高中音樂絲竹相和教案
發(fā)表時間：2020-10-27彈性勢能和動能的相互轉(zhuǎn)化。
實驗3：彈性勢能和動能的相互轉(zhuǎn)化。演示課本圖1一7動能和彈性勢能的轉(zhuǎn)化實驗。實驗可分兩步做。首先手持著木球?qū)椈善茝?，而后突然釋放木球，木球在彈簧片的作用下在水平槽?nèi)運動。讓學(xué)生分析在此過程中，彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能。第二步實驗，讓木球從斜槽上端滾下，讓學(xué)生觀察木球碰擊彈簧片的過程，然后，依據(jù)課本圖1一7，甲一乙圖和乙十丙圖分析動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能和彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能的過程。得出：動能和彈性勢能也是可以相互轉(zhuǎn)化的。
自然界中動能和勢能相互轉(zhuǎn)化的事例很多。其中有一些比較直觀，例如：物體從高處落下、瀑布流水等這些事例也可以讓學(xué)生列舉，說明動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化。有些事例比較復(fù)雜，例如：踢出去的足球在空中沿一條曲線（拋物線）運動過程中，動能和勢能是如何相互轉(zhuǎn)化的呢？
（板畫足球軌跡，依圖分析）首先我們來分析足球離地面的高度的變化，這是判斷足球重力勢能變化的依據(jù)。很明顯，在上升過程中足球的重力勢能增加；在下降過程中重力勢能減少。接著再分析足球的速度。足球在最高點時不再上升，說明它向上不能再運動。所以，足球在上升過程中，速度逐漸變?。辉谙陆颠^程中速度又逐漸變大。通過以上分析，可以看到足球在上升階段動能轉(zhuǎn)化為重力勢能；在下降階段重力勢能轉(zhuǎn)化為動能。
人造地球衛(wèi)星在運行過程中，也發(fā)生動能和重力勢能的相互轉(zhuǎn)化。人造地球衛(wèi)星大家并不陌生，然而圍繞人造衛(wèi)星，同學(xué)們還有許多的謎沒有揭開。例如：人造衛(wèi)星為什么能繞地球運轉(zhuǎn)而不落下來？在人造衛(wèi)星內(nèi)失重是怎么回事？等等，這些問題還有待于同學(xué)們進(jìn)一步學(xué)習(xí)，今天我們只討論衛(wèi)星運行過程中，動能和重力勢能的相互轉(zhuǎn)化。
人造衛(wèi)星繞地球沿橢圓軌道運行，它的位置離地球有時近、有時遠(yuǎn)。（出示我國發(fā)射的第一顆人造衛(wèi)星軌道圖）現(xiàn)以我國發(fā)射的第一＊人造衛(wèi)星為例，它離地球最近時（此處叫近地點）離地面439公里，離地球最遠(yuǎn)時（此處叫遠(yuǎn)地點）離地面高度是2384公里，它繞地球一周的時間是114分鐘＊它在近地點時，速度最大，動能最大；此時離地面最近，重力勢能最小。衛(wèi)星由近地點向遠(yuǎn)地點運行時動能減小，重力勢能增大，動能向重力勢能轉(zhuǎn)化。直到遠(yuǎn)地點時，動能最小，重力勢能最大。衛(wèi)星由遠(yuǎn)地點向近地點運行時，重力勢能向動能轉(zhuǎn)化。在衛(wèi)星運行過程中，不斷地有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化。
4．小結(jié)
通過“想想議議”問題的討論，進(jìn)一步認(rèn)識動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化。
（1）在動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化過程中，必定有動能和勢能各自的變化，而且是此增彼減。
（2）動能的增減變化，要以速度增減來判斷。
（3）重力勢能的增減變化，要以物體離地面高度的增減變化來判斷。
（4）判斷彈性勢能的增減，要根據(jù)彈性形變大小的變化。
（四）說明
1．滾擺實驗?zāi)芤擞^地表現(xiàn)動能和勢能的轉(zhuǎn)化。它的優(yōu)點在于能量轉(zhuǎn)化的過程比較緩慢，擺輪高度變化明顯、直觀，擺輪轉(zhuǎn)動快慢變化也能直接觀察。實驗中應(yīng)充分發(fā)揮上述優(yōu)點，為此要注意以下幾點。
（1）擺輪的軸應(yīng)相對細(xì)些，以減緩擺輪的升降速度。固定擺繩時，應(yīng)穿過軸的橫孔，不宜用纏繞的方法固定，以防打滑。
（2）要在擺輪的側(cè)面某處涂上鮮明的顏色標(biāo)志，便于觀察擺輪速度的變化。
（3）擺輪應(yīng)當(dāng)邊緣厚重，以增大轉(zhuǎn)動慣量。
2．關(guān)于人造衛(wèi)星的知識，學(xué)生是非常感興趣的，鑒于學(xué)生的知識基礎(chǔ)，難以使學(xué)生揭開謎底，往往由此而損傷學(xué)生的求知欲。本節(jié)課如有可能，也可通俗地介紹衛(wèi)星為什么能繞地球運行。講法上可用想象推理的方法。
參看圖1一1，水平地拋出一個物體，由于地球的吸引，它會落回地面，但是拋出的物體速度越快，它飛行的距離越遠(yuǎn)。
人拋物體，拋出的距離不過幾十米，但汽槍子彈能飛行幾百米，步槍子彈能飛行幾千米，而炮彈能飛行幾一公里。我們可以設(shè)想，物體的速度足夠大時，它就能永遠(yuǎn)不落回地面，圍繞地球旋轉(zhuǎn)。這個速度大約是8公里／秒。如果速度再大些，物體繞地球運行的軌道就由圓形變?yōu)闄E圓形。人造衛(wèi)星就是根據(jù)這個道理發(fā)射的。
（一）教學(xué)目的
1．知道動能和重力勢能、彈性勢能可以相互轉(zhuǎn)化，并能舉例說明。
2．能解釋一些有關(guān)動能、重力勢能、彈性勢能相互轉(zhuǎn)化的簡單物理現(xiàn)象。
（二）教具
滾擺。單擺，斜槽，彈簧片，木球，人造地球衛(wèi)星的掛圖等。
（三）出學(xué)過程
1．復(fù)習(xí)
手持粉筆頭高高舉起。以此事例提問：被舉高的粉筆具不具有能量？為什么？
2．引入新課
學(xué)生回答提問后，再引導(dǎo)學(xué)生分析粉筆頭下落的過程。首先提出，當(dāng)粉筆頭下落路過某一點時，粒筆頭具有什么能量？（此時既有重力勢能，又有動能）繼而讓學(xué)生比較在該位置和起始位置，粉筆頭的重力勢能和動能各有什么變化？（重力勢能減少，動能增加）
3．進(jìn)行新課
在粉筆頭下落的過程，重力勢能和動能都有變化，自然界中動能和勢能變化的事例很多，下面我們共同觀察滾擺的運動，并思考動能和勢能的變化。
實驗1：滾擺實驗。
出示滾擺，并簡單介紹滾擺的構(gòu)造及實驗的做法。事先應(yīng)在擺輪的側(cè)面某處涂上鮮明的顏色標(biāo)志，告訴學(xué)生觀察顏色標(biāo)志，可以判斷擺輪轉(zhuǎn)動的快慢。
引導(dǎo)學(xué)生復(fù)述并分析實驗中觀察到的現(xiàn)象。開始釋放擺輪時，擺輪在最高點靜止，此時擺輪只有重力勢能，役有動能。擺輪下降時其高度降低，重力勢能減少；擺輪旋轉(zhuǎn)著下降，而且越轉(zhuǎn)越快，其動能越來越大。擺輪到最低點時，轉(zhuǎn)動最快，動能最大；其高度最低，重力勢能最小。在擺輪下降的過程中，其重力勢能逐漸轉(zhuǎn)化為動能。
仿照擺輪下降過程的分析，得出擺輪上升過程中，擺輪的動能逐漸轉(zhuǎn)化為重力勢能。
實驗2：單擺實驗。
此實驗擺繩宜長些，擺球宜重些。最好能掛在天花板上，使單擺在黑板前，平行于黑板振動，以便在黑板上記錄擺球運動路線中左、右最高點和最低點的位置。分析單擺實驗時，擺球高度的變化比較直觀，而判斷擺球速度大小的變化比較困難，可以從擺球在最高點前后運動方向不同，分析擺球運動到最高點時的速度為零，作為這一難點的突破口。順便指出像單擺這種往復(fù)的運動，在物理學(xué)中叫做振動。
綜述實驗1、2，說明動能和重力勢能是可以相互轉(zhuǎn)化的。
擴展閱讀
動能和勢能的轉(zhuǎn)化
為了促進(jìn)學(xué)生掌握上課知識點，老師需要提前準(zhǔn)備教案，又到了寫教案課件的時候了。只有規(guī)劃好教案課件計劃，就可以在接下來的工作有一個明確目標(biāo)！你們了解多少教案課件范文呢？以下是小編為大家精心整理的“動能和勢能的轉(zhuǎn)化”，歡迎您閱讀和收藏，并分享給身邊的朋友！
教學(xué)目標(biāo)
1，理解動能和重力勢能的轉(zhuǎn)化，能舉例說明動能和重力勢能的轉(zhuǎn)化．
2，理解動能和彈性勢能的轉(zhuǎn)化，能舉例說明動能和彈性勢能的轉(zhuǎn)化．
3，分析和解釋實例，說明動能和勢能的轉(zhuǎn)化過程，動能、勢能、機械能的變化情況．
4，建立能量的概念，樹立能量轉(zhuǎn)化和守恒的觀念，為后面學(xué)習(xí)能的轉(zhuǎn)化和守恒大小基礎(chǔ)．
5、通過分析生產(chǎn)和生活中的實例，養(yǎng)成學(xué)生理論聯(lián)系實踐的習(xí)慣和能力．
教材分析
教材首先安排了麥克斯韋滾擺實驗來說明動能和重力勢能的相互轉(zhuǎn)化，接著又安排了把用細(xì)線懸掛起來的金屬小球拉到一定高度放開，以及木球與彈簧片碰撞兩個實驗，來說明動能和彈性勢能的相互轉(zhuǎn)化．使學(xué)生一開始就注意到動能和這兩種勢能都可以相互轉(zhuǎn)化．在動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化過程中，機械能減少轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的問題安排在下一章講，在這里沒有涉及．教材最后分析了人造衛(wèi)星繞地球運行過程中動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化，目的是加強物理知識與現(xiàn)代科技的聯(lián)系，使學(xué)生了解他們所學(xué)的物理知識，也可以用來解釋一些高科技中的問題，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣．
教法建議
注重實驗教學(xué)，分析上拋小球的實驗到觀察麥克斯韋實驗，在教學(xué)過程中要使學(xué)生明確實驗的目的和觀察物理現(xiàn)象，清楚具體的過程，從速度變化、高度變化到能量變化，學(xué)生能從能量變化中知道能量的轉(zhuǎn)化．
課本實驗中動能和彈性勢能的轉(zhuǎn)化不用細(xì)致分析，但是要在教學(xué)過程中讓學(xué)生注意觀察的分析木球碰撞彈簧片的過程，由于碰撞非常短，所以應(yīng)當(dāng)幫助學(xué)生想象彈簧片的形變，從而理解動能和彈性勢能的轉(zhuǎn)化．
教學(xué)中注意把學(xué)的知識應(yīng)用到實踐中，注重分析實例，例如分析射箭過程中的能量轉(zhuǎn)化，分析衛(wèi)星運行時動能和勢能的轉(zhuǎn)化．在分析衛(wèi)星運行時，應(yīng)當(dāng)利用板圖標(biāo)出遠(yuǎn)地點和近地點，使學(xué)生養(yǎng)成畫圖幫助分析的習(xí)慣．
教學(xué)設(shè)計示例
第二節(jié)動能和勢能的轉(zhuǎn)化
【課題】動能和勢能的轉(zhuǎn)化
【重點難點解析】動能和勢能的轉(zhuǎn)化；分析轉(zhuǎn)化過程．人造地球衛(wèi)星繞地球運行過程中的能量轉(zhuǎn)化過程．
【教學(xué)過程】
1，實驗引課
觀察滾擺實驗，用板圖幫助分析．
實驗時要注意觀察：滾擺在下降過程中速度如何變化；上升階段速度如何變化．
注意分析的問題：到最高點時，高度、速度特點；說明了什么；到最低點時，高度、速度特點；說明了什么；在下降過程中，高度、速度如何變化，說明了什么；在上升過程中，高度、速度如何變化，說明了什么．
實驗結(jié)論：物體的動能和重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化．
2，新授課：動能和勢能的轉(zhuǎn)化．
1）分析實例
方法1：針對基礎(chǔ)較好的學(xué)生，可以由學(xué)生自己列舉能體現(xiàn)動能和重力勢能相互轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象，并具體分析能量轉(zhuǎn)化的過程．用討論分析的方法完成課堂學(xué)習(xí)．
方法2：一般情況下，可以分析重點實例，例如分析乒乓球從某一高度自由下落過程中，不考慮空氣的阻力，注意分析：乒乓球從某他高度下落到接觸地面的過程；乒乓球從接觸地面到發(fā)生最大彈性形變的過程；乒乓球逐漸恢復(fù)原來形狀到反彈起來的瞬間；乒乓球反彈起來后上升到最高點的過程．
2）結(jié)論：在上升和下降過程中，是動能和重力勢能的相互轉(zhuǎn)化，在乒乓球發(fā)生彈性形變過程和恢復(fù)原來的形狀的過程中，是動能和彈性勢能的相互轉(zhuǎn)化．所以動能也可以和彈性勢能相互轉(zhuǎn)化．
3）其他實例分析：可以做課本上的實驗2和實驗3，并由學(xué)生自行分析在實驗過程中的能量轉(zhuǎn)化．
4）難點分析：人造地球衛(wèi)星在繞地球轉(zhuǎn)動的過程中，分析能量的轉(zhuǎn)化．
方法1，一把般情況下，學(xué)生由板圖觀察近地點和遠(yuǎn)地點的高度和速度的特點，從而分析人造地球衛(wèi)星在從近地點到遠(yuǎn)地點和從遠(yuǎn)地點到近地點移動的過程中，動能和重力勢能的相互轉(zhuǎn)化，并知道機械能的總量是保持不變的，也為以后學(xué)習(xí)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律打下基礎(chǔ)．
方法2，針對基礎(chǔ)較好的學(xué)生，可以由板圖觀察近地點和遠(yuǎn)地點的高度的特點，并告知學(xué)生在人造地球衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)動的過程中機械能的總量保持不變，讓學(xué)生分析在衛(wèi)星到達(dá)近地點和遠(yuǎn)地點的位置時，運行速度的特點是什么，并想象衛(wèi)星是如何繞地球轉(zhuǎn)動的，從而增強學(xué)生想象事物的能力．
【板書設(shè)計】
探究活動
【課題名稱】觀察和分析某個動能和彈性勢能轉(zhuǎn)化的實例
【組織活動形式】學(xué)生小組
【輔導(dǎo)參考】
1，觀察和實踐蹦床運動，分析在接觸蹦床過程中，蹦床發(fā)生彈性形變的過程和能量轉(zhuǎn)化．
2，拆開一個玩具小車，觀察上弦時，發(fā)生的彈性形變，以及它在恢復(fù)原狀過程中的特點．
【評價方案】
1、學(xué)生自評．
2、寫出分析和觀察的過程．
3、應(yīng)用到其他的實例．
動能和勢能的轉(zhuǎn)化教案示例
“動能和勢能的轉(zhuǎn)化”教案示例之二
（一）教學(xué)目的
1．理解動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化并能舉例說明。
2．能解釋有關(guān)動能和勢能相互轉(zhuǎn)化的簡單現(xiàn)象。
（二）教具
1．麥克斯韋滾擺。
2．課本圖1-7的裝置，在彈簧片前加一彈簧。
3．單擺、皮球（或乒乓球）。
（三）教學(xué)過程
1．復(fù)習(xí)提問
(1)動能的大小與哪些因素有關(guān)？怎樣判斷質(zhì)量一定的物體的動能的變化？
(2)勢能的大小與哪些因素有關(guān)？怎樣判斷重力勢能大小的變化？
（演示鋼球從斜槽滾下，斜槽傾角應(yīng)盡量小一些，使鋼球從斜槽滾下的時間盡量長一些，引導(dǎo)學(xué)生觀察鋼球豎直高度的變化和速度的變化，回答上述問題）
2．新課教學(xué)
(1)動能和重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化。
從上面實驗可以看到，鋼球從斜槽滾下的過程中，高度降低，重力勢能減?。凰俣茸兛?，動能增大，這個動能是怎樣產(chǎn)生的？（引導(dǎo)學(xué)生回答是由重力勢能轉(zhuǎn)化來的）
問：重力勢能可以轉(zhuǎn)化為動能，動能可不可以轉(zhuǎn)化為重力勢能呢？
演示滾擺（將擺輪涂成黑白相間，使學(xué)生明顯觀察到轉(zhuǎn)速的變化），引導(dǎo)學(xué)生觀察：擺下降時，擺輪越轉(zhuǎn)越快；擺上升時，擺輪越轉(zhuǎn)越慢，并說明動能和重力勢能變化的情況，最后得出動能和重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化的結(jié)論。
(2)動能和彈性勢能可以相互轉(zhuǎn)化嗎？
演示課本圖1-7（水平槽末端加一彈簧，以使動能和彈性勢能的變化明顯顯示出來），引導(dǎo)學(xué)生觀察：鋼球接觸彈簧后，速度減小，彈簧壓縮；彈簧恢復(fù)時，形變減小，鋼球速度變大，但方向反過來了（教師應(yīng)指出：動能大小跟運動快慢有關(guān)，跟運動方向無關(guān)，因為物體向任何方向運動都能做功）。
對鋼球和彈簧間的能的轉(zhuǎn)化，應(yīng)分兩步講：①從鋼球壓彈簧開始到彈簧形變最大：鋼球動能由最大變到零，彈簧彈性勢能由零到最大，即動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能。②從彈簧形變最大到恢復(fù)原狀：彈簧彈性勢能又轉(zhuǎn)化為鋼球的動能。
(3)動能和勢能相互轉(zhuǎn)化的例子。
先讓學(xué)生列舉日常生活中例子，然后引導(dǎo)學(xué)生觀察和分析下列事例：
①演示單擺，引導(dǎo)學(xué)生觀察擺球在高度最大處和最低點的速度大小，說明動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化。
②人造衛(wèi)星：教師先指出：衛(wèi)星在遠(yuǎn)地點，勢能最大，在近地點勢能最小。問學(xué)生：衛(wèi)星由遠(yuǎn)地點向近球點運動的過程中，速度怎樣變化？能量怎樣轉(zhuǎn)比？引導(dǎo)學(xué)生回答：衛(wèi)星由遠(yuǎn)地點到近地點，勢能減小了，減小的勢能轉(zhuǎn)化為動能，故速度增大。再讓學(xué)生回答衛(wèi)星由近地點向遠(yuǎn)地點運動能的轉(zhuǎn)化情況。
③撐竿跳高：由于過程比較復(fù)雜，可由教師分析講解。為使問題簡化，分析時一律不考慮起跳前助跑的作用。
徒手跳高的高度由起跳時向上的速度決定。即起跳時的動能轉(zhuǎn)化為最高點的重力勢能。
撐竿跳高時，人在起跳時使撐竿彎曲（形變），這時人具有動能，撐竿具有彈性勢能。到最高點時，撐竿恢復(fù)原狀。人的動能和撐竿的彈性勢能都轉(zhuǎn)化為人的重力勢能。
故撐竿跳高比徒手跳高的高度大。
①跳板跳水：引導(dǎo)學(xué)生回答：起跳時為什么人要向下猛壓跳板？（答：使跳板形變，具有彈性勢能）人離開跳板時的動能是哪里來的？（答：跳板的彈性勢能轉(zhuǎn)化來的）人起跳的高度由什么因素決定？（答：由起跳時的動能，也就是由跳板形變最大時的彈性勢能決定）
注意：不討論人在空中的翻轉(zhuǎn)。
3．板書設(shè)計
動能和重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化。
動能和彈性勢能可以相互轉(zhuǎn)化
4．想想議議
(1)演示皮球的下落和跳起（將皮球涂黑使它落在涂白的水平木板上，觀察木塊上的黑色圓斑），并提出問題，讓學(xué)生討論回答：
為什么木塊上是圓斑，而不是黑點？（答：因為皮球發(fā)生了形變）
發(fā)生彈性形變的皮球具有的彈性勢能是哪里來的？（答：由動能轉(zhuǎn)化來的）
皮球反跳有向上的速度，即具有動能，這個動能是哪里來的：（答：彈性勢能轉(zhuǎn)化來的）
最后提出：皮球從一定高度落下，反跳到最高點，說明這一過程能的轉(zhuǎn)化情況？
（點名要學(xué)習(xí)好的學(xué)生回答）
(2)演示皮球反跳高度一次比一次低，再演示滾擺高度也是一次比一次低．最后都要停下來，問：這是什么原因呢？
（引導(dǎo)學(xué)生回答：物體運動要克服摩擦和空氣阻力做功，要消耗物體的機械能。最后機械能完全被用來克服摩擦和空氣阻力做功消耗掉了，所以物體最后要停下來）
教師點明：消耗掉的機械能并未消失，而是轉(zhuǎn)化為其他形式的能了。這個問題以后將學(xué)到。
(3)物體能做功才具有能，舉高的物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，怎能做功？既然不能做功，為什么說它具有重力勢能？
（引導(dǎo)學(xué)生回答：舉高的物體落下來具有動能，動能可以做功，但動能是由重力勢能轉(zhuǎn)化來的，故我們說勢能可以做功，實際上是勢能可以轉(zhuǎn)化為動能而做功）
(4)鋼球落在鋼板上，也會反跳起來，反跳時的動能是怎樣轉(zhuǎn)變來的？教師指出：鋼球和鋼板相碰，也要發(fā)生彈性形變，只是這個形變較難覺察。事實上，任何堅硬的物體相碰時，都要發(fā)生形變。
然后讓學(xué)生回答。
5．布置作業(yè)
(1)說明下列過程中機械能的轉(zhuǎn)化：
①雪橇從山坡上滑下；
②炮彈從炮口斜向上射出，又落到遠(yuǎn)處地上；
③玩具彈簧槍將“子彈”射出去；
④小孩坐在秋千上，在媽媽推了一次以后，自己蕩著。
(2)你騎自行車時，在上坡前往往要加緊蹬幾下；汽車司機在開車上坡前，也往往要加大油門，加大速度。從能的轉(zhuǎn)化來說明這樣做的好處。
(3)彈簧門在推開以后能自己關(guān)閉。說明這件事怎樣利用了能的轉(zhuǎn)化。
動能和勢能的轉(zhuǎn)化教學(xué)設(shè)計
（一）教學(xué)目的
1．知道動能和重力勢能、彈性勢能可以相互轉(zhuǎn)化，并能舉例說明。
2．能解釋一些有關(guān)動能、重力勢能、彈性勢能相互轉(zhuǎn)化的簡單物理現(xiàn)象。
（二）教具
滾擺、單擺，斜槽，彈簧片，木球，人造地球衛(wèi)星的掛圖等。
（三）教學(xué)過程
1．復(fù)習(xí)
手持粉筆頭高高舉起。以此事例提問：被舉高的粉筆具不具有能量？為什么？
2．引入新課
學(xué)生回答提問后，再引導(dǎo)學(xué)生分析粉筆頭下落的過程。首先提出，當(dāng)粉筆頭下落路過某一點時，粉筆頭具有什么能量？（此時既有重力勢能，又有動能）繼而讓學(xué)生比較在該位置和起始位置，粉筆頭的重力勢能和動能各有什么變化？（重力勢能減少，動能增加）
3．進(jìn)行新課
在粉筆頭下落的過程，重力勢能和動能都有變化，自然界中動能和勢能變化的事例很多，下面我們共同觀察滾擺的運動，并思考動能和勢能的變化。
實驗1：滾擺實驗。
出示滾擺，并簡單介紹滾擺的構(gòu)造及實驗的做法。事先應(yīng)在擺輪的側(cè)面某處涂上鮮明的顏色標(biāo)志，告訴學(xué)生觀察顏色標(biāo)志，可以判斷擺輪轉(zhuǎn)動的快慢。
引導(dǎo)學(xué)生復(fù)述并分析實驗中觀察到的現(xiàn)象。開始釋放擺輪時，擺輪在最高點靜止，此時擺輪只有重力勢能，沒有動能。擺輪下降時其高度降低，重力勢能減少；擺輪旋轉(zhuǎn)著下降；而且越轉(zhuǎn)越快，其動能越來越大。擺輪到最低點時，轉(zhuǎn)動最快，動能最大；其高度最低，重力勢能最小。在擺輪下降的過程中，其重力勢能逐漸轉(zhuǎn)化為動能。
仿照擺輪下降過程的分析，得出擺輪上升過程中，擺輪的動能逐漸轉(zhuǎn)化為重力勢能。
實驗2：單擺實驗。
此實驗擺繩宜長些，擺球宜重些。最好能掛在天花板上，使單擺在黑板前，平行于黑板振動，以便在黑板上記錄擺球運動路線中左、右最高點和最低點的位置。分析單擺實驗時，擺球高度的變化比較直觀，而判斷擺球速度大小的變化比較困難，可以從擺球在最高點前后運動方向不同，分析擺球運動到最高點時的速度為零，作為這一難點的突破口。順便指出像單擺這種往復(fù)的運動，在物理學(xué)中叫做振動。
綜述實驗1、2，說明動能和重力勢能是可以相互轉(zhuǎn)化的。
實驗3：彈性勢能和動能的相互轉(zhuǎn)化。
演示課本圖1—7動能和彈性勢能的轉(zhuǎn)化實驗。實驗可分兩步做。首先手持著木球?qū)椈善茝?，而后突然釋放木球，木球在彈簧片的作用下在水平槽?nèi)運動。讓學(xué)生分析在此過程中，彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能。第二步實驗，讓木球從斜槽上端滾下，讓學(xué)生觀察木球碰擊彈簧片的過程。然后，依據(jù)課本圖1—7，甲→乙圖和乙→丙圖分析動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能和彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能的過程。得出：動能和彈性勢能也是可以相互轉(zhuǎn)化的。
自然界中動能和勢能相互轉(zhuǎn)化的事例很多。其中有一些比較直觀，例如：物體從高處落下、瀑布流水等這些事例也可以讓學(xué)生列舉，說明動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化。有些事例比較復(fù)雜，例如：踢出去的足球在空中沿一條曲線（拋物線）運動過程中，動能和勢能是如何相互轉(zhuǎn)化的呢？（板畫足球軌跡，依圖分析）首先我們來分析足球離地面的高度的變化，這是判斷足球重力勢能變化的依據(jù)。很明顯，在上升過程中足球的重力勢能增加；在下降過程中重力勢能減少。接著再分析足球的速度。足球在最高點時不再上升，說明它向上不能再運動。所以，足球在上升過程中，速度逐漸變小；在下降過程中速度又逐漸變大。通過以上分析，可以看到足球在上升階段動能轉(zhuǎn)化為重力勢能；在下降階段重力勢能轉(zhuǎn)化為動能。
人造地球衛(wèi)星在運行過程中，也發(fā)生動能和重力勢能的相互轉(zhuǎn)化。人造地球衛(wèi)星大家并不陌生，然而圍繞人造衛(wèi)星，同學(xué)們還有許多的謎沒有揭開。例如：人造衛(wèi)星為什么能繞地球運轉(zhuǎn)而不落下來？在人造衛(wèi)星內(nèi)失重是怎么回事？等等，這些問題還有待于同學(xué)們進(jìn)一步學(xué)習(xí)，今天我們只討論衛(wèi)星運行過程中，動能和重力勢能的相互轉(zhuǎn)化。
人造衛(wèi)星繞地球沿橢圓軌道運行，它的位置離地球有時近、有時遠(yuǎn)。（出示我國發(fā)射的第一顆人造衛(wèi)星軌道圖）現(xiàn)以我國發(fā)射的第一顆人造衛(wèi)星為例，它離地球最近時（此處叫近地點）離地面439公里，離地球最遠(yuǎn)時（此處叫遠(yuǎn)地點）離地面高度是2384公里，它繞地球一周的時間是114分鐘。它在近地點時，速度最大，動能最大；此時離地面最近，重力勢能最小。衛(wèi)星由近地點向遠(yuǎn)地點運行時動能減小，重力勢能增大，動能向重力勢能轉(zhuǎn)化。直到遠(yuǎn)地點時，動能最小，重力勢能最大。衛(wèi)星由遠(yuǎn)地點向近地點運行時，重力勢能向動能轉(zhuǎn)化。在衛(wèi)星運行過程中，不斷地有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化。
4．小結(jié)
通過“想想議議”問題的討論，進(jìn)一步認(rèn)識動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化。
(1)在動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化過程中，必定有動能和勢能各自的變化，而且是此增彼減。
(2)動能的增減變化，要以速度增減來判斷。
(3)重力勢能的增減變化，要以物體離地面高度的增減變化來判斷。
(4)判斷彈性勢能的增減，要根據(jù)彈性形變大小的變化。
說明
1．滾擺實驗?zāi)苤庇^地表現(xiàn)動能和勢能的轉(zhuǎn)化。它的優(yōu)點在于能量轉(zhuǎn)化的過程比較緩慢，擺輪高度變化明顯、直觀，擺輪轉(zhuǎn)動快慢變化也能直接觀察。實驗中應(yīng)充分發(fā)揮上述優(yōu)點，為此要注意以下幾點。
(1)擺輪的軸應(yīng)相對細(xì)些，以減緩擺輪的升降速度。固定擺繩時，應(yīng)穿過軸的橫孔，不宜用纏繞的方法固定，以防打滑。
(2)要在擺輪的側(cè)面某處涂上鮮明的顏色標(biāo)志，便于觀察擺輪速度的變化。
(3)擺輪應(yīng)當(dāng)邊緣厚重，以增大轉(zhuǎn)動慣量。
2．關(guān)于人造衛(wèi)星的知識，學(xué)生是非常感興趣的，鑒于學(xué)生的知識基礎(chǔ)，難以使學(xué)生揭開謎底，往往由此而損傷學(xué)生的求知欲。本節(jié)課如有可能，也可通俗地介紹衛(wèi)星為什么能繞地球運行。講法上可用想象推理的方法。
參看圖1，水平地拋出一個物體，由于地球的吸引，它會落回地面，但是拋出的物體速度越快，它飛行的距離越遠(yuǎn)。人拋物體，拋出的距離不過幾十米，但汽槍子彈能飛行幾百米，步槍子彈能飛行幾千米，而炮彈能飛行幾十公里。我們可以設(shè)想，物體的速度足夠大時，它就能永遠(yuǎn)不落回地面，圍繞地球旋轉(zhuǎn)。這個速度大約是8公里/秒。如果速度再大些，物體繞地球運行的軌道就由圓形變?yōu)闄E圓形。人造衛(wèi)星就是根據(jù)這個道理發(fā)射的。
