师：同学们，大家好。非常高兴能与大家一起来学习有关机械能及其转化的知识。接下来，让我们一起走进“能”的世界。大家请看，这是一只罐子。老师有一双“具有魔力”的手，可以不接触罐子就能操控它的运动，你们相信吗？让我们一起来见证奇迹的时刻。看，走回来。诶，罐子为什么这么听话呢？通过本节课的学习，大家就能了解其中的奥秘了。
上一节课我们学习了几种能，一起来回顾一下：飞行的飞机具有什么能？
生：由于飞机有速度，所以它具有动能；由于它还有高度，所以飞机还有重力势能。
师：在撑杆跳运动中，杆和人具有什么能？
生：也有动能和重力势能。由于杆还发生了弹性形变，所以它还具有弹性势能。
师：我们把重力势能和弹性势能统称为势能，又把动能和势能统称为机械能。一个物体具有的机械能，就是它所拥有的动能和势能的总和。那飞机的机械能就等于它的动能加重力势能；杆和人机械能就等于他们的动能、重力势能和弹性势能的总和。物体可以同时具有动能和势能，那么动能和势能之间有没有什么关系呢？这就需要我们用实验来进行探究。
我们选用的实验器材叫做滚摆。它的主要结构是一个滚轮，中间固定了一个轴，轴的两端用细线拴住，悬挂在支架上。使用时旋转滚轮，让细线缠绕在轴上，松手后，滚轮就可以边转动边上下运动了。接下来请同学们观察滚摆的运动特点，即高度和速度的变化，并思考滚摆的能量发生了什么变化，将结果填入表中。
我们将滚摆侧一点摆放，大家可以通过侧面的色块来观察它的速度变化，我们还可以通过慢放的形式来观察。
滚轮在下降时高度减小，速度增大；上升时高度增大，速度减小。滚轮高度减小说明它的重力势能在减小，速度增大说明动能增大了。请同学们思考，增大的动能是从何而来的，而减小的重力势能又去了哪里呢？
生：增大的动能正是由减小的重力势能变化而来的。
师：对，我们把这个过程叫做转化。那下降时滚摆的重力势能转化为动能；而上升时滚摆的高度增大，重力势能增大，速度减小，所以动能减小，其动能转化为重力势能。所以动能和重力势能可以相互转化。我们研究了动能和重力势能的关系，在势能中还有一个能是弹性势能，那动能和弹性势能是否可以相互转化呢？老师给大家带来了这样一个改装滚板。
大家请看，这是老师改装过后的滚板，我们就叫它改装滚板。它是将滚轴固定在了两侧可以转动的轴承中，而在绳子的上端固定了弹簧。我们旋转滚轮，绳子在缠绕在轴上的同时，弹簧发生了弹性形变，那么它就具有什么能？
生：弹性势能。
师：请同学们也观察改装滚摆的运动特点，说一说其中的能量转化。同学们，我们需要观察哪些变量呢？
生：我们需要观察弹簧形变程度的变化和滚摆转速的变化。
师：同样的，我们侧一点位置摆放，请注意观察。由于这个过程比较快，我们通过慢放的形式再次观察。
我们看到弹簧缩短时，形变程度减小，滚轮转速增大了；而弹簧伸长时，形变程度增大，滚轮转速在减小。形变程度减小说明其弹性势能减小了，速度增大说明动能在增大，这个过程是弹簧的弹性势能转化为滚轮的动能。而弹簧伸长时弹性势能增大，动能减小，动能转化成弹簧的弹性势能。原来动能和弹性势能也可以相互转化。由于重力势能和弹性势能统称为势能，所以我们可以将前两个结论合并，即动能和势能可以相互转化。
同学们在滚摆实验中有没有注意到，滚摆在运动过程中能否达到原来的高度呢？
生：答案是否定的。
师：这是为什么呢？
生：是因为滚摆运动过程受到了空气阻力。
师：其实这个阻力就是摩擦力。我们都知道摩擦生热也是一种能量，它是从何而来的呢？
生：是从滚摆的机械能转化而来的。
师：机械能转化为别的能，那么机械能的总量就会减小，所以滚摆无法达到原来的高度，最终还会停了下来。我们设想一下，如果能够减小阻力，滚摆的运动会有什么变化呢？
生：它每次上升时会更接近原来的高度，也会持续更长的运动时间。
师：如果阻力可以完全消失，那滚摆将如何运动呢？
生：会一直运动下去，并且能够达到原来的高度，那么它的机械能总量就不会发生变化。
师：如果我们从能量转化的角度去描述，机械能进行转化时遵循什么规律，请同学们尝试去总结一下。
（同学们表述后）
师：相信同学们都有自己不一样的表述，但表达的意思是殊途同归的。如果没有其他能量的转化，只有动能和势能转化，尽管动能和势能的大小在发生变化，但机械能的总和是不变的，即机械能守恒。
在我们的生活中，有许多机械能转化的示例，你能想到哪些呢？
生：例如拍皮球时，皮球的重力势能、动能和弹性势能之间发生相互转化；打羽毛球时，球拍的弹性势能和羽毛球的动能发生相互转化。
师：同学们，你们知道城市建设中如何拆除老旧建筑吗？
生：多数采用爆破的方式。
师：你们有没有听说过有人可以用大铁球来拆除建筑？我们一起来了解一下。原来铁球有这么大的能量，它的能量是从何而来的呢？我们看拆解铁球的运动，能否想到某种实验装置呢？
生：单摆。
师：对，我们可以将铁球的运动过程简化为单摆的运动来研究。老师这里也有一个单摆，我们来看看单摆的运动特点。将小球拉至 a 点的高度，从静止释放。请同学们观察小球高度和速度的变化，说一说小球从 a 到 c 和从 c 到 b 的能量转化。
为了方便同学们观察，老师拍摄了频闪照片，请同学们观察照片来判断小球高度和速度的变化。