动能和势能的转化

篇一：动能和势能,动能和势能的转化

动能和势能，动能和势能的转化

学习内容

1、动能和势能的概念

2、影响动能和势能大小的因素

3、动能和势能的转化过程

学习目标要求：

1．知道动能、重力势能、弹性势能、机械能的初步概念，并能举例说明。

2．知道动能、重力势能、弹性势能的大小的影响因素，并能解释简单的现象。

3．知道动能和势能的相互转化。

4．了解水轮机在人类生产和生活中的重要作用。

5．了解水力发电站的主要构造，知道水轮机在发电站的作用。

6．了解风力发动机的用途。

7．能说出一些人类利用风能和水能的实例。

中考基本要求：

1．知道什么是动能、势能、机械能和弹性势能，并能举例说明。

2．知道动能、重力势能、弹性势能的大小各与什么因素有关，并能解释简单的现象。

3．理解动能和势能的相互转化，能解释有关不同形式的机械能相互转化的简单现象。

中考常考内容：

1．判断什么样的物体具有能量，判断一个物体具有何种形式的机械能。

2．比较物体具有的动能、重力势能或弹性势能的大小。

3．分析有关动能和势能间相互转化的事例。

知识要点精析：

1．功和能的关系

能是一种状态，能量的大小是状态量；而做功是一个过程，功的大小是过程量。物体具有做功的本领，即说明此物体具有能。但是有能不一定正在做功。物体能做多少功，就说它具有多少能。

功有大小，能也有大小，能量可以转化或转移，在机械能里动能和势能可以相互转化，动能可以转化为势能，势能也可以转化为动能，功就是转化多少的量度。功代表了能量从一种形式转化为一另种形式的数量，因而功和能的单位也是相同的。

物体具有做功的本领时，说它具有了能，即物体能够做功。但能够做功与物体有没有做功是有区别的。没有做功的物体不能说它不能做功。有多少能量也不一定要做多少功。物体具有的能量也许一部分用来做功，而另一部分又转化为其它形式的能量（如热能等）。

2．动能及影响动能大小的因素

动能是物体由于运动而具有的能量，即物体由于运动而具有做功的本领叫做动能。

运动的物体动能的大小与两个因素有关：一是物体的质量，二是物体运动的

速度大小。当物体的质量一定时，物体运动的速度越大其动能越大，物体的速度越小其动能越小。具有相同运动速度的物体，质量越大动能越大，质量越小动能越小。

3．重力势能及影响重力势能大小的因素

物体由于被举高而具有的能量，叫做重力势能。例如：被举高的重锤，空中的飞机，阳台上的花盆等都具有重力势能。

重力势能的大小与两个因素有关：一个是物体的质量，另一个是物体距零势能面的高度。当物体的质量一定时，物体距零势能面的高度越大，其重力势能越大，物体距零势能面的高度越小，其重力势能越小；当物体距零势能面的高度一定时，物体质量越大其重力势能越大，物体质量越小其重力势能越小。物体的质量越大，举得越高，其重力势能就越大。

4．弹性势能及影响弹性势能大小的因素

物体由于发生形变而具有的能量叫做弹性势能。物体在外力作用下，它的形变会发生变化，称为形变。如果将对物体施加的外力撤消，物体的形变能够完全消失，恢复原状，这种形变称为弹性形变。发生弹性形变的物体有恢复原来形状的能力，具有做功的本领，因此具有能，这种能称为弹性势能。

弹性势能的大小与两个因素有关：一个是弹簧本身的性质，另一个是弹性形变的大小。当弹簧本身的性质相同时，形变越大，它具有的弹性势能就越大，形变越小，具有的弹性势能就越小；当弹簧形变相同时，性质不同的弹簧弹性势能不同。

5．动能和势能间的相互转化及机械能守恒定律

动能和重力势能之间可以相互转化。动能和重力势能之间的相互转化一般发生在只受重力作用下的运动过程中，例如滚摆在下降的过程中，越转越快，它的重力势能越来越小，动能越来越大，重力势能转化为动能；滚摆在上升过程中，越转越慢，它的重力势能越来越大，动能越来越小，动能转化为重力势能。动能和弹性势能之间也可以相互转化。它可以发生在同一物体上，也可以发生在不同物体之间，例如，从高处落下的皮球与地面撞击的过程中，由于皮球发生弹性形变，皮球的动能转化为弹性势能，皮球在恢复形变的过程中，它的弹性势能转化为动能。拉弯的弓把箭射出去的过程中，拉弯的弓具有弹性势能，射出去的箭具有动能，这是弓的弹性势能转化为箭的动能。

在动能和势能相互转化的过程中，如果没有机械能和其它形式的能量之间的相互转化，则机械能的总量保持不变。这就是机械能守恒定律。

6．水能和风能利用

自然界的流水和风都是具有大量机械能的天然资源，可以用来为人类服务。修筑拦河坝可以提高坝前上游的水位，水位越高，水的重力势能就越大。这样水从坝上落下时转化成的动能就越大，水推动坝下方的水轮机转动，水轮机又带动发电机发电，水能最终转化为电能。

利用风能做功主要是靠风车，也可以用风车的转动带动发电机发电。利用风能不会有环境污染，但风能不稳定，不像建拦河坝那样能把“风能”储存起来。 例题分析

第一阶梯

[例1]在下面的现象中，有哪些物体做了功？

1、叉车举起货物；

2、马拉车前进；

3、水开了，水蒸汽顶起了壶盖；

4、拉弯了的弓。

提示：物体做功必须同时满足两个条件：一是要有力作用在物体上；二是物体要在力的方向上通过一段距离。

答案：叉车、马车和水蒸汽都满足了做功的两个必要条件，它们分别对货物、车和壶盖做了功。而拉弯的弓不满足做功的两个条件，所以没有做功。

说明：应当注意的是，被拉弯的弓一旦恢复变形，就会把箭射出去，从而对箭做功。因此，拉弯的弓是可以做功的。

判断这些现象中的物体能否做功的目的是找出功和能之间的联系。能量和功具有密切的关系，我们说一个物体能够做功，就说这个物体具有能。换句话说，具有能的物体的特点是它们具有做功的本领（这种本领可以是潜在的）。因此，叉车、马车、水蒸汽和被拉弯的弓都具有能。

例2、在下面三幅图中，指出哪些物体能够做功？这些物体各具有什么能？

篇二：动能和势能的转化

动能和势能 (第2课时)

科学（浙教版）九年级上册 第三章 第4节

一、教学目的

（一）知识与技能

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．了解机械能和其他形式能的转化实例。

（二）过程与方法

尝试应用已知的科学知识去解决具体的问题，培养学生理论联系实际的能力

（三）情感、态度与价值观

对学生进行爱国主义教育和节能教育。

二、教学重点难点

能分析解释生活中一些有关动能、重力势能、弹性势能相互转化的简单现象及过程

三、教学准备

滚摆,单摆、斜槽、弹簧片、木球、人造地球卫星的挂图、课件等

四、教学设计

本节课选自浙教版《科学》九年级上第三章第4节的第二课时。它的主要内容为：在机

械运动的基础上，主要介绍了动能和势能相互转化的过程及实例，是第一节内容的延续，同时也是为后面的能量转化与守恒定律打下基础，是学生进一步理解能量的引路石，对整个初中关于能量的学习起着承前启后的作用。

本节课的主体思路主要采用实验、观察、分析、比较、概括的方法进行学习。从生活实

例入手，引导分析，使学生感受到科学知识并非高深莫测，增强学习科学的信心，体现了“从生活走向科学的理念”。以大量的实例让学生真实感受到动能和势能不但存在，而且可以相互发生转化。通过实验的演示，让学生观察到、了解到动能和势能及机械能和其他能之间的转化，以观察现象为过程方法线，在一定的情景下通过学生的活动解决问题，从而转化为学生的认知，再把学生的认识运用到实际的生活中。

五、教学过程

（一）导入新课

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）

（二）探究新知

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，下面我们观察几个实验来思考动能和势能的变化。

PPT2：1.滚摆实验：如图所示，把一个滚摆悬挂在框架上．用手捻动滚摆使悬线缠在轴上，滚摆升高到最高点．放开手，观察滚摆的运动，并思考它的动能和势能的变化．（事先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。）

可以看到，滚摆旋转着下降，越转越快．到最低点时，滚摆转而上升，上升中它越转越慢，直到差不多回到原来的位置．然后它又下降、上升，重复原来的运动．

思考：滚摆的动能和势能有什么变化呢？

滚摆下降时，它的重力势能越来越小，动能越来越大，重力势能转化为动能．滚摆上升时，它的动能越来越小，重力势能越来越大，动能转化为重力势能．

PPT3：2.摆锤实验：如图所示，把一个金属小球用细线悬挂起

来，把小球拉到一定高度，然后放开，观察小球的运动情况，说明

小球在运动过程中动能与重力势能之间的转化．（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。分析摆锤实验时，摆锤高度的变化比较直观，而判断摆

锤速度大小的变化比较困难，可以从摆锤在最高点前后运动方向不

同，分析摆锤运动到最高点时的速度为零，作为这一难点的突破口。）

从A点到B点的过程中，重力势能逐渐减小，动能逐渐增大，重力势能转化为动能；B点到C点的过程中，动能逐渐减小，重力势能逐渐增大，动能转化为重力势能。

结论：综述实验1、2，说明动能和重力势能是可以相互转化的。

PPT4：3.动能和弹性势能的相互转化

实验：如图所示，让木球从斜槽滚入水平槽．在水平槽里竖立一个弹簧片，它的下端固定．观察木球与弹簧片碰撞的过程，并思考这个过程中能的转化．

木球接触弹簧片后把弹簧片压弯，木球的动能减小，弹簧片的弹性势能增加，在这个过程中动能转化为弹性势能．紧接着，弹簧片恢复原状，把木球弹回，在这个过程中弹性势能转化为动能．

结论：动能和弹性势能也是可以相互转化的。

PPT5：举例说明：篮球下落、上升的过程中，动能和重力

势能、弹性势能的转化。

PPT6：思考：若没有摩擦阻力，摆锤和滚摆将怎样运动?

答：如果没有摩擦阻力,

摆锤和滚摆每次都会上升到原来的

高度，即动能和势能在相互转化的过程中,机械能的总量保持不变。

PPT7：思考：在上述活动中，摆锤和滚摆每次上升的高度都在减小，最后会停在最低点，机械能到哪里去了？

答：摆锤和滚摆克服阻力做功，机械能转化为内能了。实际生活中，机械能会转化为其他形式的能。举例说明：小球落地的过程。

4.动能和势能相互转化的其他事例

自然界中动能和势能相互转化的事例很多。

PPT8：例如：撑杆跳高运动员在起跳前进行一段助跑，获得了大量的动能。起跳后，他的身体不断上升，撑杆剧烈弯曲，动能转化为运动员的重力势能和撑杆的弹性势能。当上升到一半高度时，动能变得很小。此后，撑杆的弹性势能逐渐转化为运动员的重力势能，从而使运动员继续上升。

PPT9：学生分析：水电站的能量是如何进行转化的？

答：在水力发电站，被大坝拦住的上游水继续了大量的势能。当

这些水通过坝内的导管向低处流动时，势能转化为动能。而流动的水

冲击水轮机的叶轮，又将动能传递给水轮机，进而带动发电机发电，

再转化为电能。

PPT10：讨论： 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，速度较大，

在远地点的速度较小，那么，卫星从近地点运动到远地点的过程中，

它的动能和势能如何变化？

学生回答：人造卫星从远地点向近地点运动时，势能减小，动能增大，

速度越来越大；反之，从近地点向远地点运动时，势能增大，动能

减小，速度越来越小．卫星在运行过程中，也发生动能和势能的相

互转化．

PPT11：问：你还能举出哪些实例说明动能与势能间相互转化

的应用吗?

学生举例：过山车动能和势能的转化；

PPT12： 拉弓射箭中能量的转化

（三）课堂小结

PPT13：视屏回顾几个实验和几个实例，进行总结。

PPT14：(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。

物体的动能和势能可以相互转化。如果没有受到摩擦等阻力，动能和势能在相互转化过程中，机械能的总量保持不变。机械能和其他形式的能也会相互发生转化，大家课后可以去探究更多有关能量转化的奥秘。

（四）课堂练习

PPT15-- PPT17：课内练习

（五）课后任务

完成作业本中的作业；举出一些实例说明动能与势能间相互转化的应用。

六、教学反思

动能和势能的相互转化较为抽象，但有了上节课“动能和势能”做铺垫，若能能将该知识点与学生的生活经验联系起来，变抽象为具体，即可激发学生的兴趣，又可较为容易的使学生思维由感性向理性过度，突破本节课的教学难点。充分调动学生参与课堂学习的积极性和主动性，将教学过程的各个环节与学生的心里活动紧密结合起来，从而取得最佳的教学效果。

通过本节课的学习，培养学生的观察实验能力，激发学生学习兴趣，但学生自己动手操作的实验量不多，应多备一些有关实验，这样效果能更好。学生通过生活或实验现象总结科学规律时，科学术语运用得不够熟练实验方案的设计目的有的学生不是太明确，这方面能力有待于进一步培养提高。

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) 在实验中，可用一个指针或标尺来指示摆锤或滚摆每次上升的高度。

(4) 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。

篇三：动能和势能的转化

1， 理解动能和重力势能的转化，能举例说明动能和重力势能的转化．

2， 理解动能和弹性势能的转化，能举例说明动能和弹性势能的转化．

3， 分析和解释实例，说明动能和势能的转化过程，动能、势能、机械能的变化情况． 4， 建立能量的概念，树立能量转化和守恒的观念，为后面学习能的转化和守恒大小基础．

5、通过分析生产和生活中的实例，养成学生理论联系实践的习惯和能力．

教材分析

教材首先安排了麦克斯韦滚摆实验来说明动能和重力势能的相互转化，接着又安排了把用细线悬挂起来的金属小球拉到一定高度放开，以及木球与弹簧片碰撞两个实验，来说明动能和弹性势能的相互转化．使学生一开始就注意到动能和这两种势能都可以相互转化．在动能和势能的相互转化过程中，机械能减少转化为内能的问题安排在下一章讲，在这里没有涉及．教材最后分析了人造卫星绕地球运行过程中动能和势能的相互转化，目的是加强物理知识与现代科技的联系，使学生了解他们所学的物理知识，也可以用来解释一些高科技中的问题，激发学生学习物理的兴趣．

教法建议

注重实验教学，分析上抛小球的实验到观察麦克斯韦实验，在教学过程中要使学生明确实验的目的和观察物理现象，清楚具体的过程，从速度变化、高度变化到能量变化，学生能从能量变化中知道能量的转化．

课本实验中动能和弹性势能的转化不用细致分析，但是要在教学过程中让学生注意观察的分析木球碰撞弹簧片的过程，由于碰撞非常短，所以应当帮助学生想象弹簧片的形变，从而理解动能和弹性势能的转化．

教学中注意把学的知识应用到实践中，注重分析实例，例如分析射箭过程中的能量转化，分析卫星运行时动能和势能的转化．在分析卫星运行时，应当利用板图标出远地点和近地点，使学生养成画图帮助分析的习惯．

教学设计示例

第二节 动能和势能的转化

【课题】动能和势能的转化

【重点难点解析】动能和势能的转化；分析转化过程．人造地球卫星绕地球运行过程中的能量转化过程．

【教学过程】

1， 实验引课

观察滚摆实验，用板图帮助分析．

实验时要注意观察：滚摆在下降过程中速度如何变化；上升阶段速度如何变化．

注意分析的问题：到最高点时，高度、速度特点；说明了什么；到最低点时，高度、速度特点；说明了什么；在下降过程中，高度、速度如何变化，说明了什么；在上升过程中，高度、速度如何变化，说明了什么．

实验结论：物体的动能和重力势能可以相互转化．

2，新授课：动能和势能的转化．

1）分析实例

方法1：针对基础较好的学生，可以由学生自己列举能体现动能和重力势能相互转化的现象，并具体分析能量转化的过程．用讨论分析的方法完成课堂学习．

方法2：一般情况下，可以分析重点实例，例如分析乒乓球从某一高度自由下落过程中，不考虑空气的阻力，注意分析：乒乓球从某他高度下落到接触地面的过程；乒乓球从接触地面到发生最大弹性形变的过程；乒乓球逐渐恢复原来形状到反弹起来的瞬间；乒乓球反弹起来后上升到最高点的过程．

2）结论：在上升和下降过程中，是动能和重力势能的相互转化，在乒乓球发生弹性形变

过程和恢复原来的形状的过程中，是动能和弹性势能的相互转化．所以动能也可以和弹性势能相互转化．

3）其他实例分析：可以做课本上的实验2和实验3，并由学生自行分析在实验过程中的能量转化．

4）难点分析：人造地球卫星在绕地球转动的过程中，分析能量的转化．

方法1，一把般情况下，学生由板图观察近地点和远地点的高度和速度的特点，从而分析人造地球卫星在从近地点到远地点和从远地点到近地点移动的过程中，动能和重力势能的相互转化，并知道机械能的总量是保持不变的，也为以后学习能量转化和守恒定律打下基础．

方法2，针对基础较好的学生，可以由板图观察近地点和远地点的高度的特点，并告知学生在人造地球卫星绕地球转动的过程中机械能的总量保持不变，让学生分析在卫星到达近地点和远地点的位置时，运行速度的特点是什么，并想象卫星是如何绕地球转动的，从而增强学生想象事物的能力．

【板书设计】

探究活动

【课题名称】观察和分析某个动能和弹性势能转化的实例

【组织活动形式】学生小组

【辅导参考】

1，观察和实践蹦床运动，分析在接触蹦床过程中，蹦床发生弹性形变的过程和能量转化．2，拆开一个玩具小车，观察上弦时，发生的弹性形变，以及它在恢复原状过程中的特点．

【评价方案】

1、学生自评．

2、写出分析和观察的过程．

3、应用到其他的实例．

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/n9mb.html