动能和势能的转化教案示例之一5篇

第一篇：动能和势能的转化教案示例之一

动能和势能的转化教案示例之一

（一）教学目的

1．知道动能和重力势能、弹性势能可以相互转化，并能举例说明。

2．能解释一些有关动能、重力势能、弹性势能相互转化的简单物理现象。

（二）教具

滚摆、单摆，斜槽，弹簧片，木球，人造地球卫星的挂图等。

（三）教学过程

1．复习

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？

2．引入新课

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）

3．进行新课

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。

4．小结

通过“想想议议”问题的讨论，进一步认识动能和势能的相互转化。

(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。说明

1．滚摆实验能直观地表现动能和势能的转化。它的优点在于能量转化的过程比较缓慢，摆轮高度变化明显、直观，摆轮转动快慢变化也能直接观察。实验中应充分发挥上述优点，为此要注意以下几点。

(1)摆轮的轴应相对细些，以减缓摆轮的升降速度。固定摆绳时，应穿过轴的横孔，不宜用缠绕的方法固定，以防打滑。

(2)要在摆轮的侧面某处涂上鲜明的颜色标志，便于观察摆轮速度的变化。

(3)摆轮应当边缘厚重，以增大转动惯量。

2．关于人造卫星的知识，学生是非常感兴趣的，鉴于学生的知识基础，难以使学生揭开谜底，往往由此而损伤学生的求知欲。本节课如有可能，也可通俗地介绍卫星为什么能绕地球运行。讲法上可用想象推理的方法。

参看图1，水平地抛出一个物体，由于地球的吸引，它会落回地面，但是抛出的物体速度越快，它飞行的距离越远。人抛物体，抛出的距离不过几十米，但汽枪子弹能飞行几百米，步枪子弹能飞行几千米，而炮弹能飞行几十公里。我们可以设想，物体的速度足够大时，它就能永远不落回地面，围绕地球旋转。这个速度大约是8公里/秒。如果速度再大些，物体绕地球运行的轨道就由圆形变为椭圆形。人造卫星就是根据这个道理发射的。

第二篇：动能和势能教案

动能和势能教案示例之二

（一）教学目的

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。

3．能解释一些动能和势能相互转化的简单现象。

（二）教具

1．可以改变倾斜度的斜面（或斜槽），质量显著不同的两个钢球（或金属滑块），木块一个，用以做课本图1-1的实验。

2．玩具弹簧枪（或课本图1-4的实验器材）。

（三）教学过程

1．引入新课

从日常生活中的现象中引入“能量”这个词。

运动员在激烈运动后，我们说消耗了体内储存的能量；燃烧煤可以取暖，我们说煤燃烧时放出了能量；电灯发光，电炉发热，电扇吹风，我们说都消耗了能量。

在这些不同的现象中，有一个共同的东西把它们联系起来，这就是能量，简称能。

2．新课教学

(1)“能”是什么？

能的概念和跟前面学过的功的概念有密切联系。一个物体能做功，我们就说它具有能。

能的形式是多种多样的。今天，我们学习最常见的一种形式的能——机械能。

(2)运动物体具有能量吗？

（启发学生举日常生活中的例子，说明运动物体能做功。例如，风可以吹转风车，流水可以推动水磨，挥动的铁锤可以把桩打进地面等。当学生举例中固体、液体、气体都有了时，教师总结：固体、液体、气体都是物体，只要它们运动，即具有速度，就具有动能）

提问：运动物体做功后静止，它还具有动能吗？动能到哪里去了呢？

（启发学生得出物体不运动就没有动能以后，教师讲解：物体原有的动能用来做功了，即能量可以做功，做功要消耗能量。打个比方，你有钱可以买商品，买了商品钱就付出去了）

(3)用小钉锤钉木桩和用大铁锤钉木桩，显然做功多少是不一样的，这说明运动的钉锤和铁锤具有的动能大小不一样。那么，动能的大小跟哪些因素有关呢？

教师演示课本图1-1所示的实验。先说明钢球把平面上的木块推得越远，做的功就越多，这是因为阻碍木块运动的摩擦力是一定的，推得越远说明克服摩擦力做的功越多，表示钢球推木块前具有的动能越大。然后做同一个钢球从不同高度滚下的实验，引导学生观察从不同高度滚下的钢球的速度不同，得出：钢球速度越大，动能越大的结论；最后做质量不同的钢球从同一高度滚下的实验，引导学生观察得出：不同质量的钢球从同一高度滚下的速度是相同的，从而得出：质量越大，动能越大。

教师总结：运动物体的动能，与物体质量和运动速度两个因素有关。质量相同时，速度越大，动能越大；速度相同时，质量越大，动能越大。

提问：行驶的出租车和卡车，如出租车速度大于卡车速度，哪个动能大些？如出租车速度小于卡车速度，哪个动能大些？（引导学生分析得出：前一情况无法判断，后一情况是卡车的动能大）教师总结：动能由质量和速度两个因素决定，且是随任一因素增大而增大的。因此在比较物体的动能大小时：①当一个量相等，另一个较大时，则动能较大。②当两个量都较大时，动能亦较大。③当一个量较大，另一个量较小，则无法判断动能的大小。

最后说明：速度越大、质量越大，动能就越大，是一个定性的粗略的比较，并不是数学上的按比例的变化。

(4)被举高的物体具有能量吗？

（启发学生举日常生活中的例子，说明举高的物体落下来能够做功。例如，举高的重锤落下来打桩，拦河坝把水位升高，水流下来可以冲动水轮机等）教师强调：如果不把重锤举高，重锤就不能把木桩打入地里做功；如果没有重力作用，铁锤就不会落下来。因此被举高的物体具有的能量叫做重力势能。

(5)提问：重力势能的大小与哪些因素有关呢？

引导学生由重锤打桩得出：

物体的质量越大，举高越高，重力势能就越大。

(6)发生弹性形变的物体具有弹性势能。

（演示弹簧枪或课本图1-4的实验，并简单说明什么是弹性形变后，即引出弹性势能概念）

教师简单介绍“弹性形变越大，弹性势能就越大”。

由于只要求学生知道什么是弹性势能，教师讲解时应力求简单明了，时间不宜超过5分钟。

(7)动能和势能统称机械能。

教师讲明两点：

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．板书设计（配合教学过程，板书如下）

机械能——动能和势能

能的初步概念——物体能做功，就说它具有能。

动能——运动物体具有的能。动能的大小与质量和速度有关。

势能

重力势能——举高的物体具有的能。重力势能的大小与质量和高度有关。

弹性势能——发生弹性形变物体具有的能。

4．想想议议

(1)在航空史上，有不少飞机失事，是由于飞鸟碰在飞机上，飞鸟为什么能使飞机失事？

(2)在一空战中，飞行员觉得旁边有个东西跟着他，他用手抓住一看，原来是颗子弹，这种情况可能吗？子弹为什么不伤飞行员？

(3)楼顶平台上放一块砖，砖对平台有没有重力势能？对地面有没有重力势能？

（将这3道题，预先写在小黑板上，让学生分组讨论。最后得出：运动是相对的，飞鸟相对于飞机速度很大，故动能很大，足以打碎玻璃、打坏机内的人和机器；子弹相对于飞行员，速度为零，动能为零，故飞行员抓住子弹就像我们平常拿起铅笔一样；高度也是相对的，砖对平台没有高度，故没有重力势能，砖对地面有高度，故有重力势能）

5．布置作业

阅读本节课文，思考和解答以下问题。

(1)除了课文中讲过的，再分别举出三个物体具有动能、具有势能的实例。

(2)说明下列物体具有什么形式的机械能：

①在海上行驶的轮船；

②高空中云彩里的小冰粒；

③空中飞行的子弹；

④拉长的弹弓橡皮条。

(3)把废钟表或废玩具里的发条拆下来看看它是怎样工作的。为什么发条拧得紧些钟表或玩具走的时间就长些？

（以上题目即课本机械能一章的习题第1、2、3题）

注：人教版九年义务教育初中物理课本第二册

第三篇：动能 势能 机械能教案

《动能 势能 机械能》教学设计

教学目标

1．通过实例分析，认识到运动的物体能做功，具有动能。

2．通过探究，知道动能的大小与物体的质量和运动速度有关，并能解释简单的现象。3．通过探究，知道弹性势能和重力势能的概念和决定因素，并能解释简单的现象。4．通过观察和实验，认识并理解动能和势能的转化过程，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物理现象。

5.能够运用“控制变量法”进行实验设计，逐步养成在实验中认真观察、勤于思考的习惯。重点难点

动能、弹性势能、重力势能的概念和决定其大小的因素，分析解释有关能量及能量转化的实例。教材分析

教材从“公路限速”和“滑板下滑”两个实例出发提出问题，激发了学生的学习兴趣，同时引出本节研究的内容动能、势能及其相互转化。

教材通过三个活动探究决定动能、弹性势能、重力势能大小的因素，并通过“观察摆球摆动”的活动，分析动能和势能的转化过程，探讨日常生活中动能和势能相互转化的实例。教学方法

通过对生活中实例的分析，引出本节的课题。通过三个活动进一步分析探究决定动能、势能大小的因素。运用动能、弹性势能、重力势能的概念及能量转化的观念分析讨论日常生活中的相关事例。教具

斜面、小车、木块、砝码、卡片、橡皮筋、木桩、细纱、大小不同的木块、单摆（摆球、细线）、滚摆、多媒体、音响。教 学 程 序 设 计

一、引入课题

教师播放动画图片，学生观察图片思考：

①为什么在高速公路上要限制汽车的最大行驶速度？

②人脚踩滑板从高处滑下，为什么会越来越快？

③什么是能量？

二、教学过程

（一）、能量：一个物体如果能够对另一个物体做功，这个物体就具有能量。说明:物体能够做的功越多，具有的能量就越大。

（二）、动能：物体由于运动而具有的能量 观察课本P30图12-1 ①由图可得到哪些信息？

公路上对车辆行驶的速度有限制，且对不同的车辆行驶速度的限制不同。②根据图提供的信息提出问题

提出问题：动能的大小可能与哪些因素有关？ 进行猜想：动能的大小可能与物体的质量和速度有关 设计实验：

③实验应采用的方法？ 控制变量法

④选用那些实验器材？

⑤通过观察什么现象而知道物体的动能大小？

观察木块被推动距离的远近，木块被推动得越远，说明小车对木块做功越多，即小车具有的动能越大。

（活动1）探究动能大小与哪些因素有关 1．动能大小与速度大小的关系

条件：同一小车从同一斜面的不同高度滑下 ①小车运动到水平面上时的速度大小是否相同？ ②木块被撞后移动的距离是否相同？

现象：速度大的小车使木块移动距离远，对木块做功多，小车具有的动能大。

结论：运动物体的动能大小与物体的速度有关，质量相同时，速度越大，物体的动能越大。2．动能大小与质量的关系

条件：改变小车的质量，让它们从同一高度、同一斜面由静止下滑。现象：质量大的小车使木块移动距离远，对木块做功多，小车具有的能量大。

结论：运动物体的动能大小与物体的质量有关，速度相同时，质量越大，物体的动能越大。动能大小与物体的速度和质量有关，物体的速度越大，质量越大，它具的动能就越大。

（三）、弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能量 提出问题：弹性势能的大小可能与哪些因素有关？ 进行猜想：弹性势能的大小可能与弹性形变的大小有关 设计实验： ①选用实验器材

②通过观察什么现象知道物体具有的弹性势能大小 观察橡皮筋拉伸后弹出去的距离（卡片弹起情况）（活动2）探究弹性势能与弹性形变大小的关系 现象：橡皮筋拉伸得越长，弹出去的距离越远。说明：被拉伸的橡皮筋具有的弹性势能越大。

在一定的范围内，形变越大，发生形变的物体具有的弹性势能就越大。

（四）、重力势能：物体由于被举高而具有的能量 提出问题：重力势能的大小可能与哪些因素有关？

进行猜想：重力势能的大小可能与物体的质量和被举高的高度有关 设计实验：

①实验方法：控制变量法 ②选用器材

③通过观察什么现象知道物体具有的重力势能大小 观察木桩在沙中下陷的深度

木桩下陷的越深，说明重锤对木桩做功越多，重锤举 高时具有的重力势能就越大。

（活动3）探究重力势能的大小与那些因素有关 1．重力势能大小与质量的关系

条件：质量不同的重锤从同一高度自由下落 现象：质量大的重锤下落后将桩打得越深

结论：物体具有的重力势能大小与物体的质量有关，在举高的高度相同时，质量越大，物体具有的重力势能越大。

2．重力势能大小与被举高的高度的关系 条件：同一重锤从不同高度自由下落 现象：重锤举得越高，下落后将桩打得越深。

结论：物体具有的重力势能大小与物体被举高的高度有关，质量相同时，举得越高，物体具有的重力势能越大。

重力势能的大小与物体的质量和被举高的高度有关，质量越大，被举高度越大，物体具有的重力势能就越大。

（五）、机械能及其相互转化

1.机械能：动能和势能的统称。

2.动能和势能的相互转化：观察单摆的摆动情况，在教师的提醒下，学生完成课本P34 相关填空。

三．小结新课，课后思考

找学生说出本节课的收获，并对有疑惑的地方提出问题，进行解决。

思考:一根粉笔在下落的过程中,它的动能,重力势能是否发生变化?怎么变?

第四篇：动能和势能说课稿

各位领导老师同行们：大家好

我说课的内容是人教版初中物理八年级上册《动能和势能》，下面我从教材的地位和作用、学情分析、教学目标、教学方法、学法指导、教学过程等六个方面进行说课。

一、教材的地位和作用

本节所讲内容是人教版初中物理八年级上册《动能和势能》。本节教材首先在学生学过的功的知识的基础上，直接从功和能的关系引入了能量的初步概念。主要是介绍能量、动能和势能以及机械能的初步概念，重点是通过实验探究决定动能、势能大小的因素。教材列举了风、流水等能够做功，以便使学生对运动物体具有能量形成比较清楚的具体印象，同时也为后面继续学习能量埋下伏笔，具有承上启下的作用。

二、学情分析

学生在上节课已经学习了功的知识，对于力对物体做功能够判断并且进行计算，所以可以通过做功引入能量的概念。本节课与实际生活联系较大，教学中要注意培养学生学习物理的兴趣，充分发挥实验及多媒体教学手段，迎合他们好奇好动好强的心理特征，调动他们学习的积极性和主动性，同时初中生思维方式要求逐步由形象思维向抽象思维过渡，因此在教学中应注意积极引导学生应用已掌握的知识，通过理论分析和推理判断来获得新知识，发展抽象思维能力，当然在此过程仍需以一些感性认识做为依托，可以借助实验加强直观性和形象性，以便学生理解和掌握。

三、教学目标分析 《物理课程标准》中指出，义务教育阶段物理课程的总目标是提高学生的科学素养，让学生：

学习终身发展必需的物理基础知识和方法，养成良好的思维习惯，在分析问题、解决问题时能尝试运用科学知识和科学研究方法。本节课属于一级主题能量的二级主题中的第二个内容机械能，课标要求知道动能、势能和机械能。通过实验，了解动能和势能的相互转化。根据课程标准的要求和对教材的理解，结合学生的实际情况，确定本课的教学目标如下：

1.了解能量的概念，能的单位，知道能量与做功的关系。2.认识动能和势能，能列举出动能和势能的实例。

3.通过实验探究，了解动能和势能的大小跟哪些因素有关，并运用动能和势能知识解释生活现象。

4.培养学生注意安全的意识。

本节课的内容是下节课机械能及其转化的基础，只有熟练掌握动能和势能的影响因素才能准确判断下节课动能何时能的变化及转化，便于学生理解内能。确定本节课的教学重点为：知道决定动能、势能大小的因素。但势能课本说的比较笼统，定义给出抽象，学生不易理解，确定本节课的教学难点为：势能的定义。

四、教法分析

1、实例讲授法

能是物理学中最重要的概念之一，由于它比较抽象，所以在引入能量概念时，运用举例法进行教学，并结合实例中共同存在着的“有做功的能力”这一因素，推出动能、势能和机械能的概念。

2、实验探究法

观察和实验是学生认识物理规律、获取物理知识的重要途径，对于决定动能、势能大小的因素的教学则采用实验探究法进行，以实验探究的方式让学生自主探究，培养学生的操作能力、分析问题、总结问题的能力。

3、交流讨论法

对于实验结论的正确与否，是否具有普遍性以及科学性，则采用交流讨论法，让学生相互交流实验情况形成共识，得出可靠的正确的实验结论，从中也培养学生交流合作的意识。此外还采用提问引导法

讲练结合的方法巩固本节的知识，掌握分析问题和解决问题的思路和方法。

五、学法分析

通过本节课的学习，要使学生了解控制变量的研究方法，在教学过程中引导学生如何进行实验设计、实验操作，怎样对实验数据进行分析得出实验结论和总结出物理规律，这就要指导学生主动的根据实验逐项观察，逐项分析，再综合考察，综合分析，达到从实践到认识上的飞跃。

六、教学过程分析

（一）情境导入

播放影片《超强台风》

片段并提出问题：影片中力对哪些物体做了功？

设计意图：从生活走向物理，用震撼的视频激起学生的学习兴趣，并从中发现物理问题，引出能量的概念。

（二）合作探究 1.能量

引导学生说出能量的概念并完善（能够做功表示有做功的本领，不一定正在做功）根据能量的概念列举生活中具有能量的物体（副板书学生的举例并做好分类，对于重力势能和弹性势能学生如果说不出来教师适当提示）

设计意图：巩固能量的概念，加深对能量的理解，并由学生列举出生活实例进行分类，为引出动能、重力势能和弹性势能做好过渡。

根据学生举例引导学生说出动能、重力势能、弹性势能的概念。设计意图：

抓住事物的本质特征，有助于学生识别各种能量的形式，学会利用分类法找出事物的本质区别培养学生处理信息的能力。2.动能 提出问题：

动能大小与哪些因素有关？ 引导学生猜想：（新闻）

引导学生设计实验并选小组代表讲述实验过程。所设计的几个问题：如何反映动能大小？

如何控制速度大小相同？

如何控制质量不变并改 变速度大小 ？

都是为了加深学生的理解降低设计实验的难度、及时发现学生不懂的问题。学生通过合作交流，培养学生观察能力，分析问题、处理信息、语言表达能力。进行实验并得出结论：培养学生归纳总结的能力。出示练习题： 温馨提示 设计意图：巩固知识点，体现物理与生活关系密切。同时引导学生生活中注意交通安全，进行德育渗透教育。3.重力势能

观看视频，高空抛物实验引出质量和高度影响重力势能 怎样探究影响重力势能大小的因素？请同学们思考实验方案

设计意图：在设计影响动能大小因素的实验的基础上，由学生自己设计实验，提高学生解决问题和举一反三的能力。生活中应该注意什么？温馨提示

设计意图：体现物理与生活的密切关系，并进行思想教育 4.弹性势能

通过图片引导学生说出影响弹性势能大小的因素。根据影响动能和重力势能大小的因素的设计过程，说出影响弹性势能大小的因素，提高学生对知识的迁移应用能力。

（三）学以致用

出示本节练习题，考察学生对本节知识的掌握情况

（四）本节小结 学生谈收获

设计意图：巩固本节所学知识，提高应用物理知识解决问题的能力。将课堂知识延伸到课外，有利于扩展学生的课外知识及研究能力

（五）课后作业

巩固本节所学知识，为学习下一节机械能及其转化做好铺垫。

（六）板书设计

使学生对新知识的记忆得到相对的保持，使记忆延长加深,同时也能帮助学生理清本节课的知识结构

第五篇：动能和势能的转化教学设计

动能和势能的转化

教学目标：

1.知道动能和重力势能、弹性势能可以相互转化，并能举例说明。

2．能解释一些有关动能、重力势能、弹性势能相互转化的简单物理现象。3.通过演示实验，培养学生的实验探究能力。教学重点：动能和势能的转化演示探究

教学难点：动能和势能的相互转化实验探究

教学教具：滚摆。单摆，斜槽，弹簧片，木球，人造地球卫星的挂图等。教学过程：

（一）、复习引入：

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？

（二）．引入新课

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，粒笔头具有什么能量？（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）

（三）、进行新课

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，役有动能。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。

演示篮球的拍打过程（动画演示实验过程，师生分析）

分析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，依据演示，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＊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。

（四）．课堂小结

通过“想想议议”问题的讨论，进一步认识动能和势能的相互转化。

（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。

（五）．布置作业

(1)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。

(2)你骑自行车时，在上坡前往往要加紧蹬几下；汽车司机在开车上坡前，也往往要加大油门，加大速度。从能的转化来说明这样做的好处。

(3)弹簧门在推开以后能自己关闭。说明这件事怎样利用了能的转化。

想想议议

(1)演示皮球的下落和跳起（将皮球涂黑使它落在涂白的水平木板上，观察木块上的黑色圆斑），并提出问题，让学生讨论回答：

为什么木块上是圆斑，而不是黑点？（答：因为皮球发生了形变）

发生弹性形变的皮球具有的弹性势能是哪里来的？（答：由动能转化来的）

皮球反跳有向上的速度，即具有动能，这个动能是哪里来的：（答：弹性势能转化来的）

最后提出：皮球从一定高度落下，反跳到最高点，说明这一过程能的转化情况？（点名要学习好的学生回答）

(2)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？

(3)物体能做功才具有能，举高的物体处于静止状态，怎能做功？既然不能做功，为什么说它具有重力势能？

(4)钢球落在钢板上，也会反跳起来，反跳时的动能是怎样转变来的？教师指出：钢球和钢板相碰，也要发生弹性形变，只是这个形变较难觉察。事实上，任何坚硬的物体相碰时，都要发生形变。

然后让学生回答。

（六）．板书设计

动能和重力势能可以相互转化。

动能和弹性势能可以相互转化

（七）教学后记 ：

1．滚摆实验能宜观地表现动能和势能的转化。它的优点在于能量转化的过程比较缓慢，摆轮高度变化明显、直观，摆轮转动快慢变化也能直接观察。实验中应充分发挥上述优点，为此要注意以下几点。

（1）摆轮的轴应相对细些，以减缓摆轮的升降速度。固定摆绳时，应穿过轴的横孔，不宜用缠绕的方法固定，以防打滑。

（2）要在摆轮的侧面某处涂上鲜明的颜色标志，便于观察摆轮速度的变化。

（3）摆轮应当边缘厚重，以增大转动惯量。

2．关于人造卫星的知识，学生是非常感兴趣的，鉴于学生的知识基础，难以使学生揭开谜底，往往由此而损伤学生的求知欲。本节课如有可能，也可通俗地介绍卫星为什么能绕地球运行。讲法上可用想象推理的方法。

人抛物体，抛出的距离不过几十米，但汽枪子弹能飞行几百米，步枪子弹能飞行几千米，而炮弹能飞行几一公里。我们可以设想，物体的速度足够大时，它就能永远不落回地面，围绕地球旋转。这个速度大约是8公里／秒。如果速度再大些，物体绕地球运行的轨道就由圆形变为椭圆形。人造卫星就是根据这个道理发射的。