第4节 机械能及其转化 教学设计 教案

第一篇：第4节 机械能及其转化 教学设计 教案

教学准备

1.教学目标

1．知识与技能

（1）知道机械能包括动能和势能。能用实例理解动能和势能的相互转化。（2）能解释一些有关动能、重力势能、弹性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。2 ．过程与方法

通过观察和实验，认识动能和势能的转化过程。3．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。

2.教学重点/难点

动能和势能的转化过程。

3.教学用具

滚摆、铁锁、细绳、溜溜球、铁架台、钢球、细线、带弹簧的斜面。

4.标签

教学过程

引入新课:

一、复习导入

我们在初二的时候就已经学习过关于能量的转化，请回答，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？水利发动机工作的时候，能量是怎么转化的？电动机工作的时候，能量是怎么转化的？

学生讨论回答

二、情景：操作乒乓球，吸引学生注意力并切入主题 动手动脑搞探究：

1．老师提问：为什么乒乓球在松手后能够不停的上下运动呢?这需要学生自己探究： 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。

2．学生实验

先将滚摆置于最高点，然后释放摆轮。分析：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。

三、加强巩固

1．单摆实验：说明动能和重力势能是可 以相互转化的。

2．蹦蹦床分析：弹性势能和动能的相互转化。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。首先分析课本图15.5—2,加深学生对动能、势能转化的认识，再请学生列举生活中动，势能转 化的实例，老师和学生共同分析。如下坡时自行车运动得越来越快、打夯等。

概括结论：动能和势能 可以相互转化

四、引出机械能的定义：动能和势能之和

五、拓展知识

1．学生分组做教材中 的“想想做做”，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。

2．假设没有阻力，会怎么样呢?引出机械能守恒规 律 3．再次分析乒乓球在运动过程中的机械能的变化情况

六、温故而知新

阅读：科学世界：人造地球卫星，思考课后练习。

课后习题

思考课本120页“动手动脑学物理”1、3、4。

第二篇：第4节 电动机 教学设计 教案

教学准备

1.教学目标

知识与技能

①了解磁场对通电导线的作用；

②初步认识科学与技术、社会之间的关系。过程与方法

经历制作模拟电动机的过程，通过实验方法探究直流电动机的结构和工作原理。情感、态度与价值观

通过了解物理知识如何转化成实际技术应用，进一步提高学生学习科学技术知识和应用物理知识的兴趣。

2.教学重点/难点

重点

①通电导线在磁场中受到力的作用，力的方向跟电流的方向、磁场的方向都有关； ②直流电动机的能量转化。难点

电动机能够持续转动的原因。教学准备

教师：U形磁铁、电源、导线、开关、线圈和电动机演示模型。

学生：U形磁铁、小小电动机线圈、5号电池（2节）、金属支架、硬纸板和电动机模型。

3.教学用具 4.标签

教学过程

引入新课 第一课时 师：同学们好!我们上课前先来欣赏一些图片（用多媒体展示机床、电梯、电扇、电动玩具、冰箱等使用电动机的电器，并播放它们由停止到运转的状态），这些图片里的东西有什么共同的特点。

生甲：它们都是电器。

生乙：它们的运转都需要用到电。生丙：它们都是靠电动机来转动的。

师：这些同学都说得很好。（用课件形式显示几种机器如电扇、电梯、电动玩具的结构图，并圈出电动机的位置）这些机器都有一个很重要的设备──电动机。

板书：第四节电动机

进行新课

师：那么，为什么给电动机通电，它就能转动呢？电动机工作的原理是怎样的呢？ 生：（随着老师的问题思考）

师：在回答这个问题之前，先让我们一起来回忆一下奥斯特电生磁的实验。哪位同学可以叙述一下奥斯特的实验过程及结果？

生：丹麦物理学家奥斯特在做实验时偶然发现当导线中有电流通过时，它附近的磁针指向发生了偏转，这个意外的现象引起了奥斯特极大的兴趣，它又继续做了许多实验，终于证实了电流的周围存在着磁场。

师：回答得很好。让我们一起回过头来看看奥斯特的实验（用多媒体课件展示奥斯特实验的实验装置及结论）。奥斯特是用一根小磁针放在通电导线的旁边发现了小磁针会受到力的作用，而且电流方向改变后，小磁针的转动方向也改变。那么我们反过来想一下，假如通电导线放在磁场中会不会也受到磁场的作用力呢？

（让学生思考和讨论）

生：我想会。因为奥斯特的实验证明了通电导线可以产生磁场，而且我们也知道了通电螺线管产生的磁场就相当于一个条形磁铁的磁场。那么把通电导线放在磁场中也就相当于把两个磁铁放在一起，肯定会有力的作用。因为两个磁体之间是可以相吸或相斥的。

师：这个同学的猜想听起来很有道理，但是正不正确呢？我们应该怎样去判断？ 生：用实验去验证。

师：那么我们应该怎样去设计这个实验呢？请同学们再讨论一下，给出一个比较好的方案来。

（巡回听取学生讨论的方案）

师：请小组代表把你们讨论的结果告诉大家。

生甲：因为我们考虑到问题是要验证通电导线在磁场中有没有受到力的作用。所以我们想到实验必须有一条通电的导线，选择器材时就应该有导线，电源和开关；另外还要有提供磁场的条形磁铁。把通电导线放在磁场中看它能不能受到力的作用。

生乙：我们的方案和他们的大致相同。但是我们觉得用U形磁铁可能更好些，因为U形磁铁内的磁场集中些。还有我们觉得那根通电导线最好能用一个支架把它支起来，使它可以自由地摆动，这样才能更好地观察。

师：你们是根据什么想到这一点的呢？

生：我们是根据奥斯特的实验想到的。其中的小磁针不也是可以自由转动的吗？ 师：同学们设计的方案都很好，特别是这组的同学考虑得非常全面，而且有根有据的。（鼓励学生深入、严谨地思考，激发学生积极主动地探究）师：那么同学们看看我的这套实验仪器能不能验证你们的猜想呢？（拿出演示实验仪器）

师：（介绍实验仪器）像刚才那位同学说的，为了使通电导线能自由地摆动，我们给他做了个导轨。（安装好实验装置）导线ab放在磁场里，我们把开关合上，请同学们认真观察这根导线看它会怎么样？（闭合开关，演示实验）

师：同学们看到了什么现象。生：导线运动了。师：怎么运动？ 生：向左运动。师：那么这个实验说明了什么问题？ 生：说明了导线在磁场中可以运动。师：能不能说得更完善些。

生甲：应该是通电导线在磁场中可以运动。

生乙：说明了通电导线在磁场中会受到力的作用，没有力的作用导线就不会运动。师：这位同学总结得很好，得到的结论也比较全面。板书：

一、磁场对通电导线的作用

结论：1．通电导线在磁场中受到力的作用。

师：刚才我们用实验验证了我们的猜想，我们的实验现象也很明显，导线是运动了，而且是向左运动的。那么同学们再思考一下，奥斯特改变电流方向，小磁针的转动方向也改变了。我们这里的导线是不是永远向左运动的呢？怎么样去验证你的想法？

生甲：可以改变电流的方向来看看导线的运动方向有没有改变。

生乙：可以保持电流方向不变，改变磁场方向来看看导线的运动方向有没有改变。师：那我们再用实验来验证这些同学的想法。

（先改变电流方向，示意学生看现象；保持原来的电流方向，再改变磁场方向）师：同学们观察到了什么现象？由此又说明了什么？

生：看到导线的运动方向改变了，说明了改变电流或者磁场的方向，通电导线的运动方向也会改变。

师：换句话说就是通电导线受到磁场力的方向跟电流和磁感线的方向都有关系。板书：结论：2．通电导线所受力的方向跟电流的方向、磁感线的方向都有关。师：刚才我们是把一根通电导线放在磁场中发现它会受到力的作用。那么假如我们不是放一根导线，而是把整个线圈放到磁场中，又会怎么样呢？

（演示把线圈放到磁场中的实验）师：可以观察到，线圈转动了起来，那么同学们可以讨论一下：为什么线圈是转动而不是直线运动呢？

生：（讨论后总结）由于导线两边的电流方向是不一样的，那么他们受到的力也就不一样了，就像一个框被相反的力扭动一样，所以只能是转动的。

师：总结得很好。其实我们开头讲的电动机的原理就是这样的，是用电来使线圈转动，然后带动机器转动的。下面我们就来做这个“小小电动机”实验，看看电动机是怎样转起来的。并且思考一下电动机为什么能不停地转动，这和我们的实验器材的结构有没有关系？

生：（动手做实验，探究电动机的转动，记录实验现象并思考问题）（约7、8min）师：好了，刚才我们通过实验也验证了我们开始的猜想。那么同学们在做实验的时候有没有注意到我们的实验器材有什么特别的地方呢？

生：我们的线圈引线的两端都只是把一半的漆皮刮去的。

师：对，这是实验的特别之处，同学们回去想一下，为什么要这样做，假如把两端漆皮全部都刮去的话，又会怎么样呢？

（让学生先回去思考）

师：同学们你们在学完这节课后，有什么收获呢？ 生甲：我知道了通电导线在磁场中会受到力的作用…… 生乙：我还知道了我们有了设想之后一定要用实验去验证。

师：这节课我们能获得那么多知识，和同学们善于思考是离不开的。同学们在讨论问题时都很认真，并且还能联系我们以前学过的东西去想问题，也越来越善于由看到的实验现象总结出实验的结论，语言表达比较规范。请同学在课外思考我们刚才提出的问题。

板书

一、磁场对通电导线的作用 结论：

①通电导线在磁场中受到力的作用。②通电导体所受力的方向跟电流方向、磁场方向有关。

二、电动机的基本结构

换向器的作用：改变线圈的电流方向，使线圈得以持续转动。

三、生活中的电动机

电动机的作用：把电能转化为机械能。

第三篇：第4节 电动机 教学设计 教案

教学准备

1.教学目标

1.1 知识与技能：

①了解磁场对通电导体的作用；

②初步认识直流电动机的构造、原理、应用。1.2过程与方法：

通过演示，提高学生分析概括物理规律的能力。通过制作模拟电动机的过程，锻炼学生的动手能力。1.3 情感态度与价值观 ：

通过了解物理知识如何转化成实际技术应用，进一步提高学生学习科学技术知识的兴趣。

2.教学重点/难点

2.1 教学重点 磁场对电流的作用。2.2 教学难点

分析概括通电导体在磁场中的受力方向跟哪两个因素有关。理解通电线圈在磁场里为什么会转动。

3.教学用具

多媒体设备

4.标签

教学过程

6.1 引入新课

【师】老师在你们这个年纪的时候，最爱玩的一种玩具是四驱赛车，也是以前的孩子们都很喜欢的，现在也有很多小孩喜欢，这个四驱赛车在跑道里面跑得非常非常快，为什么能这么快呢，主要是因为小赛车里面装有了能提供强动力的马达，也就是我们这节课要来学习的——电动机。

【师】很多同学可能会有疑问，这个电动机嘛，顾名思义，肯定是用电就能动的一个机器，那这个和我们学的内容——磁，有啥样的关系呀。好，那么接下来我们来做一个简单的实验，大家一起来见证一下电和磁的进一步关系。

【师】在之前我们通过奥斯特实验已经知道：通电导体旁边的小磁针会发生偏转，所以电流所引发的磁场，是可以和磁铁的磁场一起做点事的。我们接下来的实验就是要进一步探究其中的关系。

【实验】

1、把导线ab放在磁场里，接通电源，让电流通过导线ab,观察它的运动，说出观察到的现象，讨论得出它的结论。

【实验现象】接通电源，导线ab向外（或向里）运动。【实验结论】通电导体在磁场中受到力的作用。

2、把电源的正负极对调后接入电路，使通过导线ab的电流方向与原来相反，观察导线ab的运动方向。

【实验现象】合上开关，导线ab向里（或向外）运动，与刚才运动方向相反。【实验结论】这说明通电导体在磁场中受到的力的方向与电流通过导体的方向有关。

3、保持导线ab中的电流方向不变，但把蹄形磁体上下磁极调换一下，使磁场方向与原来相反，观察导线ab的运动方向。

【实验现象】磁极调换后观察到导线ab的运动方向改变。

【实验结论】这表明通电导体在磁场中运动方向与磁感线方向有关。实验表明：通电导线在磁场中要受到力的作用，力的方向跟电流的方向、磁感线的方向都有关系，当电流的方向或者磁感线的方向变得相反时，通电导线受力的方向也变得相反。

【师】那么刚刚这个小实验，充分表现了通电导线在磁场中的运动情况，这个就是电动机运动的工作原理。

6.2 新知介绍

1、磁场对电流的作用

通电导体在磁场里受到力的作用,所受力的方向跟磁感线的方向和电流的方向有关,它们之间的关系可用左手定则来判定。

左手定则:伸开左手,使大拇指跟其余四个手指垂直,并且都根手掌在一个平面内,让磁感线垂直进入手心,并使四指指向电流方向,这时手掌所在的平面跟磁感线垂直,拇指所指方向就是通电导线在磁场中的受力方向。

如上图所示，电流从电池正极出，流过金属棒，根据上述的左手定则，张开左手,使大拇指跟其余四个手指垂直,并且都根手掌在一个平面内,让磁感线垂直进入手心,并使四指指向电流方向,这时手掌所在的平面跟磁感线垂直,拇指所指方向就是通电导线在磁场中的受力方向。（详见下图）。

所以拇指指向右边，也就是金属棒的移动方向。

【例题】如图所示的装置中，当闭合开关、导体ab中有电流通过时，导体ab就会运动起来，关于这一现象的说法，正确的是（）

A．此现象说明磁可以生电

B．导体ab运动方向与电流方向和磁场方向有关

C．发电机是利用这一现象来工作的

D．在该现象中，机械能转化为电能

【分析】

A、当闭合开关、导体ab中有电流通过时，导体ab就会运动起来，此现象说明电能生磁，故A错误；

B、当电流方向和磁场方向有一个方向发生改变时，导体ab的运动方向就发生改变，说明导体ab运动方向与两者方向有关，故B正确；

C、力是改变运动状态的原因，物体运动说明它受到了力，而这力只能是磁场提供，因为导体棒受到力的作用，我们可以让线圈不停地转下去，这就是电动机原理，故C错误；

D、在该现象中是电能转化为机械能，故D错误． 故答案选B

【例题】如图所示，当开关S闭合，原本静止的轻质硬直导线AB会水平向右运动．要使AB水平向左运动，下列措施中可行的是（）

A．将导线A、B两端对调

B．将蹄形磁体的N、S极对调

C．换用磁性更强的蹄形磁体

D．将滑动变阻器的滑片P向左移动

【分析】

知识点：通电导体在磁场中受到力的作用，受力方向与两个因素有关：一个是磁场方向，另一个是电流方向．如果只改变一个因素，则导体受力方向改变，如果同时改变两个因素，则导体受力方向不变．此实验是电能转化为机械能。

A、将A、B两端对调，受力运动方向不变，故A错．

B、将蹄形磁体的N、S极对调，只改变一个影响因素（磁场方向），受力运动方向改变，故B正确；

C、换用磁性更强的蹄形磁体，将增大导线的运动速度，不会改变运动方向，故C错； D、将滑动变阻器的滑片P向左移动，增大电路中的电流，增大导线的运动速度，不会改变运动方向，故D错；

故选B。

2、电动机

电动机的原理:通电导体在磁场中受力而运动(磁场对电流的作用)； 导体受力方向随磁感线方向和电流方向的变化而变化； 【电动机组成】 电动机由两部分组成：转子和定子。电动机里，能够转动的部分叫转子，固定不动的部分叫定子；

【电动机能量转化】

电能转化为机械能，通电导体在磁场中运动消耗了电能，得到了机械能。

【电动机的工作原理】

上图，根据所学内容，左上图，线圈开始顺时针转动。

上2图，线圈达到如图所示位置，受力通过左手判断，上端铁棒受力向上，下端铁棒受力向下，所以处于平衡位置，线圈由于受到惯性继续转动，通过平衡位置后，两电刷恰好接触半环间绝缘部分，在换向器作用下，电流改变方向。

下左图，电流方向改变后，通过判断，线圈仍顺时针转动。下右图，线圈又到平衡位置，换向器自动改变电流方向。上述就是电动机的整个工作过程及原理。

电流是因,运动是果(因为有电流而运动)；

通电导体在磁场里受力的方向，跟电流方向和磁感线方向有关。【例题】线圈abcd转动过程中经过图甲、乙位置时，导线ab所受磁场力的方向（）

A．相同，是由于磁场方向、流过ab的电流方向都没改变

B．相同，是由于磁场方向、流过ab的电流方向都改变了

C．相反，是由于流过ab的电流方向相反了

D．相反，是由于磁场方向相反了

【分析】

电动机的原理是：通电导线在磁场中受力的作用，其受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关，即只要改变一个量，其受力的方向就会改变一次。

由于电流从电源的正极出发，故此时图甲中ab的电流方向是由b到a；在图乙中，由于磁场的方向没有改变，电流的方向是由a到b，故此时线圈受力的方向改变。

故选C。

【例题】小明用漆包线绕成线圈，将线圈两端的漆全部刮去后放入磁场，如图所示，闭合开关S后，发现线圈只能偏转至水平位置、不能持续转动．为使线圈持续转动，下列措施中可行的是（）

A．换用电压更大的电源

B．换用磁性更强的磁体

C．重新制作匝数更多的线圈，将线圈两端的漆全部刮去

D．在线圈的一端重抹油漆，干后在适当位置刮去半圈 【分析】

知识点：直流电动机中的换向器可以在线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向，改变线圈的受力方向，使线圈持续转动下去。将线圈两端的漆全部刮去后，没有了换向器，不能改变线圈中的电流方向，就不能改变线的受力方向，所以闭合开关S后，发现线圈只能偏转至水平位置、不能持续转动，要想让线圈持续转动，需增加换向器，即在线圈的一端重抹油漆，干后在适当位置刮去半圈，相当于添加一个换向器，使线圈能够持续转动，故D符合要求；

换用电压更大的电源、换用磁性更强的磁体、重新制作匝数更多的线圈不能改变 线圈的受力方向，仍然不能持续转动，故ABC不符合要求．

故选D。

课堂小结

知识点总结：

1．通电导体在磁场里会受到力的作用。2．通电导体在磁场里受力的方向，跟电流方向和磁感线方向有关。3．通电线圈在磁场中受力转动，在平衡位置时静止。4．通电导体在磁场中运动消耗了电能，得到了机械能。

课后习题

[1]课堂练习

1、电动机是一种高效率、低污染的设备,广泛应用于日常生活和生产实践中,下列家用电器中应用了电动机的是(B)A.电饭锅 B.洗衣机 C.电热水壶 D.电热毯

2、小红安装好直流电动机模型,通电后电动机正常运转,她还想使电动机的转速加快,可采用的方法是(A)

A.增大电流 B.减小电流

C.对调电源正负两极 D.对调磁体南北两极

3、关于通电导体在磁场中的受力方向,下列说法中正确的是(D)A.受力方向与电流方向一致 B.受力方向与磁感线方向一致

C.受力方向与电流方向和磁感线方向平行 D.受力方向与电流方向和磁感线方向互相垂直

4、关于通电导体在磁场里受力方向与电流方向和磁感线方向之间的关系，下列说法中错误的是（C）

A．电流方向改变时，导体受力方向改变 B．磁场方向改变时，导体受力方向改变

C．电流方向和磁场方向同时改变，导体的受力方向改变 D．电流方向和磁场方向同时改变，导体的受力方向不变

板书

第二十章电与磁 第四节 电动机

通电导体在磁场里受到力的作用,所受力的方向跟磁感线的方向和电流的方向有关,它们之间的关系可用左手定则来判定.左手定则:伸开左手,使大拇指跟其余四个手指垂直,并且都根手掌在一个平面内,让磁感线垂直进入手心,并使四指指向电流方向,这时手掌所在的平面跟磁感线垂直,拇指所指方向就是通电导线在磁场中的受力方向.电动机工作特点

1．通电导体在磁场里会受到力的作用。

2．通电导体在磁场里受力的方向，跟电流方向和磁感线方向有关。3．通电线圈在磁场中受力转动，在平衡位置时静止。4．通电导体在磁场中运动消耗了电能，得到了机械能。

第四篇：第4节 电动机 教学设计 教案

教学准备

1.教学目标

1.了解磁场对通电导线的作用。2.了解直流电动机的结构和工作原理。3.初步认识科学与技术的关系。

2.教学重点/难点

通电到现在磁场中受到力的作用，力的方向跟电流的方向、磁场的方向有关。

3.教学用具 4.标签

教学过程

引入课题

让学生列举带电动机的电器 演示电动机模型通电后转动。

提问：电动机为什么会转动？它是根据什么原理制成的？ 学生踊跃发言，把自己所认识的带电动机的电器设备列举出来。

新课教学

一．磁场对通电导线的作用

1．对比磁体对磁体的作用猜想磁体对电流的作用并提问：给电动机通电，它能够转动，这是为什么？若要探究此问题，实验需要什么器材？

1．实验探究：通电后原来静止的导体发生的现象。2．师：导体受力方向与哪些因素有关？

3．把电源的正负极对调后重新接入电路，使通过导线的电流方向跟原来相反。4．如果通电导体是线框，它会在磁场里发生什么现象？ 5．实验演示：把一个通电的线框放入磁场中 提出问题：它在磁场中将会发生的现象。出示幻灯片：巩固练习1 二．电动机的基本构造

1．让学生观察幻灯片认识电动机的主要构造：转子和定子。

2．提问：在上面的探究活动中，我们使线圈转起来了。那么线圈怎样才能不停地转动呢？

演示实验。1．边实验边提问：

①线圈会在什么位置停下来？为什么？

②要使线圈持续地转动生：实验需要蹄形磁铁，通电导体，电源，导线，开关等。根据实验，归纳下面几点：

1．通电导体在磁场里受到力的作用而运动。

2．学生动手探究后回答：这个力的方向既跟电流方向垂直，又跟磁感线的方向垂直。3．认真观察改变电流方向后的现象，并与原来对比总结得到：通电导体在磁场里的受力方向跟电流的方向，磁感线的方向都有关。

4．认真观察实验

生：线圈在磁场里扭转了。

根据老师指导，积极思考回答课本P74的问题框并回答。完成练习一

认真观察，思考电动机主要构造的作用。一边实验一边回答问题： 1．线圈在图乙位置上闭合开关线圈没运动。

2．线圈在图甲位置上闭合开关，线圈不能持续转动，最后返回平衡位置。3．线圈在图丙位置上闭合开关，线圈向逆时针方向转动。老师的点评，联系导体在磁场中的受力方向，分析 下去，应采取哪些措施？

2．引导指出：设法改变后半周电流的方向，使线圈在后半周也获得动力，线圈将会更平衡、更有力地转动下去，实际的直流电动机是通过换向器来实现这项功能的。

3．幻灯片介绍换向器的 原理和作用。

出示幻灯片：巩固练习2 三．生活中的电动机

介绍电动机能量的转化、优点和用途。出示幻灯片：巩固练习3 课堂小结

1．图甲线圈上、下两个边受力大小一样，方向相反，其转动最后要返回该平衡位置。2．线圈不能连续转动，是因为线圈越过平衡位置后，它受到力要阻碍它的转动。3．只有半周线圈中有电可以持续地转动。认真观察，认识换向器构造。

板书

一、磁场对通电导线有力的作用

通电导线在磁场中受力的方向跟电流方向和磁感线方向有关

二、电动机的基本构造：转子和定子

三、分 类：直流电动机和交流电动机

优 点：构造简单、控制方便、体积小、效率高、污染小

第五篇：《机械能及其转化》教学设计[模版]

《机械能及其转化》教学设计

一、教学目标

（一）知识与技能

1．知道动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。

2．能通过实验或实例，认识物体的动能和势能可以相互转化。能解释与机械能转化有关的现象。

3．通过实例认识能量可以从一个物体转移到另一个物体，不同形式的能量可以互相转化。

（二）过程与方法

1．通过观察和实验，认识动能和势能之间的相互转化的过程。2．通过动手设计实验，勇于探索自然现象和身边的物理道理。

（三）情感态度与价值观

1．通过水能和风能的利用，知道人类如何利用机械能的转化与守恒解决实际问题。提高运用机械能转化与守恒观点分析力学问题的意识。

2．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 二 教学重难点

教学重点：通过实例说明物体的动能和势能。教学难点：引导学生探究影响动能和势能大小的因素。三 教具：斜槽，钢球，木块，橡皮筋，压缩弹簧等。四 教学过程：

一、引入新课

学生看一则新闻：《一铁路职工“中弹”昏倒》。或为什么小小的馒头能把人砸伤？学完这节课大家自然会明白。

出示斜槽，并演示钢球从斜槽上滚下，在水平桌面上撞击木块，使木块移动了一段距离。让学生分析碰撞过程中，做没做功? 通过“钢球对木块做了功”引入能量的概念：一个物体能够做功，我们就说它具有能量。可见物理学中，能量和功有着密切的联系，能量反映了物体做功的本领。

不同的物体做功的本领不同。一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。

二、新课学习

物体具有能量的形式是多种多样的，以后我们将逐步认识各种形式的能量。刚才的实验中钢球撞击木块能够做功，但若将钢球停靠在木块一侧(边讲边演示)，这时的钢球并不能推动木块做功。只有运动的钢球才能推动木块做功。

1.动能：物体由于运动而具有的能量叫做动能。引导学生广泛地列举事例，说明运动的空气、水和各种物体都能够做功，而具有动能。概括出“一切运动的物体都具有动能。”

列举事例说明：运动的物体具有的动能多少不尽相同。如狂风能吹倒大树，而微风只能使树枝摇动。进而通过演示实验，概括出决定物体动能大小的因素。

演示课本实验，实验可分三步： ①将同一个钢球，从斜面不同高度滚下，让学生观察钢球将木块推动的距离。木块被推动的距离不同，说明钢球对木块做的功不同。木块被推动得越远，表明钢球的动能越大。实验说明：从不同高度滚下的网球，具有不同的动能。

②上面的实验表明钢球从较高处滚下时具有的动能大。那么钢球从不同的高度滚下时有什么不同呢?我们可通过观察实验来得到结论。将质量相同的两个钢球，同时从斜槽的最高点和接近斜槽底部的位置释放。从最高点滚下的钢球能在水平槽上追上从接近底部滚下的钢球。实验表明从高处滚下的钢球速度大。从而得到结论：物体的动能与速度有关，速度越大，物体的动能越大。

③换用不同质量的钢球，从同一高度让其滚下，让学生观察钢球推动木块的距离。从而得出结论：运动物体的质量越大，动能就越大。

演示实验之后，总结实验结果：运动物体的速度越大，质量越大，动能就越大。

2.势能：物体由于运动的原因而具有动能，物体还可能由于其他的原因而具有能量。例如，同学们都玩过用橡皮筋弹射纸弹的游戏，拉长的橡皮筋能给纸弹一个力，并推动纸弹移一段距离，从而对纸弹做了功。同样拉弯的弓、压缩的弹簧也能够做功，它们都具有能量，这种能量叫做弹性势能，物体由于弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。

如：拉长的弹簧，压扁的皮球，弯曲的钢锯条，上紧的钟表发条，撇开的弓等。

将两个性质相同弹簧，压缩到不同的长度。先后将拉紧弹簧的绳烧断，两次砝码被弹起的高度不同。弹簧压得越紧，放松时它做的功越多，表示它的弹性势能越大。

被举高的重物，也能够做功。例如：举高的铅球，落地时能将地面砸个坑；举高的夯落下时能把木桩打入地里。物体由于被举高而具有的能量叫重力势能。

列举事例说明：物体的质量越大，举得越高，它具有的重力势能越大。如：举起同样高度的铅球和乒乓球，铅球落下时做的功多，具有的重力势能大。铅球举得越高，具有的重力势能就越大。

引导学生讨论树上结的苹果是否有重力势能?通过讨论使学生理解“一个物体能够做功”的含义。能够做功只是说物体具有了做功的“本领”，但不一定做了功。树上结的苹果虽然没有做功，但只要它从树上掉下来就能做功，所以我们说它具有重力势能。

3.能量的单位：从前面的讨论，我们可以认识到能量是跟做功有密切联系的概念，能量反映了物体具有做功的本领，能量的大小可以用能够做功的多少来衡量。因此，动能、势能以及其他能量的单位跟功的单位相同，也是焦耳。

三、小结

通过以下问题的讨论，进一步帮助学生理解能量、动能、势能等概念及其单位。

(1)高山上有一块大石头，稳稳地待在那里，它有没有能量?有什么能量?

(2)列举几个物体具有动能、重力势能、弹性势能的事例。(3)在同一高度铅球和棒球具有的重力势能不相等，若使它们的重力势能相等，可采取哪些方法?

(4)从斜槽上端滚下的小球，它有没有重力势能?在它下滚的过程中重力势能的大小有没有变化?为什么?在滚下的过程中有没有动能?它的动能有没有变化?为什么?

四、作业：动手动脑学物理：

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