15.5机械能及其转化导学案

第一篇：15.5机械能及其转化导学案

15.5 机械能及其转化

【学习目标】

1)知道机械能包括动能和势能。

2)能准确理解有关动能和势能之间相互转化的简单现象。3)初步了解机械能守恒的含义。

【重点、难点】

理解动能和势能之间的相互转化；了解机械能守恒。

一、课前延伸

1、(1)什么是动能？动能的大小与哪些因素有关？怎样改变质量一定的物体的动能？

(2)什么是重力势能？重力势能的大小与哪些因素有关？怎样判断重力势能大小的变化？

(3)什么是弹性势能？弹性势能的大小与哪些因素有关？怎样使一个物体具有更大的弹性势能？

2、将一个乒乓球向上抛出去，乒乓球离手时的速度最大，此时的动能___________。在上升过程中,乒乓球的质量，速度____ _____，因而动能__________，但高度在增加，因而重力势能__________。当达到最高点时，乒乓球的速度为_________，动能也为_________，重力势能达到最大，所以在上升过程中乒乓球的________能转化为_________。从最高处下落时，速度越来越__________，动能越来越__________，由于高度不断减小，所以重力势能也不断____________。所以，在下降过程中乒乓球的_________能转化为__________能。

3、学生阅读P119“科学世界：人造地球卫星”并思索课后训练

二、课内探究：

（一）、情景导入：

我们在初二的时候就已经学习过关于能量的转化，那么，电灯工作的时候，能量是怎么转化的？风力发电机工作的时候，能量是怎么转化的？水利发电机工作的时候，能量是怎么转化的？电动机工作的时候，能量是怎么转化的？

（二）自主学习：

1、动手动脑搞探究: 手持粉笔头高高举起。以此事例提问：被举高的粉笔具不具有能量？为什么？ 学生回答提问后，再引导学生分析粉笔头下落的过程。首先提出，当粉笔头下落路过某一点时，粉笔头具有什么能量？学生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

2、演示钢球从斜槽滚下？从上面实验可以看到，钢球从斜槽滚下的过程中，高度降低，重力势能减小；速度变快，动能增大，这个动能是怎样产生的？

3、合作探究、交流展示 实验1：滚摆实验。

开始释放摆轮时，摆轮在最高点静止，此时摆轮只有 能，没有 能。摆轮下降时其高度降低，重力势能 ；摆轮旋转着下降；而且越转越快，其动能越来越。摆轮到最低点时，转动最快，动能最 ；其高度最低，重力势能最。在摆轮下降的过程中，其 能逐渐转化为 能。

仿照摆轮下降过程的分析，得出摆轮上升过程中，摆轮的 能逐渐转化为 能

学生探究：

学生自制单摆，完成探究

如图所示，绳的一端拴一小球，另一端悬于固定点，用手把小球拉到A点后松开，小球便摆动起来，在摆动过程中。小球的重力势能在________点最大，在________点最小；小球的动能在________点最大，在________点最小，从A到B是 能转化为 能，从B 到C 是 能转化为 能

实验2:学生分组做教材中的“想想做做”

动能与势能之和称为_____________。动能是物体___________时具有的能量，势能是____________着的能量。如果只有动能和势能相互转化，机械能的总和___________，即机械能是 的。

演示皮球反跳高度一次比一次低，再演示滚摆高度也是一次比一次低．最后都要停下来，问：这是什么原因呢？

（引导学生回答：物体运动要克服摩擦和空气阻力做功，要消耗物体的机械能。最后机械能完全被用来克服摩擦和空气阻力做功消耗掉了，所以物体最后要停下来）

请学生分析现象产生的原因分析这其中是否有其他能量的转化？ 假设没有阻力会怎么样呢?引出机械能守恒规律

4、精讲点拨、跟踪训练： 说明下列过程中机械能的转化：

①雪橇从山坡上滑下；

②炮弹从炮口斜向上射出，又落到远处地上；

③玩具弹簧枪将“子弹”射出去；

④小孩坐在秋千上，在妈妈推了一次以后，自己荡着。在学生总结的基础上老师补充得出结论: 动能和势能统称机械能。

教师点拨：

（1）、物体具有动能，也可以说具有机械能；物体具有势能，也可以说具有机械能；物体若同时具有动能和势能，动能和势能加在一起就是物体具有的机械能。

（2）、物体具有的能量大小是用做功多少来衡量的。因此，能的单位和功的单位相同，都是焦。

（3）、动能的增减变化，要以速度增减来判断。

（4）、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。

（5）、判断弹性势能的增减，要根据弹性形变大小的变化。

5、归纳总结，巩固检测

1.2003年3月20日在美英联军对伊拉克的军事打击中，两军调用了大量空降部队。在空降兵离开机舱、尚未打开降落伞的一段时间里，他们在空中加速下落，若不计空气阻力，那么在这段时间里，空降兵的重力势能________，动能________，机械能________（填“增加”、“减小”或“不变”）

2、拉弓射箭过程中拉弓时，弓的形状发生变化，形变越大，弹性势能__________。在弓恢复形状，箭被射出时，弓的___________能转化为____________能。

3、在下列过程中，物体动能转化为势能的是（）A、拉弯的弓把箭射出去 B、秋千从高处落向低处 C、冰雹从天而降 D、向上抛出的石块在空中上升

4、打桩机的重锤自由下落时，它的（）A、动能不变，势能不变 B、动能增大，势能不变 C、动能增大，势能减小 D、动能减小，势能增大

5、以下现象中，动能和势能都增加的是（）A、玩具弹簧枪将“子弹”水平射出去 B、汽车加速下坡

C、上升越来越快的气球 D、平直轨道上匀速行驶的列车

6、一个小球从光滑的斜面上由静止开始滚下，当在斜面的顶端时重力势能为100J，当它在斜面的某一位置时重力势能只有30J了。小球减少的势能到哪儿去了，此时小球的机械能为多少？

本节课你最大的收获是：_________________你还有的疑惑 ：

三、课后延伸：

1、唐诗中有“黄河远上白云间，不尽长江滚滚来”的诗句，前一句生动形象表明黄河水蕴藏着大量的 能，后一句表明长江水具有大量的_____能。

2、骑自行车上坡，往往在坡前加紧蹬几下，用机械能的有关知识解释这一做法。

第二篇：机械能(学案)

教科版

初中物理

学案

第一节机械能

一、学习目标：

1、理解动能、重力势能的初步概念，知道什么是弹性势能。

2、知道动能的大小与质量和速度有关，重力势能大小与质量和高度有关；知道弹性势能的大小与弹性形变有关；知道机械能的概念。

3、结合定义寻找日常生活中各种形式能量的例子,初步具备从能量角度分析物理问题的方法。

二、知识清单

1、物体能够做功，我们就说它具有_______。

2、物体由于_______而具有的能量叫动能，动能的大小与物体的_______和_______有关。

3、________________________叫重力势能。重力势能的大小跟_________和________有关。

4、________________________叫弹性势能。弹性势能大小主要和物体的____________有关。

5、通常把重力势能和弹性势能统称为_________。把________能和________能统称为机械能。

三、典型例题

1、如图所示，小朋友沿着滑梯匀速下滑的过程中下列说法中正确的是（忽略空气阻力）（）A．他受重力、支持力、下滑力和摩擦力的共同作用 B．他受重力、支持力和摩擦力的共同作用 C．他的重力势能减小，动能不变，机械能不变 D．他的重力势能减小，动能增大，机械能不变

2、如图是火箭发射升空时的情景，以下说法正确的是（）A．火箭上升过程中动能不变，重力势能增大，机械能增大

B．火箭升空利用了力的作用是相互的C．火箭升空时受到平衡力的作用

D．火箭升空时受到惯性力的作用

四、课堂练习

1、下列物体具有哪种形式的机械能:在平直轨道上行驶的火车具有______能,拉开的弓具有________能,高举的重锤具有________能.2、探究动能的大小跟什么因素有关的实验中,让钢球从斜面上滚下,打到一个小木块上观察木块被推得远近.(1)让同一钢球从不同高度滚下时,原来的位置越高,滚到斜面下端时_______越大,把木块推得越______,表示钢球_______越大.(2)让质量不同的钢球从同一高度滚下,钢球质量越大,让木块推得越______,表示钢球的______能越大.(3)这个实验得出的结论是:质量相同时,物体的速度越大,动能越______;速度相同时,物体的质量越大,动能越______.3、关于动能,下列说法中正确的是()A 运动的物体一定只具有动能;B 火车的动能一定比汽车的动能大 C 速度越大的物体,动能越大 D 物体由于运动而具有的能量叫动能

4、当跳伞运动员匀速下降时()A 动能增加,重力势能减小 B 动能增加,机械能不变 C 动能增加,机械能减小 D 动能不变,机械能减小

5、飞机在高空沿水平方向匀速行驶,同时空投救灾物资,空投过程中飞机的()A 动能增加,重力势能不变 B 动能不变,重力势能不变 C 动能、重力势能都增加 D 动能、重力势能都减小

6、老鹰和小燕子在空中飞行时,如果它们的动能相等,则()A 老鹰飞得快 B 小燕子飞得快

C 老鹰和小燕子飞得一样快 D 无法判断

第三篇：机械能及其转化 教案

机械能及其转化

教学目标：

1．理解机械能的概念。

2．知道动能和势能之间可以相互转化和守恒定律。3．能解释一些能之间转化的物理现象。重点难点：

1、分析能量之间的转化。教学过程：

一、自学检测

1．动能的大小跟物体的质量和速度有关。

2．重力势能的大小跟物体的质量和所处的高度有关。3．动能和势能统称为机械能。

4．空中飞行的子弹由于速度很快具有很大的动能，又因为它处于空中，相对于地面子弹又具有重力势能。

二、合作探究 教师巡视督促指导

（一）、演示滚摆实验

1．在摆轮下降的过程中，其重力势能逐渐转化为动能。滚摆在下落过程中，转动的速度和高度分别是怎样变化的？滚摆的动能和势能又是怎样变化的？

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。2．滚摆在哪个位置具有的动能最大，你是如何判断出动能最大的？在哪个位置具有的重力势能最大？如何判断的？

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。

3．仿照摆轮下降的过程分析，得出摆轮上升过程中的动能和势能的变化情况。(二)、单摆实验

1．将摆绳一端挂在黑板上边，使单摆在黑板前，平行于黑板摆动(不接触黑板)，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。

3．(接步骤1)在黑板上记录小球由A到C再摆回到左边的最高点A′点(只让单摆运动一个来回)，比较A、A′的位置关系，发现：A、A′几乎在同一高度(或小球几乎能摆回到原来高度，好像“记得”它原来的位置)，分析：小球处在A点和A′点时具有的机械能大小有什么关系？

(因小球在A、A′时速度为零，没有动能，质量和所处的高度相等，重力势能相等，所以在动能和势能转化的过程中机械能的多少几乎没有变化，即机械能是守恒的)。

4．让单摆多摆动几次，记录最后一次小球能摆回的高度A″。小球还能摆回到原来的高度吗？

分析：因为小球除了受到重力和拉力以外，还受到空气阻力。这个力越小，小球克服空气阻力对外做功损失的能量越少(“多”或“少”)，小球摆回的高度越高，如果空气阻力为零，则小球能摆回到原来的高度，机械能的总量不会改变。

5．对比分析3、4后归纳机械能守恒定律：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)。

（三）、课后P74第2、3两题

第2题：乒乓球很轻，运动时受到空气阻力的影响很容易减速，怎样向地板抛乒乓球，才能使它弹跳到高于原来抛球的位置？ 第3题蹦床：重物向下落的过程中，重力势能转化为动能，接触到蹦床后，动能转化为蹦床的弹性势能，向上弹起的过程中，弹性势能转化为人的动能，上升的过程中动能转化为重力势能。

三、展示交流 教师掌握情况

四、精讲点拨

1．实验：“打鼻子的铁锁”中，铁锁是不会打到鼻子的，而且会离鼻子越来越远，这包含着什么道理？

(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。)2．阅读课文P73科学世界“人造地球卫星”，然后完成下面填空：

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。

五、即时练习

1．分析章首图的过山车在运动过程中的能量转化情况。2．某选手在自由式滑雪比赛中运动的轨迹如图所示，如果不计空气阻力，下列说法正确的是(C)

A．从a点向b点运动过程中，重力势能全部转化为动能 B．在a点和c点速度都为零，因此重力势能相等 C．从c点下落到d点过程中，重力势能转化为动能 D．在a点和e点都处于静止状态，因此机械能相等

学习内容二：水能风能的利用

学习指导：课本P72至P73文字内容，注意看懂插图11.4.4水电站剖面图。

六、自学检测 见配套练习册

第四篇：机械能及其转化教案

机械能及其转化教案

教学目标：

1．知识与能力

知道机械能包括动能和势能．能用实例说明动能和势能之间可以相互转化，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．

初步了解机械能守恒的含义．

2．过程与方法

通过观察和实验，认识动能和势能之间的相互转化的过程．

动手设计实验，勇于探索自然现象和身边的物理道理．

3．情感态度与价值观

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．

乐于参加观察、实验、制作等科学实践． 教学重点与难点：

能量守恒的理解和动能和势能的转化． 教学器材：教材 教学课时：1时 教学过程：

引入新课

手持粉笔头高高举起。以此事例提问：被举高的粉笔具不具有能量？为什么？

学生回答提问后，再引导学生分析粉笔头下落的过程。首先提出，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）继而让学生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）在粉笔头下落的过程，重力势能和动能都有变化，自然界中动能和势能变化的事例很多，下面我们共同观察滚摆的运动，并思考动能和势能的变化。

实验1：滚摆实验。

出示滚摆，并简单介绍滚摆的构造及实验的做法。事先应在摆轮的侧面某处涂上鲜明的颜色标志，告诉学生观察颜色标志，可以判断摆轮转动的快慢。

引导学生复述并分析实验中观察到的现象。开始释放摆轮时，摆轮在最高点静止，此时摆轮只有重力势能，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。

仿照摆轮下降过程的分析，得出摆轮上升过程中，摆轮的动能逐渐转化为重力势能。

实验2：单摆实验。

此实验摆绳宜长些，摆球宜重些。最好能挂在天花板上，使单摆在黑板前，平行于黑板振动，以便在黑板上记录摆球运动路线中左、右最高点和最低点的位置。分析单摆实验时，摆球高度的变化比较直观，而判断摆球速度大小的变化比较困难，可以从摆球在最高点前后运动方向不同，分析摆球运动到最高点时的速度为零，作为这一难点的突破口。顺便指出像单摆这种往复的运动，在物理学中叫做振动。

综述实验1、2，说明动能和重力势能是可以相互转化的。实验3：弹性势能和动能的相互转化。

演示课本图1—7动能和弹性势能的转化实验。实验可分两步做。首先手持着木球将弹簧片推弯，而后突然释放木球，木球在弹簧片的作用下在水平槽内运动。让学生分析在此过程中，弹性势能转化为动能。第二步实验，让木球从斜槽上端滚下，让学生观察木球碰击弹簧片的过程。然后，依据课本图1—7，甲→乙图和乙→丙图分析动能转化为弹性势能和弹性势能转化为动能的过程。得出：动能和弹性势能也是可以相互转化的。

自然界中动能和势能相互转化的事例很多。其中有一些比较直观，例如：物体从高处落下、瀑布流水等这些事例也可以让学生列举，说明动能和势能的相互转化。有些事例比较复杂，例如：踢出去的足球在空中沿一条曲线（抛物线）运动过程中，动能和势能是如何相互转化的呢？（板画足球轨迹，依图分析）首先我们来分析足球离地面的高度的变化，这是判断足球重力势能变化的依据。很明显，在上升过程中足球的重力势能增加；在下降过程中重力势能减少。接着再分析足球的速度。足球在最高点时不再上升，说明它向上不能再运动。所以，足球在上升过程中，速度逐渐变小；在下降过程中速度又逐渐变大。通过以上分析，可以看到足球在上升阶段动能转化为重力势能；在下降阶段重力势能转化为动能。

人造地球卫星在运行过程中，也发生动能和重力势能的相互转化。人造地球卫星大家并不陌生，然而围绕人造卫星，同学们还有许多的谜没有揭开。例如：人造卫星为什么能绕地球运转而不落下来？在人造卫星内失重是怎么回事？等等，这些问题还有待于同学们进一步学习，今天我们只讨论卫星运行过程中，动能和重力势能的相互转化。

人造卫星绕地球沿椭圆轨道运行，它的位置离地球有时近、有时远。（出示我国发射的第一颗人造卫星轨道图）现以我国发射的第一颗人造卫星为例，它离地球最近时（此处叫近地点）离地面439公里，离地球最远时（此处叫远地点）离地面高度是2384公里，它绕地球一周的时间是114分钟。它在近地点时，速度最大，动能最大；此时离地面最近，重力势能最小。卫星由近地点向远地点运行时动能减小，重力势能增大，动能向重力势能转化。直到远地点时，动能最小，重力势能最大。卫星由远地点向近地点运行时，重力势能向动能转化。在卫星运行过程中，不断地有动能和势能的相互转化。练习

1、人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运转，卫星在近地点时 能最大，在远地点时 能最大，从近地点向远地点运动的过程中，转化为。

2、骑自行车上坡前，往往要加紧蹬几下，加大速度，增加自行车上坡时的，上坡时，这些 转化为，车就容易上到高处。

3、“会挽雕弓如满月，西北望，射天狼”的诗句表达了诗人苏轼企望为国御敌立功的壮志，拉弯的弓箭射出去，这一过程中能量的转化情况是 转化为。4、2003年3月20日，美英联军调用大量空降部队对伊拉克实施军事打击。在空降兵离开机舱，尚未打开降落伞的一段时间里，他们在空中加速下降。若不计空气阻力，那么在这段时间里，空降兵的重力势能，动能，机械能

5、下列过程中，属于动能转化为势能的是（）

A、雪撬从山坡上滑下 B、推开的弹簧门自动关闭 C、人造地球卫星从近地点向远地点运动 D、雪滴从空中落下。

小

结：

1、机械能的概念

2、机械能的转化：动能与势能的相互转化 板书设计：

第五节 机械能及其转化

一、机械能：动能和势能之和

二、机械能的转化

动能——势能 势能——动能 教学后记：

本节对机械能的概念，以及能量之间的相互转化做了详细的阐述，在所学的知识里，这一节是对本章的一个概括，因此，提出了能量守恒，对这一点的认识，也是学生能否学好这一章的关键。

第五篇：《机械能及其转化》教案

《机械能及其转化》教案

教学目标：

（一）知识与技能 1．知道什么是机械能；

2．理解动能和势能的转化，机械能守恒； 3．能的利用。

（二）过程与方法

通过体验和观察，了解机械能的转化，及机械能与其他形式能的转化。

（三）情感·态度·价值观

渗透合理利用能源、保护环境意识、安全意识的教育。重难点：教学重点、难点： 理解动能和势能的转化。教学方法：实验、讨论、归纳、对比

教具学具：多媒体课件、滚摆、单摆、篮球、教科书第74页的“罐子”。教学过程：

引入课题：

（演示实验）将教科书第74页所示的“罐子”沿不太陡的斜面滚下。提问：会有什么出人意料的现象发生吗？

提问：开始铁罐在斜面上具有什么能？

向下滚动时具有什么能？

铁罐滚动时橡皮筋有什么变化？具有什么能？

提问：请同学们举出生活中同时具有动能和势能的事例。根据图片提问：飞行中的飞机具有什么能？

给出机械能的概念。

展示和提问：

展示射箭的图片或视频，提问：弓的弹性势能哪里去了？

提问：举高的球释放后，重力势能减小，是不是能量消失了？ 归纳得出：动能和势能能够相互转化。巩固练习

请学生再分析“撑杆跳”、“蹦床”、“蹦极”运动中的能量变化。演示滚摆实验

请学生观察滚摆的运动，思考滚摆在运动过程中动能和势能是如何变化的？

指导学生进行实验

1．指导学生做单摆实验，并在实验中观察和分析单摆小球在摆动过程中动能和势能是怎样相互转化的。

2．指导学生做教科书中的铁锁摆动的实验。实验前提问：铁锁会打到鼻子吗？

大量事实和研究表明：如果只有动能和势能的相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的总量不变。

展示图片与提问

根据过山车的图片，请学生分析图中的过山车具有什么能？过山车为什么能够不断地翻滚？

展示图片或视频

请学生观看图片或者视频，认识自然界存在的机械能。

讲授：水能和风能是水或者空气因为运动或者位置高而具有的机械能。展示：展示图片或者视频，表现自然界的机械能有利也有弊。

提问：请学生观看图片或者视频，了解：水电站是怎样使发电机转动的，风力发电是怎样的。

总结

1.什么是机械能？

2.什么叫做“机械能守恒”？ 巩固练习。