机械能的转化
【教学目标】
一、知识与技能
1.知道动能和势能可以相互转化，能解释有关动能和势能相互转化的例子.
2.知道机械能与其它形式的能可以相互转化.
二、过程与方法通过观察和实验，培养学生观察能力和分析归纳能力.
三、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.培养学生具有爱国意识.
【教学重点】动能和势能相互转化.
【教学难点】能解释有关动能和势能相互转化的简单物理现象.
【教具准备】多媒体课件、摆球、滚摆、篮球等.
【教学课时】1课时
教学设计
【巩固复习】
教师引导学生复习上一节有关的知识，并讲解学生所做的课后作业（教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.
【新课引入】
师影响动能的因素有哪些？影响重力势能的因素有哪些？
学生回答.
教师操作溜溜球，吸引学生注意.并请学生思考，溜溜球在松手后，为什么能够不停地上下来回运动？溜溜球在上下运动中动能和势能在怎样变化？
老师引导学生作答.
师前一节课我们学习了动能和势能，这一节课我们就一起来探究机械能的转化.
【进行新课】
教学探究点1动能和势能的转化
1.实验探究：摆球动能和势能的转化
（1）教师出示摆球（参照教材Ｐ101页中图12-2-3），并简单介绍实验的操作方法.实验前教师应事先提醒学生观察摆球摆动的快慢变化，分析动能、重力势能如何变化.
学生讨论并回答，老师引导学生画出小球摆动示意图.
（2）教师引导学生分析并叙述：开始释放摆球时，摆球在最高点静止，此时摆球只有重力势能，没有动能.摆球下降时其高度降低，重力势能减少；摆球下摆时，越摆越快，其动能越来越大.摆球到最低点时，速度最快，动能最大，其高度最低，重力势能最小.在摆球下降的过程中，其重力势能逐渐转化为动能.然后仿照上述分析，教师引导学生回答摆球上升过程中的能量转化：上升过程中，摆球的动能逐渐转化为重力势能.
（3）教师总结：摆球上下摆动的过程中，动能和重力势能相互转化.在摆球下降的过程中，其重力势能逐渐转化为动能；上升过程中，摆球的动能逐渐转化为重力势能.
老师指导学生将教材Ｐ101页中表格填写完整.
2.动能与势能转化的实例
(1)教师演示滚摆的运动，并让学生分析其运动过程中能量的转化：滚摆下落时，高度减小，速度增大，重力势能转化为动能；向上运动时，上升速度越来越小，动能转化为重力势能.
（2）在拍打篮球时，篮球能上下不停的运动，老师引导学生分析：球下落时，重力势能转化为动能；球向下挤压地面时，发生了弹性形变，同时速度减小，动能转化为弹性势能；球反弹恢复原状，弹性势能转化为动能；球上升时，动能转化为重力势能.
让学生列举一些生活中物体动能与势能相互转化的实例.
3.机械能守恒
师如果只有动能与势能的相互转化（只有重力或弹力做功），那么，机械能的总量保持不变，即机械能守恒.
多媒体展示：人造卫星在太空中遨游时，几乎没有摩擦，只有动能和势能之间的相互转化，卫星的机械能不变，卫星在远地点时（离地面高度最高），重力势能最大，动能最小，在近地点时（离地面高度最低），动能最大，重力势能最小，由远地点向近地点运动时，是重力势能转化为动能，由近地点向远地点运动时是动能转化为重力势能.
例题1如图所示，小球从左端由静止释放，在左右摆动过程中，不计空气阻力，则（）
A.从最高点运动到最低点的过程，一部分重力势能转化为动能
B.从最低点运动到最高点的过程，一部分动能转化为重力势能
C.左侧最高点的高度大于右侧最高点的高度
D.左侧最高点的高度等于右侧最高点的高度
解析：A.小球从最高点运动到最低点的过程，质量不变，高度降到最低，重力势能最小，速度达到最大，动能最大，所以不计空气阻力时，是重力势能全部转化为动能；故A错误；
B.小球从最低点运动到最高点的过程，质量不变，高度升高到最高，重力势能最大，速度最小，动能最小，所以不计空气阻力时，是动能全部转化为重力势能；故B错误；
C.
D.小球在摆动过程中，不计空气阻力，所以机械能守恒；左侧最高点的高度等于右侧最高点的高度，故C错误，D正确.
答案：D
教学探究点2机械能同其他形式能量的相互转化
1.教师引导学生分析教材P
页中“讨论交流·过山车的能量转化”.
102
师过山车最后为什么会耗尽能量而停下来？在过山车的重力势能与动能的转化过程中，机械能守恒吗？
生：不守恒.
师在过山车的重力势能与动能的转化过程中，由于有较大摩擦，一部分机械能转化成了内能.教师简单介绍一下内能.
师如果在做功的过程中，有机械能与其它形式能的转化，机械能总量将不守恒.如汽车刹车时，机械能转化为内能；加速升空的火箭，动能增大，重力势能增大，总机械能增大，火箭是消耗了燃料的化学能，来获得了机械能，即有燃料的化学能转化为火箭的机械能，因而机械能不守恒.
2.学生列举机械能同其他形式能量的相互转化的实例.
例题2在一次参观中，外地游客丁先生从渠江公园乘电梯到思源广场，在电梯匀速上升的过程中，丁先生的（）
A.重力势能不断增大
B.动能不断增大
C.机械能保持不变
D.动能转化为重力势能
解析：电梯匀速上升，人的速度不变，动能不变，上升，人的高度增大，重力势能增大，机械增大.
答案：A
【教师结束语】
通过这节课的探究学习，大家收获确实不少，我们知道了动能、势能可以相互转化.而且，还发现，如果只有动能和势能相互转化时，机械能的总量守恒.而实际中机械能不断地减小，是因为受到阻力的作用.机械能的转化在生产、生活中应用广泛.大家深深体会到，学习物理的一个重要方法是要善于观察生活中的现象，勤于思考，利用身边的器材做些实验可以帮助我们理解物理知识.好，谢谢大家！
【课后作业】
完成练习册中本课时对应练习
教材习题解答
家庭实验室
上紧发条的玩具车，此时的弹性形变最大，弹性势能最大，车开始跑动；弹性形变减小，弹性势能减小，弹性势能转化为动能.
教学反思
在帮助学生理解动能与势能的转化时，可以让学生动手做实验去探究，由学生自己去思考、分析.这样既锻炼了学生的动手能力，同时又激发了学生的学习兴趣.另外，在讲到应用时，可以让学生根据平时的观察，结合身边的事例去分析，这样能起到更好的效果.
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