歐姆定律教案高中

機械能守恒定律。

古人云，工欲善其事，必先利其器。教師要準備好教案，這是教師工作中的一部分。教案可以讓學生能夠在課堂積極的參與互動，使教師有一個簡單易懂的教學思路。您知道教案應該要怎么下筆嗎？下面是小編幫大家編輯的《機械能守恒定律》，僅供參考，希望能為您提供參考！

第5節(jié)機械能守恒定律
【學習目標】
1．知道機械能守恒定律及其適用條件。
2．會應用機械能守恒定律解題，明確解題步驟，知道用這個定律處理問題的優(yōu)點。
3．能敘述能量守恒定律，體會能量守恒是自然界的基本規(guī)律之一。會初步運用能量守恒的觀點分析問題。

【閱讀指導】
圖1圖2
1．物體的機械能包括_________、_________和__________。如圖1所示，在一個光滑曲面的上端A，由靜止釋放一質(zhì)量為m的小球，若取曲面的底端所在的平面為零重力勢能點，小球在A點時的機械能為__________，小球沿曲面滑到曲面底端B點，小球從A點滑到B點的過程中，小球受到_____力和_____力，其中只有____做功，該力做的功W＝_________，重力勢能________（填“增加”或“減少”）了__________，由動能定理知小球動能的變化量為_________，此時小球的機械能為_______，在該過程中小球的機械能_______（填“變化”或“不變”）。如果這個曲面是粗糙的，那么小球在由A滑到B的過程中，不僅重力做功同時________力做_____（填“正”或“負”），若該力做了Wf的功，由動能定理可知，物體動能的增加了________，此時的機械能為_______，小球從A滑到B的過程中機械能_________（填“變化”或“不變”）。
2．如圖2所示，一根長為h的細繩，一端懸掛在天花板上，另一端拴一質(zhì)量為m的小球，將小球拉至與豎直方向成60°角的位置A，不計空氣阻力，由靜止釋放小球，在小球擺到最低點B的過程中，小球受到______力和_____力的作用，其中只有______力做功，該力做功為___________。由動能定理可知小球的動能增量為______。若假設小球達到最低點所在的平面為零重力勢能面，小球在A點的機械能為_______，在B點的機械能為_______，小球從A到B的過程中機械能的總量________（填“變化”或“不變”）。若這個過程中空氣阻力不能忽略，那么，小球從A到B的過程中，不僅重力做功，同時_______也做功，機械能的總量將__________（填“增加”、“減少”或“不變”）。
3．能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式________為另一種形式，或者從一個物體_________到另一個物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程中其總量保持不變。

【課堂練習】
★夯實基礎
1．下列幾種運動中機械能守恒的是（）
A．平拋物體的運動B．豎直方向的勻速直線運動
C．單擺在豎直平面內(nèi)的擺動D．物體沿光滑斜面自由上滑
2．如圖所示，一個小球，從長度L=10m，傾角為30°的光滑斜面頂端A由靜止開始下滑，若g取10m/s到達軌道底端B時的速度大小是（）
A．10m/sB．10m/s
C．100m/sD．200m/s
3．如圖所示，一個可視為質(zhì)點的實心鋼球從高H的A點自由落入水面的B點，然后鋼球繼續(xù)落入深為h的水底C處。下列說法正確的是（）
A．鋼球由A落到C的過程中，機械能守恒
B．鋼球由A落到B的過程中，機械能守恒
C．鋼球由B落到C的過程中，機械能守恒
D．鋼球由A落到C的過程中，動能先增加后減少
4．質(zhì)量為m的石子從距地面高為H的塔頂以初速度v0豎直向下拋出，若只考慮重力作用，則石子下落到距地面高為h處時的動能為：（g表示重力加速度）
A．B．
C．D．
5．物體從某一高度自由落到直立于地面上的輕彈簧上，如圖所示在A點開始與彈簧接觸，到B點物體速度為零，然后被彈回，則（）
A．物體從A到B的過程中，動能不斷減小
B．物體從B上升到A的過程中，動能不斷增大
C．物體從A到B及B上升到A的過程中，動能是先變大后變小
D．物體在B點的動能為零
6．豎直下拋一小球，不計空氣阻力和小球落地時的能量損失，小球著地后回跳的高度比拋出點的高度高5.0m。求小球拋出時的速度多大？（g取10m/s2）（零思考方案網(wǎng) zhe135.Com）

★能力提升
7．物體做平拋運動，落地時的動能是剛被拋出時動能的4倍，則物體剛被拋出時的重力勢能是動能的多少倍？

8．如圖所示，AB和CD為半徑為R=lm的1/4圓弧形光滑軌道，BC為一段長2m的水平軌道．質(zhì)量為2kg的物體從軌道A端由靜止釋放，若物體與水平軌道BC間的動摩擦因數(shù)為0.1，求：（l）物體第1次沿CD弧形軌道可上升的最大高度；（2）物體最終停下來的位置與B點的距離．
9．如圖所示的裝置中，輕繩將A、B相連，B置于光滑水平面上，拉力F使B以1m/s勻速地由P運動到Q，P、Q處繩與豎直方向的夾角分別為α1=37°，α2=60°?；嗠x光滑水平面高度h=2m，已知mA=10kg，mB=20kg，不計滑輪質(zhì)量和摩擦，求在此過程中拉力F做的功？（已知sin37°=0.6，g取10m/s2）

第5節(jié)機械能守恒定律
【閱讀指導】
1、動能重力勢能彈性勢能mgh重力彈力重力mgh減少mghmghmgh不變摩擦負（mgh－Wf）mgh－Wf變化2、重拉重mgh/2mgh/2mgh/2mgh/2不變減少3、只有重力做功直線曲線彈性勢能重力和彈力做功4、轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)移
【課堂練習】
1、ACD2、A3、BD4、C5、0.6m6、10m/s7、3*8、(1)0.8(2)2m

延伸閱讀

§7.8機械能守恒定律（1）

§7.8機械能守恒定律（1）
教學目標
知識與技能
1、知道什么是機械能，知道物體的動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化，知道能量的轉(zhuǎn)換必須通過做功實現(xiàn)；
2、會正確推導物體在光滑曲面上運動過程中的機械能守恒，理解機械能守恒定律的內(nèi)容、表達式、守恒的條件。
過程與方法
1、在具體的問題中會判定物體的機械能是否守恒；
2、初步學會從能量轉(zhuǎn)化和守恒的觀點來解釋物理現(xiàn)象，分析問題。
情感、態(tài)度與價值觀
通過能量轉(zhuǎn)換與守恒的教學，培養(yǎng)學生學以致用的思想。
教學重點
理解機械能守恒定律的內(nèi)容、表達式、守恒的條件。
教學難點
物體機械能是否守恒的判定
教具準備
單擺,彈簧振子,滾擺
教學過程
一、課前導學
演示單擺和彈簧振子,分析能量轉(zhuǎn)化情況,引入新課。
二、質(zhì)疑討論
（一）動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化
1、自由落體運動的物體運動過程中能量的轉(zhuǎn)化情況是怎樣的?
2、演示單擺和彈簧振子,分析能量轉(zhuǎn)化情況。
小結(jié):(1)動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)化時必定有重力或彈簧的彈力做功；
(2)在忽略阻力只有重力或彈簧的彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)總的機械能保持不變。
（二）機械能守恒定律
1、內(nèi)容:
2、表達式：
3、守恒的條件：
4、理解：
（1）“守恒”的含義：指一個過程中某個量一直保持不變，而并非只是初、末兩狀態(tài)相同。
（2）我們可以分三個層次來表述機械能守恒定律：
A、只有重力做功的情形。這時彈性勢能不改變?？杀硎緸椋?br> B、只有彈力做功的情形。這時重力勢能不改變?？杀硎緸椋?br> 其中Ek1和Ek2表示守恒過程中任意兩個狀態(tài)時的動能，EN1和EN2表示守恒過程中任意兩個狀態(tài)時的彈性勢能。
C、同時有重力和彈力做功、但其它力不做功的情形。可表示為：
重力、彈力以外的力做正功，機械能增加；重力、彈力以外的力做負功，機械能減少。
通常在不涉及時間和加速度的情況下，應用機械能守恒定律解題較為簡便。
要注意：機械能守恒定律是針對系統(tǒng)而言的，即便我們平時說某個物體具有重力勢能，實際上是指由該物體和地球組成的系統(tǒng)所具有的重力勢能。
三、反饋矯正
例1：分析下列情況下機械能是否守恒？
A、跳傘運動員從空中勻速下落過程
B、物體以8m/s2在空中下落過程
C、物體作平拋運動過程
D、物體在細線拉力作用下沿光滑斜面上滑過程
例2:把一個小球用細繩懸掛起來，就成為一個擺（如圖），擺長為l,最大偏角為θ。小球運動到最低位置時的速度是多大？
討論:1、最低點時繩的拉力；
2、利用機械能守恒定律解決問題的一般步驟．
(1)選取研究對象——系統(tǒng)或物體．
(2)根據(jù)研究對象所經(jīng)歷的物理過程．進行受力、做功分析，判斷機械能是否守恒．
(3)恰當?shù)剡x取參考平面，確定研究對象在過程的初末狀態(tài)時的機械能．
(4)根據(jù)機械能守恒定律列方程，進行求解．
例3:如圖所示，桌面高為A，質(zhì)量為m的小球從離桌面高為H處自由落下，不計空氣阻力，假設桌面處的重力勢能為零，則小球落到地面前瞬間的機械能為()
A、mghB、mgHC、mg(H+h)D、mg(H—h)
四、鞏固遷移
課課練108頁1--6
§7.8機械能守恒定律（2）
教學目標
知識與技能
1、進一步理解機械能守恒定律的內(nèi)容，表達式和適用條件；
2、在具體問題中，能判定機械能是否守恒，并能列出機械能守恒的方程式。
過程與方法
進一步利用機械能守恒定律來解題
情感、態(tài)度與價值觀
應用機械能守恒定律解決具體問題
教學重點
在具體的問題中能判定機械能是否守恒，并能列出定律的數(shù)學表達式。
教學難點
機械能是否守恒的判斷，機械能守恒定律的應用
教學過程
一、課前導學
1、機械能守恒定律的內(nèi)容
2、應用機械能守恒定律解題的步驟
二、質(zhì)疑討論
1、機械能守恒的條件:只有重力或彈簧的彈力做功
理解:
(1)系統(tǒng)只受重力,彈力
(2)系統(tǒng)受重力,彈力外,還受其它力.但其它力都不做功
(3)系統(tǒng)受重力,彈力外,還受其它力.但其它力做功代數(shù)和為零
2、機械能守恒定律的表達式:
三、反饋矯正
例1：長為L的均勻鏈條，放在光滑的水平桌面上，且使其長度的1/4垂在桌邊，如圖所示，松手后鏈條從靜止開始沿桌邊下滑，則鏈條滑至剛剛離開桌邊時的速度大小為多大？
解析：鏈條下滑時，因桌面光滑，沒有摩擦力做功。整根鏈條總的機械能守恒，可用機械能守恒定律求解。設整根鏈條質(zhì)量為m，則單位長度質(zhì)量（質(zhì)量線密度）為：m／L
設桌面重力勢能為零，由機械能守恒定律得

點撥：求解這類題目時，一是注意零勢點的選取，應盡可能使表達式簡化，該題如選鏈條全部滑下時的最低點為零勢能點，則初始勢能就比較麻煩。二是靈活選取各部分的重心，該題最開始時的勢能應取兩部分（桌面上和桌面下）勢能總和，整根鏈條的總重心便不好確定，最后剛好滑出桌面時的勢能就沒有必要再分，可對整根鏈條求出重力勢能。
例2：課課練113頁11題

例3：課課練114頁17題

四、鞏固遷移
1、課課練114頁15題16題
2、課課練111頁1--4題
§7.8《機械能守恒定律》習題
主備人:黃步海
教學目標
知識與技能
進一步理解機械能守恒定律的內(nèi)容、表達式、守恒的條件。
過程與方法
應用機械能守恒定律解題
情感、態(tài)度與價值觀
通過能量轉(zhuǎn)換與守恒的教學，培養(yǎng)學生學以致用的思想。
教學重點
理解機械能守恒定律的內(nèi)容，表達式.守恒的條件。
教學難點
物體機械能定律的應用
教學過程
一、課前導學
復習機械能守恒定律及其條件
二、質(zhì)疑討論
1、在只有重力和彈簧的彈力做功的情況下，物體的動能和勢能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機械能的總量保持不變.
2、對機械能守恒定律的理解：
（1）系統(tǒng)在初狀態(tài)的總機械能等于末狀態(tài)的總機械能.
即E1=E2或1/2mv12+mgh1=1/2mv22+mgh2
（2）物體（或系統(tǒng)）減少的勢能等于物體(或系統(tǒng))增加的動能，反之亦然。
即-ΔEP=ΔEK
（3）若系統(tǒng)內(nèi)只有A、B兩個物體，則A減少的機械能EA等于B增加的機械能ΔEB即-ΔEA=ΔEB
3、機械能守恒定律解題步驟
三、反饋矯正
例1質(zhì)量為m的小球從離心軌道上由靜止開始無摩擦滑下后進入豎直面內(nèi)的圓形軌道，圓形軌道的半徑為R，求：（1）要使小球能達到圓形軌道的最高點，h至少應為多大？（2）當h=4R時，小球運動到圓環(huán)的最高點速度是多大？此時圓環(huán)對小球的壓力為多少？

例2一根內(nèi)壁光滑的細圓管，形狀如下圖所示，放在豎直平面內(nèi)一個小球自A口的正上方高h處自由落下，第一次小球恰能
抵達B點；第二次落入A口后，自B口射出，恰能再進入
A口，則兩次小球下落的高度之比h1：h2=______
例3:如圖示，長為L的輕質(zhì)硬棒的底端和中點各固定一個質(zhì)量為m的小球，為使輕質(zhì)硬棒能繞轉(zhuǎn)軸O轉(zhuǎn)到最高點，則底端小球在如圖示位置應具有的最小速度v=。

例4：如圖所示，一固定的楔形木塊，其斜面的傾角θ=30°，另一邊與地面垂直，頂上有一定滑輪。一柔軟的細線跨過定滑輪，兩端分別與物塊A和B連結(jié)，A的質(zhì)量為4m，B的質(zhì)量為m，開始時將B按在地面上不動，然后放開手，讓A沿斜面下滑而B上升。物塊A與斜面間無摩擦。設當A沿斜面下滑S距離后，細線突然斷了。求物塊B上升離地的最大高度H.
四、鞏固遷移
1、一個人站在陽臺上，以相同的速率v分別把三個球豎直向上拋出、豎直向下拋出、水平拋出，不計空氣阻力，則三球落地時的速率()
A、上拋球最大B、下拋球最大C、平拋球最大D、三球一樣大
2、如圖-1，小球自a點由靜止自由下落，到b點時與彈簧接觸，到c點時彈簧被壓縮到最短，若不計彈簧質(zhì)量和空氣阻力，在小球由a→b→c的運動過程中()
A、物體從A下降到B的過程中，動能不斷變小
B、物體從B上升到A的過程中，動能先增大后減小
C、物體由A下降到B的過程中，彈簧的彈性勢能不斷增大
D、物體由B上升到A的過程中，彈簧所減少的彈性勢能等于物體所增加的動能與增加的重力勢能之和
3、長為L質(zhì)量分布均勻的繩子，對稱地懸掛在輕小的定滑輪上，如圖所示.輕輕地推動一下，讓繩子滑下，那么當繩子離開滑輪的瞬間，繩子的速度為.
4、將質(zhì)量為M和3M的兩小球A和B分別拴在一根細繩的兩端，繩長為L，開始時B球靜置于光滑的水平桌面上，A球剛好跨過桌邊且線已張緊，如圖所示．當A球下落時拉著B球沿桌面滑動，桌面的高為h，且h＜L．若A球著地后停止不動，求：（1）B球剛滑出桌面時的速度大小．（2）B球和A球著地點之間的距離．

7.9實驗:驗證機械能守恒定律
教學目標
知識與技能
1、會用打點計時器打下的紙帶計算物體運動的速度；
2、掌握驗證機械能守恒定律的實驗原理。
過程與方法
通過用紙帶與打點計時器來驗證機械能守恒定律，體驗驗證過程和物理學的研究方法。
情感、態(tài)度與價值觀
通過實驗驗證，體會學習的快樂，激發(fā)學習的興趣；通過親身實踐，樹立“實踐是檢驗真理的唯一標準”的科學觀。培養(yǎng)學生的觀察和實踐能力，培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度。
教學重點
掌握驗證機械能守恒定律的實驗原理。
教學難點
驗證機械能守恒定律的誤差分析及如何減小實驗誤差的方法。
教學過程
一、課前導學
⒈為進行驗證機械能守恒定律的實驗，有下列器材可供選用：鐵架臺，打點計時器，復寫紙，紙帶，秒表，低壓直流電源，導線，電鍵，天平。其中不必要的器材有：；缺少的器材是。
⒉物體做自由落體運動時，只受力作用，其機械能守恒，若物體自由下落H高度時速度為V，應有MgH=，故只要gH=1/2V2成立，即可驗證自由落體運動中物體的機械能守恒。
⒊在打出的各紙帶中挑選出一條點跡，且第1、2兩打點間距離接近
的紙帶。
⒋測定第N個點的瞬時速度的方法是：測出與N點相鄰的前、后兩段相等時間T內(nèi)下落的距離SN和SN+1，，有公式VN=算出。
⒌在驗證機械能守恒定律時，如果以v2／2為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的圖線應是，才能驗證機械能守恒定律，其斜率等于的數(shù)值。
二、質(zhì)疑討論
1、推導出機械能守恒定律在本實驗中的具體表達式。
在圖1中，質(zhì)量為m的物體從O點自由下落，以地作零重力勢能面，下落過程中任意兩點A和B的機械能分別為：
EA=，EB=
如果忽略空氣阻力，物體下落過程中的機械能守恒，于是有
EA=EB，即=
上式亦可寫成
該式左邊表示物體由A到B過程中動能的增加，右邊表示物體由A到B過程中重力勢能的減少。等式說明，物體重力勢能的減少等于動能的增加。為了方便，可以直接從開始下落的O點至任意一點（如圖1中A點）來進行研究，這時應有：----本實驗要驗證的表達式，式中h是物體從O點下落至A點的高度，vA是物體在A點的瞬時速度。
2、如何求出A點的瞬時速度vA？
根據(jù)做勻加速運動的物體在某一段時間t內(nèi)的平均速度等于該時間中間時刻的瞬時速度可求出A點的瞬時速度vA。圖2是豎直紙帶由下而上實際打點后的情況。從O點開始依次取點1，2，3，……圖中s1，s2，s3，……分別為0～2點，1～3點，2～4點……各段間的距離。
根據(jù)公式，t=2×0.02s（紙帶上任意兩個相鄰的點間所表示的時間都是0.02s），可求出各段的平均速度。這些平均速度就等于是1，2，3，……各點相對應的瞬時速度v1，v2，v3，…….例如：量出0～2點間距離s1，則在這段時間里的平均速度，這就是點1處的瞬時速度v1。依次類推可求出點2，3，……處的瞬時速度v2，v3，……。
3、如何確定重物下落的高度？圖2中h1，h2，h3，……分別為紙帶從O點下落的高度。根據(jù)以上數(shù)值可以計算出任意點的重力勢能和動能，從而驗證機械能守恒定律。
學生活動：學生看書明確實驗的各項任務及實驗儀器。復習《用打點計時器測速度》的實驗，掌握用打點計時器測量勻變速直線運動速度的方法。

三、反饋矯正
1、在學生開始做實驗之前，應強調(diào)如下幾個問題：
（1）該實驗中選取被打點紙帶應注意兩點：一是第一點O為計時起點，O點的速度應為零。怎樣判別呢？
（2）是否需要測量重物的質(zhì)量？
（3）在架設打點計時器時應注意什么？為什么？
（4）實驗時，接通電源和釋放紙帶的順序怎樣？為什么？
（5）測量下落高度時，某同學認為都必須從起始點算起，不能弄錯。他的看法正確嗎？為了減小測量h值的相對誤差，選取的各個計數(shù)點要離起始點適當遠些好，還是近些好？
參考：
（1）因為打點計時器每隔0.02s打點一次，在最初的0.02s內(nèi)物體下落距離應為0.002m，所以應從幾條紙帶中選擇第一、二兩點間距離接近兩年2mm的紙帶進行測量；二是在紙帶上所選的點就是連續(xù)相鄰的點，每相鄰兩點時間間隔t=0.02s.
（2）因為不需要知道物體在某點動能和勢能的具體數(shù)值，所以不必測量物體的質(zhì)量m，而只需驗證就行了。
（3）打點計時器要豎直架穩(wěn)，使其兩限位孔在同一豎直平面內(nèi)，以盡量減少重物帶著紙帶下落時所受到的阻力作用。
（4）必須先接通電源，讓打點計時器正常工作后才能松開紙帶讓重物下落。
（5）這個同學的看法是正確的。為了減小測量h值的相對誤差，選取的各個計數(shù)點要離起始點適當遠些好。
2、學生進行分組實驗。
四、鞏固遷移
（1）為進行“驗證機械能守恒定律”的實驗，有下列器材可供選用：鐵架臺，打點計時器，復寫紙，紙帶，秒表，低壓直流電源，導線，電鍵，天平。其中不必要的器材有：；缺少的器材是。
（2）在驗證機械能守恒定律時，如果以v2／2為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的圖線應是，才能驗證機械能守恒定律，其斜率等于的數(shù)值。
（3）在做“驗證機械能守恒定律”的實驗時，用打點計時器打出紙帶如圖3所示，其中A點為打下的第一個點，0、1、2……為連續(xù)的計數(shù)點?，F(xiàn)測得兩相鄰計數(shù)點之間的距離分別為s1、s2、s3、s4、s5、s6，已知相鄰計數(shù)點間的打點時間間隔均為T。根據(jù)紙帶測量出的距離及打點的時間間隔，可以求出此實驗過程中重錘下落運動的加速度大小表達式為_________。在打第5號計數(shù)點時，紙帶運動的瞬時速度大小的表達式為________。要驗證機械能守恒定律，為減小實驗誤差，應選擇打下第_________號和第__________號計數(shù)點之間的過程為研究對象。
（4）某次“驗證機械能守恒定律”的實驗中，用6V、50Hz的打點計時器打出的一條無漏點的紙帶，如圖4所示，O點為重錘下落的起點，選取的計數(shù)點為A、B、C、D，各計數(shù)點到O點的長度已在圖上標出，單位為毫米，重力加速度取9.8m/s2，若重錘質(zhì)量為1kg。
①打點計時器打出B點時，重錘下落的速度vB=m/s，重錘的動能EkB=J。
②從開始下落算起，打點計時器打B點時，重錘的重力勢能減小量為J。
③根據(jù)紙帶提供的數(shù)據(jù)，在誤差允許的范圍內(nèi)，重錘從靜止開始到打出B點的過程中，得到的結(jié)論是。
參考答案：（1）不必要的器材有：秒表、低壓直流電源、天平。缺少的器材是低壓交流電源、重錘、刻度尺。（2）通過原點的直線、g.（3）（s6+s5+s4-s3-s2–s1）/9T2，（s5+s6）/2T，1、5.（4）①1.175，0.69，0.69②0.69，③機械能守恒。

機械能守恒定律(新課標)

一名優(yōu)秀的教師在教學方面無論做什么事都有計劃和準備，作為高中教師就要根據(jù)教學內(nèi)容制定合適的教案。教案可以讓講的知識能夠輕松被學生吸收，幫助高中教師緩解教學的壓力，提高教學質(zhì)量。所以你在寫高中教案時要注意些什么呢？下面是小編幫大家編輯的《機械能守恒定律(新課標)》，供大家借鑒和使用，希望大家分享！

“機械能守恒定律”教學設計

【教學目標】

一、知識與技能

1．知道什么是機械能，知道物體的動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化；

2．會正確推導物體在光滑曲面上運動過程中的機械能守恒，理解機械能守恒定律的內(nèi)容，知道它的含義和適用條件；

3．在具體問題中，能判定機械能是否守恒，并能列出機械能守恒的方程式。

二、過程與方法

1．學會在具體的問題中判定物體的機械能是否守恒；

2．初步學會從能量轉(zhuǎn)化和守恒的觀點來解釋物理現(xiàn)象，分析問題。

三、情感、態(tài)度與價值觀

通過能量守恒的教學，使學生樹立科學觀點，理解和運用自然規(guī)律，并用來解決實際問題。

【教學重點】

1．掌握機械能守恒定律的推導、建立過程，理解機械能守恒定律的內(nèi)容；

2．在具體的問題中能判定機械能是否守恒，并能列出定律的數(shù)學表達式。

【教學難點】

1．從能的轉(zhuǎn)化和功能關系出發(fā)理解機械能守恒的條件；

2．能正確判斷研究對象在所經(jīng)歷的過程中機械能是否守恒，能正確分析物體系統(tǒng)所具有的機械能，尤其是分析、判斷物體所具有的重力勢能。

【教學方法】

演繹推導法、分析歸納法、交流討論法。

【教具】

細線、小球、帶標尺的鐵架臺。

【教學過程】

一、引入新課

教師活動：我們已學習了重力勢能、彈性勢能、動能。這些不同形式的能是可以相互轉(zhuǎn)化的，那么在相互轉(zhuǎn)化的過程中，他們的總量是否發(fā)生變化？這節(jié)課我們就來探究這方面的問題。

二、進行新課

1．動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化

演示實驗：如圖所示，用細線、小球、帶有標尺的鐵架臺等做實驗。

把一個小球用細線懸掛起來，把小球拉到一定高度的點，然后放開，小球在擺動過程中，重力勢能和動能相互轉(zhuǎn)化。我們看到，小球可以擺到跟點等高的點，如圖甲。

如果用尺子在某一點擋住細線，小球雖然不能擺到點，但擺到另一側(cè)時，也能達到跟點相同的高度，如圖乙。

問題：這個小實驗中，小球的受力情況如何？各個力的做功情況如何？這個小實驗說明了什么？

學生：觀察演示實驗，思考問題，選出代表發(fā)表見解。

小球在擺動過程中受重力和繩的拉力作用。拉力和速度方向總垂直，對小球不做功；只有重力對小球能做功。

實驗結(jié)論：小球在擺動過程中重力勢能和動能在不斷轉(zhuǎn)化。在擺動過程中，小球總能回到原來的高度?？梢姡亓菽芎蛣幽艿目偤?，即機械能應該保持不變。

教師：通過上述分析，我們得到動能和勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化，那么在動能和勢能的轉(zhuǎn)化過程中，動能和勢能的和是否真的保持不變？下面我們就來定量討論這個問題。

2．機械能守恒定律

物體沿光滑曲面滑下，只有重力對物體做功。用我們學過的動能定理以及重力的功和重力勢能的關系，推導出物體在處的機械能和處的機械能相等。

教師：為學生創(chuàng)設問題情境，引導學生運用所學知識獨立推導出機械能守恒定律。讓學生親歷知識的獲得過程。

學生：獨立推導。

教師：巡視指導，及時解決學生可能遇到的困難。

推導的結(jié)果為：，

即。

可見：在只有重力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能和重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機械能保持不變。

同樣可以證明：在只有彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能和彈性勢能可以相互轉(zhuǎn)化，總的機械能也保持不變。

結(jié)論：在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能和彈性勢能可以相互轉(zhuǎn)化，總的機械能也保持不變。這就是機械能守恒定律。

3．例題與練習

例題：把一個小球用細線懸掛起來，就成為一個擺，如圖，擺長為，最大擺角為，小球運動到最低位置時的速度是多大？

學生：學生在實物投影儀上講解自己的解答，并相互討論；

教師：幫助學生總結(jié)用機械能守恒定律解題的要點、步驟，體會應用機械能守恒定律解題的優(yōu)越性。

總結(jié)：

1．機械能守恒定律不涉及運動過程中的加速度和時間，用它來處理問題要比牛頓定律方便；

2．用機械能守恒定律解題，必須明確初末狀態(tài)機械能，要分析機械能守恒的條件。

練習一：如圖所示，下列四個選項的圖中，木塊均在固定的斜面上運動，其中圖A、B、C中的斜面是光滑的，圖D中的斜面是粗糙的，圖A、B中的為木塊所受的外力，方向如圖中箭頭所示，圖A、B、D中的木塊向下運動，圖C中的木塊向上運動。在這四個圖所示的運動過程中機械能守恒的是（）

解析：機械能守恒的條件是：物體只受重力或彈力的作用，或者還受其它力作用，但其它力不做功，那么在動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化過程中，物體的機械能守恒。依照此條件分析，ABD三項均錯。答案：C。

練習二：長為L的均勻鏈條，放在光滑的水平桌面上，且使其長度的1/4垂在桌邊，如圖所示，松手后鏈條從靜止開始沿桌邊下滑，則鏈條滑至剛剛離開桌邊時的速度大小為多大？

解析：鏈條下滑時，因桌面光滑，沒有摩擦力做功。整根鏈條總的機械能守恒，可用機械能守恒定律求解。設整根鏈條質(zhì)量為，則單位長度質(zhì)量（質(zhì)量線密度）為，設桌面重力勢能為零，由機械能守恒定律得：

解得

4．課下作業(yè)：完成25“問題與練習”中4．5題。

5．教學體會

機械能守恒定律是能量守恒定律的一個特例，要使學生對定律的得出、含義、適用條件有一個明確的認識，這是能夠用該定律解決力學問題的基礎。

本節(jié)知識點包括：機械能守恒定律的推導；機械能守恒定律的含義和適用條件。

機械能守恒定律是本章教學的重點內(nèi)容，本節(jié)教學的重點是使學生掌握物體系統(tǒng)機械能守恒的條件；能夠正確分析物體系統(tǒng)所具有的機械能；

分析物體系統(tǒng)所具有的機械能，尤其是分析、判斷物體所具有的重力勢能，是本節(jié)學習的難點之一。在教學中應讓學生認識到，物體重力勢能大小與所選取的參考平面（零勢面）有關；而重力勢能的變化量是與所選取的參考平面無關的。在討論物體系統(tǒng)的機械能時，應先確定參考平面。

思維方法是解決問題的靈魂，是物理教學的根本；親自實踐參與知識的發(fā)現(xiàn)過程是培養(yǎng)學生能力的關鍵，離開了思維方法和實踐活動，物理教學就成了無源之水、無本之木。學生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花，水中月。

機械能守恒定律的應用

小球在運動過程中，受到重力和軌道支持力，軌道支持力對小球不做功，只有重力做功，小球機械能守恒．取軌道最低點為零重力勢能面．因小球恰能通過圓軌道的最高點C，說明此時，軌道對小球作用力為零，只有重力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律可列得在圓軌道最高點小球機械能在釋放點，小球機械能為根據(jù)機械能守恒定律列等式：解設同理，小球在最低點機械能小球在B點受到軌道支持力F和重力根據(jù)牛頓第二定律，以向上為正，可列據(jù)牛頓第三定律，小球?qū)壍缐毫?mg．方向豎直向下．在較復雜的物理現(xiàn)象中，往往要同時應用動量守恒定律和機械能守恒定律，明確這兩個定律應用上的差異，可正確運用它們，客觀反映系統(tǒng)中物體間的相互作用，準確求出有關物理量．【例】在光滑的水平面上，置放著滑塊A和B，它們的質(zhì)量分別為和，B滑塊與一輕彈簧相連，彈簧的另一端固定在豎直的墻上，滑塊A以速度與靜止的滑塊B發(fā)生正碰后粘合一起運動并壓縮彈簧，如圖所示，求此過程中彈簧的最大彈性勢能（看例課課件）

滑塊A與B碰撞瞬間，對于滑塊A、B組成的物體系，所受合外力為零，動量守恒，得在滑塊A、B粘合一起運動壓縮彈簧時，只有彈簧的彈力做功，A、B滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒，彈簧彈性勢能最大時，滑塊A、B動能為零．動能全部變?yōu)閺椈傻膹椥詣菽埽瑒t兩式聯(lián)立解，可得（四）總結(jié)、擴展1．在只有重力和彈力做功的情況下，可應用機械能守恒定律解題．也可以用動能定理解題，這兩者并不矛盾．前者往往不深究過程的細節(jié)而使解答過程顯得簡捷，但后者的應用更具普遍性．2．動量守恒定律和機械能守恒定律的比較（l）兩個定律的研究對象都是相互作用的物體組成的系統(tǒng)．兩個定律的數(shù)學表達公式中的物理量都是相對于同一參照系的．（2）兩定律研究的都是某一物理過程，注重的是運動過程初、末狀態(tài)的物理量，而不深究運動過程中各物體間的作用細節(jié)．（3）兩定律的成立條件不同，動量是否守恒，決定系統(tǒng)所受合外力是否為零，而不管內(nèi)外力是否做功．而機械能是否守恒，決定于是否有重力和彈力以外的力做功，而不管這些力是內(nèi)力還是外力．（4）動量守恒定律的數(shù)學表達公式是矢量式，要使運算簡便，可先定正方向，把矢量運算變?yōu)榇鷶?shù)運算，機械能守恒定律的數(shù)學表達公式是標量式，但要先選定零重力勢能面，才能列出具體的機械能守恒公式．八、布置作業(yè)P151練習六（3）（4）（5）九、板書設計1．應用機械能守恒定律解題的基本步驟（1）選取研究對象（2）分析機械能守恒條件（3）選定參考平面，明確初末狀態(tài)物體的機械能值（4）根據(jù)定律列方程式計算2．注重機械能守恒定律和其他力學定理、定律的綜合應用．