第十一章 功和机械能 11.4 机械能及其转化 教案
一、教学目标：
1、知道机械能包括动能和势能．
2、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．
3、初步了解机械能守恒的含义．
二、教学重点：能量守恒的理解和动能和势能的转化.
教学难点：能量守恒的理解和动能和势能的转化.
三、教学用具：多媒体课件、滚摆. 四、教学过程： （一）、复习引入
动能：物体由于 运动 而具有的能叫动能
重力势能：物体由于 被举高 而具有的能叫重力势能
弹性势能：物体由于 发生弹性形变 具有的能叫弹性势能
动能 与速度和质量有关
机械能 重力势能 与被举高度和质量有关 势能
弹性势能 与弹性形变大小有关
动能、重力势能和弹性势能统称为机械能；引入课题：11.4机械能及其转化 （二）、新课教学：
动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。
一个物体的势能和动能之和，就是物体的总的机械能。 机械能=动能+势能 合作探究：
实验1：滚摆实验
出示滚摆，并演示滚摆实验。
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（多媒体演示）。
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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。
综述实验1、2，说明动能和重力势能是可以相互转化的。 动能和势能的相互转化的条件
（1）动能和势能的相互转化过程中，必定有动能和势能各自变化，而且一定是此增彼减。 （2）动能的增减变化要以速度的增减来判断。
（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）弹性势能的增减要根据形变大小的变化来判断。
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？通过分析，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。
我们在演示滚摆的实验中，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）
教师点明：消耗掉的机械能并未消失，而是转化为其他形式的能了。这个问题以后将学到。
只有动能和势能相互转化时，（不计摩擦）物体的机械能总和保持不变，即物体的机械能守恒。如果有摩擦等阻力，在转化过程中，机械能会不断减小。
人造地球卫星在运行过程中，也发生动能和势能的相互转化。人造地球卫星为什么不会像滚摆一样会停下来呢？
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，它离地球最近的一点叫近地点，离地球最远的一点叫远地点。卫星在大气层外运行，不受空气阻力，只有动能和势能的转化，因此机械能守恒。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 （三）水能和风能的利用
通过实例观察课件分析学习 （四）小结：
1、动能和重力势能可以相互转化
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动能和弹性势能可以相互转化 2、动能与势能统称为机械能
3、机械能守恒：如果只有动能和势能相互转化，机械能的总和不变
（五）达标检测
1.如图所示，小球先后从倾角分别为30°和60°的光滑斜面由静止开始从顶端滑到 底端，它滑到底端时的速度大小分别为v1和v2，则下列关系式中正确的是( )
A. v1＞v2 B. v1=v2 C. v1＜v2 D.无法确定
2.在巴塞罗那的奥运会上，西班牙的运动员用带火的弓箭点燃奥运圣火，在这过程中( )
A.动能转化为势能
B.重力势能减小，动能不变 C.弹性势能转化为动能 D.没有能量转化
3.对一个站在正在匀速上升的电梯中静止不动的人来说，下列说法中正确的是( ) A.只具有重力势能 B.只具有动能
C.即具有动能又具有重力势能 D.没有机械能
4.加速自由下落的苹果，它的( ) A.动能增加，势能减小 B.动能减小，势能增加 C.机械能不变 D.机械能增加 5.甲、乙两物体处在同一水平面上，甲的动能比乙的动能大，下列说法中正确的是 ( ) A.甲的质量一定比乙的质量大 B.甲的速度一定比乙的速度大
C.甲做功的本领一定比乙做功的本领大 D.以上说法都不对.
6.下列说法中正确的是( ) A.速度大的物体动能一定大 B.质量大的物体势能一定大 C.举得高的物体重力势能大
D.质量相同的物体，速度大的动能大
7.下列物体中，既具有动能又具有势能的是( ) A.在水平路面上行驶的汽车 B.空中正在下落的冰雹
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C.拉长的弹簧
D.被拦河坝挡住的水
8.弹簧被压得越短，则它具的弹性势能将会( ) A.变大 B.变小 C.不变 9.在下列情况中，机械能发生变化的是( ) A.物体从光滑的斜面自由下滑 B.物体在真空中自由下落 C.跳伞运动员匀速降落
D.物体在光滑的水平面上匀速运动
10、如图是某城市地铁的设计方案图,进站和出站的轨道都与站台构成一个缓坡,为了充分利用能量,火车进站上坡前关闭发动机,由于惯性冲上缓坡,则上坡时火车的动能逐渐______重力势能逐渐______。
(选填“增大”“减小”或“不变”)
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第十一章功和机械能(11.4 机械能及其转化 教案)
