1、 4-14有趣的碰碰球【教学目标】(1)科学观念：知道被举高的物体具有势能，运动的物体具有动能，动能和势能可以相互转换；列举生活中动能和势能相互转换的例子。(2)科学思维：通过观察碰碰球实验提出有关能量转换的问题；能基于所学的知识设计实验证明动能、势能的存在以及影响动能、势能的因素，分析动能、势能的相互转换现象。(3)探究实践：表现出对动能和势能相互转换进行科学探究的兴趣；在进行多人合作时，愿意沟通交流，综合考虑小组各成员的意见，形成集体的观点。(4)态度责任：了解动能和势能相互转换在生活中的应用。【教学重难点】知道被举高的物体具有势能，运动的物体具有动能，动能和势能可以相互转换；列举生活中动
2、能和势能相互转换的例子。了解动能和势能相互转换在生活中的应用。【教学过程】一、导入新课师：同学们，喜欢玩玩具吗？前两天，老师看到一个有趣的玩具，对它“百思不得其解”。今天，老师带到了课堂上和同学们一起来揭秘。教师播放麦克斯韦滚摆实验视频。师：这个装置叫“麦克斯韦滚摆”。请大家思考：没有任何开关和外力，它是如何上下来回不停地滚动的呢？生：应该是先把滚摆慢慢滚上去，到最高点后放手，滚摆自己就滚下来了，滚到最底下后又会反弹上去，如此反复。师：为什么到最高点放手后，滚摆自己就会滚下来？究竟是谁给它的力量呢？生：由于地球引力，滚摆自身的重力就把它拉下来了。师：当滚摆运动到最低端时，又是什么力量让它滚上去
3、了呢？生：当滚摆从上面滚下来的时候，它的冲力越来越大，使得它自己又冲上去了。师：也就是说，滚摆自己就可以通过不断地转换能量，使得自己上下不停地滚动。今天，就让我们一起来研究能量之间的秘密。二、探究活动（一）认识动能和势能及其相互转换。1简单的摆。师：首先我们做一个简单的摆，用手拉摆锤，让摆摆动起来。师：观察来回摆动的摆，你们发现它是如何运动的？生：我把摆锤拉到高处后松开，发现摆锤自动地左右来回摆动。生：摆锤从高处下降，降到最低后又冲到高处；当到达一定高度时会返回去。师：观察得很仔细。当摆锤被拉到高处时，摆锤就会因为升高而拥有了能量，这种能量我们称为势能；拥有势能的摆锤做出了向下的运动，当摆锤开
4、始运动时，就会拥有另一种能量，我们称为动能。师：请大家再次观察运动中的摆，说一说什么时候摆具有势能，什么时候具有动能？（学生观察）生：当摆锤运动到最高处时，摆锤拥有势能。生：当摆锤从高处向下运动时拥有动能，这些动能是由势能转换而来的。生：摆锤从下往上运动时也具有动能。师：是的，同学们说得非常正确。摆之所以可以这样不停地来回摆动就是：势能转换 第四单元 能量的转换动能又转换为势能的原理，势能和动能的相互转换促成了摆的运动。2解释“麦克斯韦滚摆”的原理。师：现在，大家能解释一下“麦克斯韦滚摆”的原理了吗？生：滚摆被缠到高处拥有了势能，势能让滚摆下降，下降中的滚摆拥有了动能，使得流摆又将低处的滚摆推
5、向高处，使它再次拥有势能，如此反复运动，不停地转换。师：理解得非常正确。如果不考虑空气阻力、摩擦力等因素，摆和滚摆会这样一直运动下去。3玩一玩碰碰球。师：上个月学校组织了科技节，有位同学做了一个作品（出示碰碰球），大家知道它是什么吗？生：知道，这是碰碰球，也叫牛顿摆，我玩过。生：我在科技馆里见过。师：请一位同学来演示下一如何玩碰碰球。（学生演示。）师：以同学们小组为单位，玩一玩碰碰球。要求思考以下问题：拉起的小球与其他小球相比，能量有变化吗？松开手后，拉起的小球有什么变化？其他小球有什么变化？被撞出的小球运动的能量来自哪里？（学生玩儿碰碰球，小组交流讨论问题，教师巡视参与。）师：大家有答案了吗
6、？谁能来解释一下？生：拉起来的小球与其他小球相比，具有势能。生：松开手后，拉起的小球向下运动起来，势能逐渐变成了动能，而其他小球在原地没有动。生：被撞出的小球运动的动能来自拉起的小球。师：同学们对动能和势能的理解很正确。通过这个小实验，你们有什么问题或疑惑吗？生：为什么拉起最右边的小球，被撞出的是最左边的小球，而且中间的小球不动呢？师：他提出的问题很有意思。思考一下，这是为什么呢？（小组讨论汇报。）师：当摆动最右侧的球并在回摆时碰撞紧密排列的另外4个球，最左边的球将被弹出，并仅有最左边的球被弹出。师：大家可以试一试同时拉起两个小球，会有什么现象发生？（学生再次玩碰碰球。） 生：拉起右边两个小球
7、，左边会有两个小球被撞起。 4归纳总结。师：通过以上几个活动，我们可以得出：小球由于被举高而具有势能，由于运动而具有动能。动能和势能可以相互转换。动能和势能统称为机械能。5感受机械能的力量。师：让我们来感受机械能的力量有多大。取一张A4纸，平铺到纸杯口，并用橡皮筋将纸箍紧。拿一个小玻璃球轻轻放在A4纸中央，观察现象。将小球举高在纸杯上方，松开手，观察现象。（学生操作。）生：小球轻轻放在A4纸上时，A4纸能将小球托住。生：小球被举到高处再松开手后，A4纸被小球撞破了。师：这说明什么呢？生：说明小球由于被举高而具有势能，下落过程中具有动能，拥有了机械能的小球有力量。（二）生活中动能、势能相互转换的
8、现象有哪些？师：动能和势能在生活中应用很广泛。想想我们自己身边有哪些动能和势能转换的现象呢？（学生思考后回答。）生：荡秋千时，先产生势能，势能转换成动能，动能再转换成势能，如此不断转换。生：骑自行车时，上坡时是动能转换成势能，下坡时是势能转换为动能。（教师补充。）（三）教师补充弹性势能。师：通过实验，我们知道了当摆锤被拉到高处时，摆锤就会因为升高而拥有势能。其实这种因为重力作用而拥有的势能是势能中的一种，叫作重力势能。还有一种势能是当物体发生弹性形变时，物体各部分之间由于弹性力相互作用而具有的势能，叫作弹性势能，如弹簧，当我们把它拉伸或压缩时，它能自己再恢复原样，利用的就是弹性势能。又如我们拍皮球或篮球时，篮球下降到地面后，又反弹上来，这说明动能转换成了弹性势能，弹性势能又转换成动能。弹性势能和重力势能统称为势能，它们都属于机械能。三、总结拓展师：不要小看这简单的动能和势能，它可是能量界中的两员大将。（播放相关视频。）师：看完视频，你们有何感想？（学生汇报。）师：课后，我们可以通过打打篮球、跳跳绳等，在运动锻炼自己身体的同时，分析运动过程中能量是怎样转换的。