動能和勢能的轉化 教學設計
人造地球衛星在運行過程中，也發生動能和重力勢能的相互轉化。人造地球衛星大家并不陌生，然而圍繞人造衛星，同學們還有許多的謎沒有揭開。例如：人造衛星為什么能繞地球運轉而不落下來？在人造衛星內失重是怎么回事？等等，這些問題還有待于同學們進一步學習，今天我們只討論衛星運行過程中，動能和重力勢能的相互轉化。
人造衛星繞地球沿橢圓軌道運行，它的位置離地球有時近、有時遠。（出示我國發射的第一顆人造衛星軌道圖）現以我國發射的第一顆人造衛星為例，它離地球最近時（此處叫近地點）離地面439公里，離地球最遠時（此處叫遠地點）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。衛星由近地點向遠地點運行時動能減小，重力勢能增大，動能向重力勢能轉化。直到遠地點時，動能最小，重力勢能最大。衛星由遠地點向近地點運行時，重力勢能向動能轉化。在衛星運行過程中，不斷地有動能和勢能的相互轉化。
4.小結
通過“想想議議”問題的討論，進一步認識動能和勢能的相互轉化。
(1)在動能和勢能的相互轉化過程中，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，要根據彈性形變大小的變化。
說明
1.滾擺實驗能直觀地表現動能和勢能的轉化。它的優點在于能量轉化的過程比較緩慢，擺輪高度變化明顯、直觀，擺輪轉動快慢變化也能直接觀察。實驗中應充分發揮上述優點，為此要注意以下幾點。
(1)擺輪的軸應相對細些，以減緩擺輪的升降速度。固定擺繩時，應穿過軸的橫孔，不宜用纏繞的方法固定，以防打滑。
(2)要在擺輪的側面某處涂上鮮明的顏色標志，便于觀察擺輪速度的變化。
(3)擺輪應當邊緣厚重，以增大轉動慣量。
2.關于人造衛星的知識，學生是非常感興趣的，鑒于學生的知識基礎，難以使學生揭開謎底，往往由此而損傷學生的求知欲。本節課如有可能，也可通俗地介紹衛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。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。我們可以設想，物體的速度足夠大時，它就能永遠不落回地面，圍繞地球旋轉。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為橢圓形。人造衛星就是根據這個道理發射的。