，铁锁回不到原来的高度，所以不会碰到鼻子。

●教师点拨：

    机械能守恒定律：如果只有动能和势能相互转化，机械能的总和是不变的（守恒的）。

●跟踪练习：

1.人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行，当它由近地点向远地点运行时，卫星的动能　减小　（选填“增大”、“减小”、“不变”），卫星的势能　增大　（选填“增大”、“减小”、“不变”）

2.玩“过山车”是一项非常惊险刺激的娱乐活动.如图所示,过山车时而从轨道的最低点D上升到最高点A，时而从最高点A飞驰而下。过山车在运动过程中，若不计能量损失，只有动能和势能的相互转化。下列说法正确的是（ B  ）

A．A点机械能小于B点机械能        B．D点动能最大，A点势能最大  

C．D点动能最大，A点机械能最大    D．A点势能最大，机械能最大

　　水能和风能的利用

●自主预习：

阅读课本第72面、第73面内容，完成下列填空：

（1）自然界的流水和风都是具有大量机械能的天然资源；

（2）让水流冲击水轮转动，用来汲水、磨粉、　发电　；

（3）船造风力鼓起帆来推动它前行。

（4）风吹动风车，可以带动发电机　发电。

●小组讨论：

 1．人们进行水力发电时为什么要修筑拦河坝提高上游水位？

 2．在风能的利用中，风能可以转化为哪些其它形式的能量？

●教师点拨：

拦河坝使上游的水位提高，这样水的重力势能增加，水的重力势能可以转化为水的动能，带动水轮机转动，水轮机再带动发电机发电。

●跟踪练习：

   1．关于水能的利用，以下说法错误的是（ D ）

   A．水轮机是利用水流的动能转动起来的

   B．水的动能越多，水轮机能做的功越多     

   C．河流上游的水位越高，水的势能越大，势能转化成的动能也越大

   D．水轮机应安装在水坝前的上游处  

   2．关于风能下列说法中，不正确的是（ C ）

   A．风能不污染环境        B．风能不便于贮存

   C．风能很稳定            D．风能利用起来很简单

   3.如图是德州开发区使用的“风光互补”景观照明灯。它“头顶”小风扇，“肩扛”光电池板，“腰挎”照明灯，“脚踩”蓄电池。下列解释合理的是 （  C  ）

A．光电池板是将电能转化为光能

B．照明灯是将内能转化为电能

C．小风扇利用风力发电，将机械能转化为电能

D．蓄电池夜晚放电，将电能转化为化学能

教学至此，敬请使用学案当堂训练部分.