第4节　机械能及其转化通过观察、分析实验现象，说明能量如何转化，让学生通过分析，自己得出动能、重力势能、弹性势能都可以相互转化．通过滚摆不能达到原来的高度说明机械能在减少．根据新课程标准要求，本节教学内容先通过几个小实验创设情境引入，让学生观察分析现象中的能量变化情况，然后引导学生分析教材中的三个实例，在此基础上要学生设计小实验来表现动能与势能的转化，教材还介绍了机械能守恒．学生对机械能转化为其他形式的能很难理解，要多举实例．知识与技能1．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互相转化，能解释有关动能、重力势能和弹性势能之间相互转化的简单现象．2.初步了解机械能守恒的含义．3.了解水能和风能．过程与方法观察动能和势能之间相互转化的实例，培养学生的动手操作能力，观察和分析问题的能力．情感、态度与价值观关心机械能与人们生活的联系，有将机械能知识应用于日常生活的意识．


重点：动能和势能的转化．难点：分析事例中动能和势能的转化．1课时观察滚摆的运动、从高处滚下的小球、铁锁的摆动等，分析其具有的能及其变化，理解机械能可以相互转化．所以本节课用到的教学方法是：实验法、观察法、讨论法．滚摆、单摆、铁锁、木板、细线、弹簧、小球、斜面、皮球、多媒体课件等．课前3分钟，学生自主阅读课本P71－P74内容，并用双色笔标出本节课的基本概念、定律和重点知识，物理课代表收集学生在预习过程中遇到的问题并准备在课堂上展示．一、导入新课投影图片：你坐过过山车吗？在游乐场游玩，当你乘坐以100km/h的速度狂奔着翻山越岭的过山车时，那惊心动魄的刺激和新奇的体验，一定会让你尖叫不断！


纵横驰骋
时，并不需要引擎来推动．在惊心动魄的尖叫后，你是否思考过
这是怎么回事呢？(设计意图：激
发学生的学习兴趣．)二
、进行新课(一)机械能复
习提问：(1)一切运动的物体都具有什么形式的能？其大小取决
于哪些因素？(2)物体在什么情况下具有重力势能和弹性势能？学生
回忆上节课的知识并回答问题：(1)一
切运动的物体都具有动能，动能的大小与物体的质量和速度有关，物体的
质量越大、速度越大，物体的动能就越大；(2)物体在高处时具有重力势能，物体
发生弹性形变时具有弹性势能．教
师讲解：动能和势能统称为机械能．它是以机械运动来做功
的方式显示其存在的一种能量，是最常见的一种形式的能量．它
的单位与功的单位一致也是焦耳(J)．一个物体可以
既有动能，又有势能．教
师利用图片展示：
不过，你注意过吗？过山车在高低起伏的“山路”上


师提问：水库大坝中呼啸而出的水具有哪些能量呢？学生
回答：动能和重力势能．教
师提问：由大坝上游流到坝底的水，与从坝上流下前相比，它
的重力势能有没有变化？它的动能发生变化了吗？学生
思考后回答：由于高度及流速的变化，重力势能变小了，动能变
大了．(设计意图：
复习巩固旧知识，为得出机械能的概念做好准备．)(二)机械能及其转化骑
自行车从陡坡路顶部自由而下的过程中，即使不蹬脚踏板，车
子的速度也是越来越快．提
出问题：骑自行车下坡的过程中，动能和重力势能的大小各
有什么变化？启发
引导：势能减小了，是不是能量消失了？动能增加了，动能的来
源是什么？猜想可能发生了什么转化？学生
回忆生活体验，感受能量转化．1．动能和重力势能之间的转化演
示实验一：滚摆实验教
师简介装置，进行实验，学生观察滚摆的运动过程．实验现象：
捻动滚摆的轴，使滚摆上升到顶点时，当滚摆被松开
，开始旋转下降；当悬线完全松开，滚摆不再下降时，滚摆又开始缠绕悬
线使滚摆上升，不断旋转下去．深
入分析：(1)释放前，滚摆具有什么能？(2)释放后，动能和势能的
大小如何变化？(3)滚摆运动中能量是如何转化的？
教


组内思考交流讨论：下
降过程中，滚摆的高度降低、速度变大．滚摆的重力势能减小，动能
增大．上升过程中，滚摆的高度变大、速度变小．滚摆的重力势能
增大，动能减小．下降过程中，重力势能转化为动能
；上升过程中，动能转化为重力势能．演
示实验二：单摆实验把
小球拉到一定的高度，由静止释放，引导学生观察并作出小球的运动
轨迹．说明分析：小球从A运动
至B势能转化为动能，从B到C过程动能转化为势能．归纳
实验结论：滚摆和单摆实验说明了动能和重力势能可以相互转化．师
生共同举例，掌握各不同运动过程中动能和重力势能的转化．2．动能和弹性势能之间的转化教
师简介装置，进行实验，学生观察小球的运动过程和弹簧的形变情况．学生观察实验现象后，教
师分析：小球从斜面上滚下来，高度变小，重力势能减小，速度变
快，动能
增大，所以此过程是重力势能转化为动能；在小球与弹簧碰撞
后，小球速度减小，动能变小，但此时弹簧受到小球的挤压作用，
发生弹性形变，因而弹性势能变大，所以这个过程是动能转化为弹性势能．
学生


生归纳总结：动能和弹性势能是可以相互转化的．师
生共同举例，掌握各不同运动过程中动能和弹性势能的转化．由
此可以说明：动能和势能之间可以相互转化．3．机械能守恒学生
共同完成小游戏：铁锁摆回时会碰到你的鼻子吗？说明：
把铁锁用绳子悬挂起来，将铁锁拉到自己的鼻子附近，稳
定后松手．引导学生注意观察现象．思考
讨论：铁锁不会碰到鼻子，而且铁锁摆动的幅度越来越小，
这表明铁锁的机械能变大还是变小？假设没有阻力，你会看到
什么现象呢？点
评归纳：如果只有动能和势能相互转化，那么机械能的总和
保持不变，即机械能守恒．实际生活中，在机械能的相互转化过程中，
往往要克服摩擦力做功，机械能减小．强调
：机械能守恒是有条件的，就是只有动能和势能相互转化．教
师出示一个皮球，使皮球从手中下落再弹跳起来，由学生分析其中的能量转化．学生
思考、分析后归纳：皮球从手中下落时重力势能最大，下
落过程中重力势能减小，动能增大．刚接触地面时动能减小，弹性势能
增大；被弹起时弹性势能最大，弹性势能转化为动能，皮球弹起，在上
升过程中，动能减小，转化成重力势能．
师


师提问：皮球被地面弹起后不能再回到原来的高度，这是什么
原因呢？教
师讲解：皮球被地面弹起后不能再回到原来的高度，是因为皮球所具有的机械能在转化过程中有一
部分克服空气阻力做功，要
消耗一部分机械能，使得皮球反弹后的重力势能小于开始时的重力势能，所以
反弹后的高度小于开始时的高度．学生在理解后
总结：在能的转化过程中，如果有能的消耗，机械能
就不会守恒．(设计意图：
使学生理解动能和重力势能、弹性势能可以相互转化，培养学生观察能力和分析概括能力．)【
对点训练】跳远
运动的几个阶段如图所示，则运动员(　　)A．
助跑阶段机械能不变 B．起
跳时机械能为零C．
经过最高点时动能最大D．
经过最高点时重力势能最大【答案】D(三)水能和风能的
利用教
师引用课件展示：自然界的流水和风蕴含着巨大的能量．【
自主学习】组织学生自学“水能和风能的利用”，了解人们
利用水能和风能的方法和历程． 【归纳总结】 人
类对水能和风能的利用主要是发电，它
教


清洁无污染，是人们大力发展的理想能源．(设计意图：培养学生的自学能力．)【
对点训练】修拦河大坝
是为了提高上游水位，增加水的________能，水流下时
才能转化为更多的________能，从而带动发电机发电．【答案】重力势　动科
学世界：学生阅读“科学世界”的内容，利用多媒体播放卫星
运动视频．思考
问题：(1)卫星在近地点和远地点的能量特点是什么？(2)卫星
运行过程中，动能和势能的转化情况是怎样的？(3)卫星
的机械能是否守恒？点
拨：(1)卫星在近地点的重力势能最小，动能最大；在远地点的重力势能
最大，动能最小． (2)卫星
从远地点运动到近地点的过程，重力势能转化为动能
；卫星从近地点运动到远地点的过程，动能转化为重力势能． (3)卫星
的机械能守恒．三、学以
致用1．
跳高比赛时，运动员从起跳到落地过程中，下列说法正确的是(不计
空气阻力)(　　)A．上
升过程中，动能减小，机械能减小B．上
升过程中，重力势能增大，机械能增大C．下
落过程中，重力势能减小，机械能不变D．下
落过程中，重力势能减小，机械能减小
们


由静止从光滑曲面的顶端自由滑下，若它
在顶端的重力势能为65 J，则滑到底端的动能是(　　)A．35 J　　　　B．50 JC．55 J D．65 J3．
许多同学都很喜欢设计和参加“多米诺骨牌效应”活动(按一定
距离排列的骨牌，碰倒第一块骨牌后，其他所有骨牌会依次倒
下)，其中的物理原理是：骨牌倒下时，________转化为________，
这部分能量就转移给下一张骨牌，下一张骨牌倒下时具有能量更大
，骨牌被推倒的速度越来越快．(填“动能”或“重�