第4節機械能及其轉化課題機械能及其轉化課型新授課教學目標1.理解機械能的概念，理解各種機械能之間的相互轉化，知道機械能守恒的條件.2.了解水能、風能以及人類對它們的開發利用.3.能用機械能之間的相互轉化解釋日常生活中的一些現象.教學重點動能和勢能的相互轉化分析教具準備滾擺、鐵鎖、細繩、細線、鐵架臺、溜溜球、鋼球、帶彈簧的斜面、多媒體課件等教學難點機械能守恒教學課時1課時新課導入教師操作溜溜球，吸引學生注意.并請學生思考，溜溜球在松手后，為什么能夠不停地上下來回運動？（切回主題）生：因為溜溜球具有能量，在運動過程中有能量的轉化.師：前一節課我們學習了動能和勢能，這一節課我們就一起來探究動能和勢能的轉化.進行新課機械能及其轉化1.動能與重力勢能之間的轉化.教師出示滾擺（參照教材P97《想想做做》的圖11.4-3甲），并簡單介紹滾擺的構造及實驗的操作方法.實驗前教師應事先在擺輪的側面某處涂上紅色標志，并提醒學生觀察紅色標志，可以判斷擺輪轉動的快慢，同時觀察滾擺的高度如何變化，分析動能、重力勢能如何變化.生討論并回答，師引導學生分析并敘述：開始釋放滾擺時，滾擺在最高點靜止，此時滾擺只有重力勢能，沒有動能.滾擺下降時其高度降低，重力勢能減少；滾擺旋轉著下降，而且越轉越快，其動能越來越大.滾擺到最低點時，轉動最快，動能最大；其高度最低，重力勢能最小.在滾擺下降的過程中，其重力勢能逐漸轉化為動能.然后仿照上述分析，教師引導學生回答滾擺上升過程中的能量轉化：上升過程中，滾擺的動能逐漸轉化為重力勢能.2.動能和彈性勢能之間的轉化學生觀察實驗現象后，教師分析：如下圖所示，小球從斜面上滾下來，高度變小，重力勢能減小，速度變快，動能增大，所以此過程是重力勢能轉化為動能；在小球與彈簧碰撞后，小球速度減小，動能變小，但此時彈簧受到小球的擠壓作用，發生彈性形變，因而彈性勢能變大，所以這個過程為動能轉化為彈性勢能.教師總結：從上面這兩個實驗探究的分析中可以看出，它們的共同特點是動能和勢能之間相互轉化.動能、重力勢能、彈性勢能統稱為機械能.（可再次強調動能是物體運動具有的能量，勢能是存儲著的能量）板書：（1）動能、重力勢能、彈性勢能統稱為機械能.（2）動能和勢能之間可以相互轉化.機械能守恒教師請一個學生參與進行教材P96《問題》.強調他頭千萬不要移動，保持鎮定（活躍氣氛，其他同學替他捏把汗）.請其他學生注意觀察，并認真分析、思考.實驗后，學生回答，教師點評：由于鐵鎖在擺動過程中要克服阻力做功，機械能不斷減小，因此，上升的高度越來越小，不會碰到鼻子.師：要是沒有阻力的話，那么鐵鎖再次擺回的高度與原先的高度相同嗎？生：相同.師：為什么？生：機械能總量沒有變化.板書：如果只有動能和勢能相互轉化時，那么機械能的總和不變，即機械能守恒.例題1（用多媒體展示）如圖所示，小球沿軌道由靜止從A處運動到D處的過程中，忽略空氣阻力和摩擦力，僅有動能和勢能互相轉化，則（）A.小球在A處的動能等于在D處的動能B.小球在A處的動能大于在D處的動能C.小球在B處的機械能小于在C處的機械能D.小球在B處的機械能等于在C處的機械能解析：小球在運動過程中由于忽略空氣阻力和摩擦力，所以小球的機械能保持不變，只是在動能與重力勢能之間相互轉化.由A到B和由C到B過程中重力勢能轉化為動能，而由B到C和由B到D過程是動能轉化為重力勢能，在機械能保持不變的情況下，D處高度小于A處高度，故A處小球的重力勢能大于D處小球的重力勢能，所以D處小球的動能大于A處小球的動能，正確的選項只有D.答案：D水能和風能的利用教師播放“水力發電廠”和“風力發電廠”的照片或視頻，簡單介紹我國和本地水能、風能開發的成就，引導學生思考水力發電機和風力發電機工作的時候，能量是如何轉化的.教學提示：關于自然界中“風能”和“水能”的利用，這部分教學內容建議利用閱讀和討論相結合的教學方式進行，要求學生從動能與勢能及其相互轉化的知識入手：①了解自然界中常被人們利用的機械能的種類；②了解人們是怎樣利用這些風能和水能的，利用的價值和前景如何；③分析水輪機和風車的工作原理和水電站堤壩的作用，討論中應引導學生把重點放在能的轉化上而不必去研究水輪機和水電站等的結構細節.有條件的學校，可以組織學生參觀一個小水電站.教師總結：水力發電機工作時是將水的勢能（或機械能）轉化為電能；風力發電機工作時是將空氣的動能（或機械能）轉化為電能.目前節約能源、開發能源是人類面臨的重大課題，而風能和水能是自然界中最常見的環保能源.這兩種能源都有著廣闊的發展前景.教學板書課堂小結通過本節課的學習，我們知道了機械能的概念，通過實驗探究我們知道動能與勢能之間可以相互轉化.還發現如果只有動能和勢能相互轉化的同時，機械能的總量不變.風能和水能在生產生活中應用廣泛.教學反思1.在幫助學生理解動能與勢能的轉化時，可以讓學生動手動腦做實驗去探究，由學生自己去思考、分析.這樣既鍛煉了學生的動手能力，同時又激發了學生的學習興趣.另外，在講到應用時，可以讓學生根據平時的觀察，結合身邊的事例去分析，這樣能起到更好的效果.2.在引導學生分析教材P96《問題》中的鐵鎖為什么不會碰到鼻子時，可以設計一連串的小問題，誘導學生分析：能量哪里去了？是什么原因造成的？學生帶著問題去思考，這樣更加激發學生的求知欲，調動學生的積極性、主動性.適時提出：其實，總的能量是守恒的，只不過這里因克服阻力做功，轉化為內能（以后將學），所以鐵鎖也好，滾擺也好最終停止了下來.3.我國豐富的水能、風能、潮汐能以及這些能