资源简介

教学设计
课程基本信息
学科 物理 年级 八年级 学期 春季
课题 第 4 节 机械能及其转化
编写教师 工作单位
工作单位 指导专家
工作单位
教学目标
物理观念
1．能通过生活实例，认识物体的动能和势能可以相互转化。
2．知道动能、重力势能、弹性势能统称为机械能。
3．能解释与机械能转化有关的现象。
4．能用能量的观念去分析物理现象。
科学思维
能通过生活现象和实验，分析动能和势能相互转化情况，通过科学推理，科学论证，
质疑创新等发展科学思维。
科学探究
1．经历动能和势能相互转化的探究过程，能用科学方法进行分析。
2．能基于证据得出结论，并对探究过程和结果进行交流，提升科学探究能力。
科学态度与责任
通过了解水能和风能的利用，加深对机械能转化与守恒的认识，提高用物理规律分析
解决实际问题的意识，培养学生节约能源的社会责任感，激发学生利用科学技术发展新能
源的动力。
教学内容
教学重点
知道动能和势能之间的转化。
教学难点
机械能守恒。
1
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
复习——动能和势能的概念。 本 节 内 容
1．动能：物体由于运动而具 学生回忆所学知 与第 3 节《动
有的能。 识。 能和势能》联
2．势能 系紧密，故先
新课导入 （1）重力势能：物体由于受 复习动能和势
到重力并处在一定高度时所具有的 能的概念。
能。
（2）弹性势能：物体由于发
生弹性形变而具有的能。
一、机械能及其转化
观看《过山车》视频。 学生观看视频， 以 过 山 车
【提问】 思考得出：运动的过 为例，让学生
（1）运动中的过山车具有哪 山车具有动能和重力 辨别其具有哪
些能量？ 势 能 。 过 山 车 俯 冲 些能量以及这
（2）在过山车向下俯冲的过 时，动能变大，重力 些 能 量 的 变
程中，动能和重力势能如何变化？ 势能变小。 化，为新课学
通过分析，知道动能和势能之 习机械能及其
间可以相互转化，然后，带领学生 转 化 打 下 基 新知探究
探究机械能是如何发生转化的。 础。
探究一：动能和重力势能的转
化——铁锁“砸”鼻。
【演示实验】教师辅助学生完 学生演示实验：
成铁锁砸“鼻”实验。 把一个铁锁用绳子悬
【观察记录】带领学生分析， 挂，将铁锁拉到学生
铁锁在摆动过程中，机械能的变化 鼻子附近，稳定后松
情况。 手，铁锁向前摆去。 激 发 学 生
其他学生观察演示实 的学习兴趣。
2
验。
【引导分析】 学生观察摆的运 教 师 带 领
铁锁在摆动过程中，动能和重 动，分析动能和势能 学生分析，铁
力势能可以相互转化。 的变化情况。 锁和小球、弹
铁锁下降：重力势能转化为动 簧运动过程中
能。 的能量变化情
铁锁上升：动能转化为重力势 况，学生知道
能。 动能和重力势
探究二：动能和弹性势能的转 能，动能和弹
化——小球撞弹簧。 性势能之间可
以相互转化，
为学生自主分
析问题打下基
础。
【演示实验】让一个小球从高
处滚下来，撞到弹簧上。
【观察记录】分析小球接触弹
簧之后的能量变化情况。
学生观察小球的
【引导分析】 运动情况和弹簧的形
小球在撞击弹簧的过程中，动 变程度，分析动能和
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能和弹性势能可以相互转化。 弹 性 势 能 的 变 化 情
弹簧被压缩的过程：动能转化 况。
为弹性势能。
弹簧恢复原状的过程：弹性势
能转化为动能。 学 生 思 考 并 回
【提问】 答，当只有动能和势
在铁锁“砸”鼻实验中，铁锁 能相互转化时，机械
的重力势能与铁锁的动能相互转 能不变。
化；在小球在撞击弹簧的实验中，
小球的动能和弹簧的弹性势能相互
转化。若只有动能和势能之间相互
转化，机械能会变化吗？ 引 出 机 械
机械能守恒 能守恒的知识
大量的研究结果表明，如果只 点。
有动能和势能相互转化，尽管动
能、势能的大小会变化，但动能和
势能的总和不变，或者说，机械能
是守恒的。
探究三：机械能转化实例分
析。
1．滚轮
学生分析，滚轮 培 养 学 生
在运动过程中，动能 的观察能力和
介绍滚轮的结构。滚轮的主要
和弹性势能的转化情 思维能力。
构造是橡皮筋和螺帽，橡皮筋固定
况。
在滚轮两边，螺帽被固定在橡皮筋
的中央。
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学 生 动 手
实验，培养学
生实验能力和
【演示实验】推动滚轮运动，
团 结 协 作 能
滚轮滚出去之后，能主动滚回来。
力。
【归纳总结】
推动滚轮之后：滚轮的动能转
化为橡皮筋的弹性势能。
滚轮返回过程：橡皮筋的弹性
势能转化为滚轮的动能。
2．滚摆
学生进行实验， 学 生 动 手
小组讨论，知道滚摆 实验，培养学
运动过程中的机械能 生实验能力和
【学生实验】让学生们进行分
转化情况。学生还会 团 结 协 作 能
组实验。四人一组进行，观察滚摆
发现，滚摆上升的高 力，提高学生
的运动情况。
度越来越小。可能是 的 课 堂 参 与
【提问】
因 为 滚 摆 受 到 了 阻 度。
（1）滚摆在下降过程中，机
力。
械能是如何转化的？
（2）滚摆在上升过程中，机
械能是如何转化的？
（3）滚摆运动过程中，你还
运 用 所 学
发现了什么规律？滚摆运动时，它
知识分析实验
的机械能守恒吗？
现象，深化知
【归纳总结】
识的理解与记
（1）滚摆下降：重力势能转
忆，培养学生
化为动能。
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（2）滚摆上升：动能转化为 的思维能力。
重力势能。
（3）滚摆上升的高度逐渐变
小。是因为滚摆受到了阻力，此时
滚摆的机械能不守恒。
二、水能和风能的利用 教 师 通 过
1．水能和风能 介绍大自然中
的 水 能 和 风
能，让学生知
道水能和风能
的由来。
学生理解水能和
风能的定义。
【讲解】
水能：水由于运动或处在一定
高度而具有的能。
风能：空气因为运动而具有的
能。
风能和水能都属于机械能。
2．水能和风能的利用
【讲解】
让 学 生 们
（1）水车——水流冲刷轮，
知道水车对古
带动水车转动，用来汲水、磨粉、
代人类生活生
碾谷。
学生以水车、水 产的影响，大
电站为例，体会人类 体明白水电站
对水能的应用。 和风电站等发
电设施是如何
（2）水电站——大坝上游的
将自然界中的
水落下，带动水轮机转动，重力势
水能和风能转
能转化为动能，再通过转轴带动发
6
电机发电。 化为电能的。
体会物理对于
工程科技方面
的影响。培养
学生的民族自
豪感和热爱祖
国的情感。
抽水蓄能电站——建有上下两
座水库，两座水库互通，水流双向 学生了解我国的
运行。抽水蓄能电站利用电力负荷 抽水蓄能电站调控原
低谷时的电能抽水至上水库，在电 理，掌握科学知识，
力负荷高峰期再放水至下水库进行 提升环保意识和创新
发电。抽水蓄能电站提高了电力系 思维，形成实现中华
统的灵活调节能力，提高电网运行 民族伟大复兴的使命
的稳定性，因此也被称为“超级充 担当。
电宝”。当前，我国抽水蓄能电站
技术已处于世界先进水平，截至
2022 年底，我国已建成的抽水蓄
能电站总装机容量为 4 579 万千
瓦，居世界首位！
天荒坪抽水蓄能电站
（3）帆船——郑和下西洋，
利用帆船远航，与各国进行贸易和
文化交流。 学生以帆船和风 让 学 生 体
力发电机为例，体会 会人类如何利
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人类对风能的利用。 用大自然宝贵
的资源。培养
可 持 续 发 展
观。
（4）风力发电——风吹动风
车，带动发电机发电。
学 生 讨 论 和 分
享。
【提问】学习了人类对水能和
风能的利用，同学们有什么感悟？
跳台滑雪运动中，运动员从助 运 用 所 学
滑开始，直到下落至着陆坡的运动 知识，分析生
过程中经过了各个不同的位置，如 活中的现象。
图所示。请分析运动员在这个过程 学 生 思 考 、 回 引导学生养成
中各阶段的能量转化情况。（不考 答。 科学思维的习
学以致用 虑摩擦和空气阻力） 惯，帮助学生
从物理视角解
释生活中的现
象和解决生活
中 的 实 际 问
题。
学生从知识和方 培 养 学 生
课堂小结 法两个方面进行本节 归纳总结的能
课的总结。 力。
和好朋友去荡秋千，请你分析
其在荡秋千过程中的能量转化，并
课后任务 利用所学知识思考如何荡得更高。 引 导 学 生
实际去尝试一下吧！ 学 生 实 践 、 思 运 用 所 学 知
考。 识，解释生活
8
中 的 实 际 问
题。
板书设计
第 4 节 机械能及其转化
一、机械能及其转化
1．定义：动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。
2．动能和势能可以相互转化。
3．机械能守恒：当只有动能和势能相互转化时，机械能总和不变，机械能守恒。
二、水能和风能的利用
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