机械能（通用14篇）

机械能（通用14篇）

机械能 篇1

　　课题：动能和势能    课型：新授  授时：            备时：

　　(一)教学目的 1.了解能量的初步概念。 2.知道什么是动能及影响动能大小的因素。

　　3.知道什么是势能及影响势能大小的因素。 4.知道什么是及的单位。

　　(二)教具 斜槽，钢球，木块，橡皮筋，压缩弹簧等。

　　(三)教学过程  1.复习

　　鉴于能量和功的概念有密切的联系，所以通过"怎样才算做了功"的提问，引导学生进一步理解力的作用成效、功的两要素。

　　当一个力作用在物体上，物体在这个力的作用下，沿力的方向上通过了一段距离，这个力的作用有了成效，就说这个力做了功。

　　出示一木块，并将其置于水平桌面上。说明木块受重力的作用，但木块没有在重力方向上运动，所以重力对木块没有做功。继而用手推动木块，使木块运动一段距离。在此过程中，重力仍然没有做功，手的推力做了功。进而强调力和在力的方向上通过的距离是功的两要素，且功的大小就等于两者的乘积。

　　2.引入新课 出示斜槽，并演示钢球从斜槽上滚下，在水平桌面上撞击木块，使木块移动了一段距离。让学生分析碰撞过程中，做没做功?

　　利用学生分析的结果"钢球对木块做了功"引入能量的概念：一个物体能够做功，我们就说它具有能量。可见物理学中，能量和功有着密切的联系，能量反映了物体做功的本领。

　　不同的物体做功的本领也不同。一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。

　　3.进行新课 物体具有能量的形式是多种多样的，以后我们将逐步认识各种形式的能量。刚才的实验中钢球撞击木块能够做功，但若将钢球停靠在木块一侧(边讲边演示)，这时的钢球并不能推动木块做功。只有运动的钢球才能推动木块做功。

　　(1)动能：物体由于运动而能够做功，它们具有的能量叫做动能。

　　引导学生广泛地列举事例，说明运动的空气、水和各种物体都能够做功，而具有动能。概括出"一切运动的物体都具有动能。"

　　演示课本图1-1实验，实验可分三步：

　　①将同一个钢球，从斜面不同高度滚下，让学生观察钢球将木块推动的距离。木块被推动的距离不同，说明钢球对木块做的功不同。木块被推动得越远，表明钢球的动能越大。实验说明：从不同高度滚下的网球，具有不同的动能。

　　②上面的实验表明钢球从较高处滚下时具有的动能大。那么钢球从不同的高度滚下时有什么不同呢?我们可通过观察实验来得到结论。将质量相同的两个钢球，同时从斜槽的最高点和接近斜槽底部的位置释放。从最高点滚下的钢球能在水平槽上追上从接近底部滚下的钢球。实验表明从高处滚下的钢球速度大。从而得到结论：物体的动能与速度有关，速度越大，物体的动能越大。

　　③换用不同质量的钢球，从同一高度让其滚下，让学生观察钢球推动木块的距离。从而得出结论：运动物体的质量越大，动能就越大。

　　演示实验之后，总结实验结果：运动物体的速度越大，质量越大，动能就越大。

　　(2)势能：物体由于运动的原因而具有动能，物体还可能由于其他的原因而具有能量。例如，同学们都玩过用橡皮筋弹射纸弹的游戏，拉长的橡皮筋能给纸弹一个力，并推动纸弹移一段距离，从而对纸弹做了功。同样拉弯的弓、压缩的弹簧也能够做功，它们都具有能量，这种能量叫做弹性势能，它是由于物体发生弹性变形变而具有的能量。

　　解释弹性形变：物体受到外力作用而发生的形状变化，叫做形变。如果外力撤消，物体能恢复原状，这种形变叫做弹性形变。列举事例说明物体的弹性形变。如：拉长的弹簧，压扁的皮球，弯曲的钢锯条，上紧的钟表发条等。

　　利用课本图1-4的实验阐明物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大。为节省课堂时间，课前将两个性质相同弹簧，按照课本图1-4压缩到不同的长度。先后将拉紧弹簧的绳烧断，两次砝码被弹起的高度不同。弹簧压得越紧，放松时它做的功越多，表示它的弹性势能越大。

　　被举高的重物，也能够做功。例如：举高的铅球，落地时能将地面砸个坑；举高的夯落下时能把木桩打入地里。举高的物体具有的能量叫重力势能。

　　列举事例说明：物体的质量越大，举得越高，它具有的重力势能越大。如：举起同样高度的铅球和乒乓球，铅球落下时做的功多，具有的重力势能大。铅球举得越高，具有的重力势能就越大。

　　引导学生讨论树上结的苹果是否有重力势能?通过讨论使学生理解"一个物体能够做功"的含义。能够做功只是说物体具有了做功的"本领"，但不一定做了功。树上结的苹果虽然没有做功，但只要它从树上掉下来就能做功，所以我们说它具有重力势能。

　　(3)：让学生分析静止在桌面上的钢球是否具有能量?(具有重力势能)继而让学生分析在桌面上滚动的钢球具有什么能?通过分析得知滚动的钢球既有动能，又有势能。

　　动能和势能统称为。一个物体既有动能，又有势能，那么动能和势能的和就是它的总。

　　(4)能量的单位：从前面的讨论，我们可以认识到能量是跟做功有密切联系的概念，能量反映了物体具有做功的本领，能量的大小可以用能够做功的多少来衡量。因此，动能、势能和的单位跟功的单位相同，也是焦耳。

　　4.小结 通过以下问题的讨论，进一步帮助学生理解能量、动能、势能、等概念及的单位。

　　(1)高山上有一块大石头，稳稳地待在那里，它有没有能量?有什么能量?

　　(2)列举几个物体具有动能、重力势能、弹性势能的事例。

　　(3)在空中飞行的球，它具有的重力势能是5焦，具有的动能是4焦，这只球具有的总是多少?

　　(4)在同一高度铅球和棒球具有的重力势能不相等，若使它们的重力势能相等，可采取哪些方法?

　　(5)从斜槽上端滚下的小球，它有没有重力势能?在它下滚的过程中重力势能的大小有没有变化?为什么?在滚下的过程中有没有动能?它的动能有没有变化?为什么?

机械能 篇2

　　第十四章 (三、功和功率)

　　目　标

　　1.知识与技能

　　知道做功是能量转化或转移的过程。

　　理解功的概念，知道使用任何机械都不能省功。

　　理解功率的概念。

　　2.过程与方法

　　通过观察和实验了解功的物理意义。

　　3.情感、态度与价值观

　　具有对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理，有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。

　　说明与建议

　　功

　　学生已经学过了电功、机械能，知道了一些能量的知识，“功”的讲解应从能量转化的角度入手。课本图14.3－1中的三幅图表示在力的作用下，物体的动能或势能发生了变化，说明力对物体做了功。课本图14.3－2中，物体虽然受力，但是它的动能或势能都没有变化，就不能说力作了功。让学生理解做功是能量转化的过程。

　　在第十二章“力和机械”的学习中，学生知道了使用简单机械可以省力或者可以省距离，可先复习一下有关简单机械的知识。

　　用手直接把物体举高与使用简单机械把物体举高相同的距离，物体的势能的增加是一样的，而物体势能的增加是通过力来完成的。通过对定滑轮做功的演示、分析，得出力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积是一个不变量，给出功的定义。这里还可进一步用杠杆做演示，表明使用机械时，人们所做的功，都等于不用机械而直接用手所做的功。

　　教师也可尝试用探究的方式来教学，向学生说明，使用任何机械都不能省功。

　　由于做功的多少表示能量转换的多少，所以功的单位与能的单位是一样的，都是焦耳。把一个普通大小的苹果举高1m，做的功大约是1j，让学生对焦耳的大小有大致的概念。

　　想想议议

　　这个讨论主要是要使学生认识功是由“力”和“在力的方向上移动的距离”两个因素决定的。如果力没有“在力的方向上”移动距离，力就没有做功。在课本图14.3－2动中，人提着桶虽然很费力，但是人的拉力没有在拉力方向（竖直方向）上移动距离，所以人的拉力没有做功。

　　功率

　　这里可先复习一下电功率的概念，学生已经学过了“电功率”，知道电功率表示消耗电能的快慢，也就是电流做功（电能转换成其他能量）的快慢。课本用与速度类比的方法引入功率及其计算公式，使学生理解功率的物理意义，懂得它是一个表示做功快慢的物理量。

　　这里要强调刚才学的“功”和“功率”，与以前学过的“电功”和“电功率”的含义、单位、符号都是一样的。

　　课本上介绍了一些功率值，意在加深学生对功率的物理意义的理解，使学生对人和一些事物的功率数值有个具体的概念，懂得功率大或小的意思是什么。

　　想想议议

　　这个讨论意在让学生了解比值的方法是物理学中一种常用的方法，在其他方面也有许多应用。在物理学中，振动次数与时间之比表示振动的快慢、熔化温度与时间之比表示熔化快慢等；在生活中，从媒体中经常可以听到的经济增长率、人口增长率都表示物理量变化的快慢。

　　课本列举了一个计算功率的例题，意在练习功和功率公式的应用，使学生加深认识功──力和在力的方向上移动的距离的乘积，功率──单位时间内所做的功。

　　动手动脑学物理

　　1.25kw×4h＝0.4kw×t，t＝250h。

　　2.不能。甲先到达山顶表明甲用的时间较短，但是甲和乙哪个做的功多并不知道，而功率是由功和时间两个因素决定的，所以不能判定哪个人的功率大。

　　3.3.6kw。

　　4.略。

　　5.从表中可以看出，洗衣机的额定洗涤输入功率是350w，额定脱水输入功率是220w。实际洗涤输出功率、脱水输出功率是多少等。

机械能 篇3

　　学习目标:

　　1. 学会利用自由落体运动验证机械能守恒定律。

　　2. 进一步熟练掌握应用计时器打纸带研究物体运动的方法。

　　学习重点: 1. 验证机械能守恒定律的实验原理和步骤。

　　2. 验证机械能守恒定律实验的注意事项。

　　学习难点: 验证机械能守恒定律实验的注意事项。      

　　主要内容:

　　一、实验原理

　　物体在自由下落过程中，重力势能减少，动能增加。如果忽略空气阻力，只有重力做功，物体的机械能守恒，重力势能的减少等于动能的增加。设物体的质量为m，借助打点计时器打下纸带，由纸带测算出至某时刻下落的高度h及该时刻的瞬时速度v；进而求得重力势能的减少量│△ep│=mgh和动能的增加量△ek=1/2mv2；比较│△ep│和△ek，若在误差允许的范围内相等，即可验证机械能守恒。

　　测定第n点的瞬时速度vn：依据“物体做匀变速直线运动，在某段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度”，用公式vn=（hn+1-hn-1）/2t计算(t为打下相邻两点的时间间隔)。

　　二、实验器材

　　电火花计时器(或电磁打点计时器)，交流电源，纸带(复写纸片)，重物(带纸带夹子)，导线，刻度尺，铁架台(带夹子)。

　　三、实验步骤

　　(1)按图装置固定好计时器，并用导线将计时器接到电压合适的交流电源上(电火花计时器要接到220 v交流电源上，电磁打点计时器要接到4 v～6 v的交流低压电源上)。

　　(2)将纸带的一端用小夹子固定在重物上，使另一端穿过计时器的限位孔，用手竖直提着纸带，使重物静止在靠近计时器的地方。

　　(3)接通电源，松开纸带，让重物自由下落，计时器就在纸带上打下一系列小点。

　　(4)换几条纸带，重做上面的实验。

　　(5)从几条打上了点的纸带上挑选第一、二两点间的距离接近2 mm且点迹清晰的纸带进行测量。

　　(6)在挑选出的纸带上，先记下打第一个点的位置0(或a)，再任意选取几个点1、2、3(或b、c、d)等，用刻度尺量出各点到0的距离h1、h2、h3等，如图所示。

　　(7)用公式vn=（hn+1-hn-1）/2t计算出各点对应的瞬时速度v1、v2、v3等。

　　(8)计算出各点对应的势能减少量mghn和动能的增加量1/2mvn2的值，进行比较，得出结论。

　　四、实验记录

　　五、实验结论

　　在只有重力做功的情况下，物体的重力势能和动能可以相互转化，但机械能的总量保持不变。

　　六、实验注意事项

　　(1)计时器要竖直地架稳、放正。架稳就是要牢固、稳定。重物下落时它不振动；放正就是使上下两个限位孔在同一竖直平面内一条竖直线上与纸带运动方向相同，以减小纸带运动时与限位孔的摩擦(可用手提住固定好重物的纸带上端，上下拉动纸带，寻找一个手感阻力最小的位置)。

　　(2)打点前的纸带必须平直，不要卷曲，否则纸带在下落时会卷到计时器的上边缘上，从而增大了阻力，导致实验误差过大。

　　(3)接通电源前，提纸带的手必须拿稳纸带，并使纸带保持竖直，然后接通电源，待计时器正常工作后，再松开纸带让重物下落，以保证第一个点迹是一个清晰的小点。

　　(4)对重物的要求：选用密度大、质量大些的物体，以减小运动中阻力的影响(使重力远大于阻力)。

　　(5)纸带的挑选：应挑选第一、二两点间的距离接近2 mm且点迹清晰的纸带进行测量。这是因为：本实验的前提是在重物做自由落体运动的情况下，通过研究重力势能的减少量与动能的增加量是否相等来验证机械能是否守恒的，故应保证纸带(重物)是在打第一个点的瞬间开始下落。计时器每隔o.02 s打一次点，做自由落体运动的物体在最初0.02 s内下落的距离h1=1/2gt2=1/2×9.8×0.022m=0.002 m=2 mm，所以若纸带第一、二两点间的距离接近2 mm，就意味着重物是在打第一个点时的瞬间开始下落的，从而满足本次实验的前提条件(打第一个点物体的初速度为零，开始做自由落体运动)。

　　(6)测量下落高度时，必须从起点o量起。为了减小测量^的相对误差，选取的计数点要离o点适当远些(纸带也不宜过长，其有效长度可在60 cm～80 cm以内)。

　　(7)本实验并不需要知道重力势能减少量和动能增加量的具体数值，只要对mgh与1/2mv2进行比较（实际上只要验证1/2v2=gh即可）以达到验证机械能守恒的目的，所以不必测出重物的质量。

　　七、误差分析

　　(1)做好本实验的关键是尽量减小重物下落过程中的阻力，但阻力不可能完全消除。本实验中，误差的主要来源是纸带摩擦和空气阻力。由于重物及纸带在下落中要不断地克服阻力做功，因此物体动能的增加量必稍小于重力势能的减少量，这是系统误差。减小系统误差的方法有选用密度大的实心重物，重物下落前纸带应保持竖直，选用电火花计时器等。

　　(2)由于测量长度会造成误差，属偶然误差，减少办法一是测距离都应从起点0量起，下落高度h适当大些(过小，h不易测准确；过大，阻力影响造成的误差大)，二是多测几次取平均值。

　　【例一】 在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50hz，查得当地的重力加速度g=9.80m/s2。某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量时计数点对应刻度尺上的读数如图所示。图中o点是打点计时器打出的第一个点，a、b、c、d分别是每打两个点取出的计数点。根据以上数据，可知重物由o点运动到b点时：

　　(1)重力势能的减少量为多少?

　　(2)动能的增加量是多少?

　　(3)根据计算的数据可得出什么结论?产生误差的主要原因是什么?

　　课后作业：

　　1.在“验证机械能守恒定律”的实验中，需要直接测量和间接测量的数据是重物的  (  )

　　a.质量     b.下落时间    c.下落高度    d.瞬时速度

　　2.选择纸带时，较为理想的是  (  )

　　a.点迹小而清晰的             b.点迹粗的

　　c.第一、二点距离接近2mm的   d.纸带长度较长的(40---50cm)

　　3.在“验证机械能守恒定律”的实验中，有下列器材可供选择：

　　铁架台、打点计时器、复写纸、低压直流电源、天平、秒表、导线、开关。其中不必要的器材是__________。缺少的器材是__________。

　　4.下列实验步骤中，合理的顺序是

　　a.把重物系在夹子上，纸带穿过计时器，上端用手提着，下端夹上系重物的夹子，让夹子靠近打点计时器。

　　b.把打点计时器接入学生电源交流输出端，输出电压调在6v。

　　c.把打点计时器固定在铁架台上，使两个限位孔在同一竖直线上。

　　d.拆下导线，整理器材。

　　e.接通电源，释放纸带。

　　f.断开电源，更换纸带。再进行两次实验。

　　g.在三条纸带中选取最合适的一条，再纸带上选几个点，进行数据处理。

　　5.在“验证机械能守恒定律”的实验中，电源频率为50hz。当地重力加速度g=9.8m/s2，测得所用重物质量是1.00kg，甲、乙、丙三同学分别用同一装置打出三条纸带，量出各纸带上第一、二两点间的距离分别是0.18cm，0.19cm和0.25cm，可以看出其中一个人在操作上有误，具体原因是______________________，选用第二条纸带，量得三个连续a、b、c到第一点的距离分别是15.55cm、19.20cm和23.23cm，当打点计时器打在b点时，重物重力势能减小量为__________________j，重物的动能是_____________________j。

　　6. 在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源频率为50hz，当地重力加速度g=9.8m/s2，测得所用重物质量是1.00kg，实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点计作o，另选连续的四个点a、b、c、d作为测量的点，经测量知道a、b、c、d各点到o点的距离分别是62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm，根据以上数据。可知重物由o点运动到c点，重力势能的减少量为_______________j，动能的增加量等于__________j。（取3位有效数字）。

　　7.在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中，对第一个计数点的要求为_______________。用__________方法可以判断满足了这个要求。实验时必须知道重锤的动能增加量应小于重力势能减少量，而在实验计算中却可能出现动能增加量大于重力势能减少量，这是由于______________。

　　8.在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中，(1)若应用公式v=gt计算即时速度进行验证，打点计时器所接交流电的频率为50赫兹，甲、乙两条实验纸带，如图所示，应选__________纸带好。(2)若通过测量纸上某两点间距离来计算即时速度，进行验证，设已测得点2到4间距离为s1,点0到3间距离为s2，打点周期为t，为验证重物开始下落到打点计时器打下点3这段时间内机械能守恒、实验后，s1、s2和t应满足的关系为t=____________。

机械能 篇4

　　学习目标：

　　1. 学会利用自由落体运动验证机械能守恒定律。

　　2. 进一步熟练掌握应用计时器打纸带研究物体运动的方法。

　　学习重点：

　　1. 验证机械能守恒定律的实验原理和步骤。

　　2. 验证机械能守恒定律实验的注意事项。

　　学习难点：

　　验证机械能守恒定律实验的注意事项。

　　主要内容：

　　一、实验原理

　　物体在自由下落过程中，重力势能减少，动能增加。如果忽略空气阻力，只有重力做功，物体的机械能守恒，重力势能的减少等于动能的增加。设物体的质量为m,借助打点计时器打下纸带，由纸带测算出至某时刻下落的高度h及该时刻的瞬时速度v;进而求得重力势能的减少量│△Ep│=mgh和动能的增加量△EK=1/2mv2;比较│△Ep│和△EK,若在误差允许的范围内相等，即可验证机械能守恒。

　　测定第n点的瞬时速度vn:依据"物体做匀变速直线运动，在某段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度",用公式vn=（hn+1-hn-1）/2T计算（T为打下相邻两点的时间间隔）。

　　二、实验器材

　　电火花计时器（或电磁打点计时器），交流电源，纸带（复写纸片），重物（带纸带夹子），导线，刻度尺，铁架台（带夹子）。

　　三、实验步骤

　　（1）按图装置固定好计时器，并用导线将计时器接到电压合适的交流电源上（电火花计时器要接到220 V交流电源上，电磁打点计时器要接到4 V~6 V的交流低压电源上）。

　　（2）将纸带的一端用小夹子固定在重物上，使另一端穿过计时器的限位孔，用手竖直提着纸带，使重物静止在靠近计时器的地方。

　　（3）接通电源，松开纸带，让重物自由下落，计时器就在纸带上打下一系列小点。

　　（4）换几条纸带，重做上面的实验。

　　（5）从几条打上了点的纸带上挑选第一、二两点间的距离接近2 mm且点迹清晰的纸带进行测量。

　　（6）在挑选出的纸带上，先记下打第一个点的位置0（或A），再任意选取几个点1、2、3（或B、C、D）等，用刻度尺量出各点到0的距离h1、h2、h3等，如图所示。

　　（7）用公式vn=（hn+1-hn-1）/2T计算出各点对应的瞬时速度v1、v2、v3等。

　　（8）计算出各点对应的势能减少量mghn和动能的增加量1/2mvn2的值，进行比较，得出结论。

　　四、实验记录

　　五、实验结论

　　在只有重力做功的情况下，物体的重力势能和动能可以相互转化，但机械能的总量保持不变。

　　六、实验注意事项

　　（1）计时器要竖直地架稳、放正。架稳就是要牢固、稳定。重物下落时它不振动；放正就是使上下两个限位孔在同一竖直平面内一条竖直线上与纸带运动方向相同，以减小纸带运动时与限位孔的摩擦（可用手提住固定好重物的纸带上端，上下拉动纸带，寻找一个手感阻力最小的位置）。

　　（2）打点前的纸带必须平直，不要卷曲，否则纸带在下落时会卷到计时器的上边缘上，从而增大了阻力，导致实验误差过大。

　　（3）接通电源前，提纸带的手必须拿稳纸带，并使纸带保持竖直，然后接通电源，待计时器正常工作后，再松开纸带让重物下落，以保证第一个点迹是一个清晰的小点。

　　（4）对重物的要求：选用密度大、质量大些的物体，以减小运动中阻力的影响（使重力远大于阻力）。

　　（5）纸带的挑选：应挑选第一、二两点间的距离接近2 mm且点迹清晰的纸带进行测量。这是因为：本实验的前提是在重物做自由落体运动的情况下，通过研究重力势能的减少量与动能的增加量是否相等来验证机械能是否守恒的，故应保证纸带（重物）是在打第一个点的瞬间开始下落。计时器每隔O.02 s打一次点，做自由落体运动的物体在最初0.02 s内下落的距离h1=1/2gt2=1/2×9.8×0.022m=0.002 m=2 mm,所以若纸带第一、二两点间的距离接近2 mm,就意味着重物是在打第一个点时的瞬间开始下落的，从而满足本次实验的前提条件（打第一个点物体的初速度为零，开始做自由落体运动）。

　　（6）测量下落高度时，必须从起点o量起。为了减小测量^的相对误差，选取的计数点要离O点适当远些（纸带也不宜过长，其有效长度可在60 cm~80 cm以内）。

　　（7）本实验并不需要知道重力势能减少量和动能增加量的具体数值，只要对mgh与1/2mv2进行比较（实际上只要验证1/2v2=gh即可）以达到验证机械能守恒的目的，所以不必测出重物的质量。

　　七、误差分析

　　（1）做好本实验的关键是尽量减小重物下落过程中的阻力，但阻力不可能完全消除。本实验中，误差的主要来源是纸带摩擦和空气阻力。由于重物及纸带在下落中要不断地克服阻力做功，因此物体动能的增加量必稍小于重力势能的减少量，这是系统误差。减小系统误差的方法有选用密度大的实心重物，重物下落前纸带应保持竖直，选用电火花计时器等。

　　（2）由于测量长度会造成误差，属偶然误差，减少办法一是测距离都应从起点0量起，下落高度h适当大些（过小，h不易测准确；过大，阻力影响造成的误差大），二是多测几次取平均值。

　　【例一】 在"验证机械能守恒定律"的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,查得当地的重力加速度g=9.80m/s2.某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量时计数点对应刻度尺上的读数如图所示。图中O点是打点计时器打出的第一个点，A、B、C、D分别是每打两个点取出的计数点。根据以上数据，可知重物由O点运动到B点时：

　　（1）重力势能的减少量为多少？

　　（2）动能的增加量是多少？

　　（3）根据计算的数据可得出什么结论？产生误差的主要原因是什么？

机械能 篇5

　　机械能及其转化

　　(一)教学目标

　　1、知识与技能

　　(1) 通过对滚摆实验的分析，理解动能和重力势能的相互转化。

　　(2) 通过引导学生举例并解释一些有关动能和重力势能、弹性势能相互转化的简单物理现象，理解动能和势能可以相互转化。

　　2、过程与方法

　　(1) 培养学生运用能的转化知识分析有关物理现象的转化。

　　(2) 培养学生从能量观点分析问题的意识。

　　3、情感与价值观

　　通过阅读“科学世界”人造地球卫星，结合我国航天事业的发展，对学生进行爱国主义教育。

　　(二)教学重难点

　　1、重点：正确引导学生进行实验，得出动能和势能可以相互转化的结论。

　　2、难点：组织、指导学生认真观察滚摆实验并进行分析、归纳，领会机械能守恒的条件。

　　(三)教学准备

　　滚摆，棉线，铁锁，人造卫星挂图。

　　(四)教学过程

　　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）

　　3.进行新课

　　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，下面我们共同观察滚摆的运动，并思考动能和势能的变化。

　　实验1：滚摆实验。

　　图14.5-1，出示滚摆，并简单介绍滚摆的构造及实验的做法。事先应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。

　　引导学生复述并分析实验中观察到的现象。开始释放摆轮时，摆轮在点静止，此时摆轮只有重力势能，没有动能。摆轮下降时其高度降低，重力势能减少；摆轮旋转着下降；而且越转越快，其动能越来越大。摆轮到最低点时，转动最快，动能；其高度最低，重力势能最小。在摆轮下降的过程中，其重力势能逐渐转化为动能。

　　仿照摆轮下降过程的分析，得出摆轮上升过程中，摆轮的动能逐渐转化为重力势能。

　　“想想做做”用铁锁做单摆。

　　此实验摆绳宜长些，摆球宜重些。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、右点和最低点的位置。分析单摆实验时，摆球高度的变化比较直观，而判断摆球速度大小的变化比较困难，可以从摆球在点前后运动方向不同，分析摆球运动到点时的速度为零，作为这一难点的突破口。

　　综述实验，说明动能和重力势能是可以相互转化的。

　　实验2：弹性势能和动能的相互转化。

　　演示能和弹性势能的转化实验。实验可分两步做。首先手持着木球将弹簧片推弯，而后突然释放木球，木球在弹簧片的作用下在水平槽内运动。让学生分析在此过程中，弹性势能转化为动能。第二步实验，让木球从斜槽上端滚下，让学生观察木球碰击弹簧片的过程。然后，分析动能转化为弹性势能和弹性势能转化为动能的过程。得出：动能和弹性势能也是可以相互转化的。

　　自然界中动能和势能相互转化的事例很多。其中有一些比较直观，例如：物体从高处落下、瀑布流水等这些事例也可以让学生列举，说明动能和势能的相互转化。有些事例比较复杂，例如：踢出去的足球在空中沿一条曲线（抛物线）运动过程中，动能和势能是如何相互转化的呢？（板画足球轨迹，依图分析）首先我们来分析足球离地面的高度的变化，这是判断足球重力势能变化的依据。很明显，在上升过程中足球的重力势能增加；在下降过程中重力势能减少。接着再分析足球的速度。足球在点时不再上升，说明它向上不能再运动。所以，足球在上升过程中，速度逐渐变小；在下降过程中速度又逐渐变大。通过以上分析，可以看到足球在上升阶段动能转化为重力势能；在下降阶段重力势能转化为动能。

　　4.科学世界

　　1.人造地球卫星在运行过程中，也发生动能和重力势能的相互转化。人造地球卫星大家并不陌生，然而围绕人造卫星，同学们还有许多的谜没有揭开。例如：人造卫星为什么能绕地球运转而不落下来？在人造卫星内失重是怎么回事？等等，这些问题还有待于同学们进一步学习，今天我们只讨论卫星运行过程中，动能和重力势能的相互转化。

　　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，动能；此时离地面最近，重力势能最小。卫星由近地点向远地点运行时动能减小，重力势能增大，动能向重力势能转化。直到远地点时，动能最小，重力势能。卫星由远地点向近地点运行时，重力势能向动能转化。在卫星运行过程中，不断地有动能和势能的相互转化。

　　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。

　　参看图1，水平地抛出一个物体，由于地球的吸引，它会落回地面，但是抛出的物体速度越快，它飞行的距离越远。人抛物体，抛出的距离不过几十米，但汽枪子弹能飞行几百米，步枪子弹能飞行几千米，而炮弹能飞行几十公里。我们可以设想，物体的速度足够大时，它就能永远不落回地面，围绕地球旋转。这个速度大约是8公里/秒。如果速度再大些，物体绕地球运行的轨道就由圆形变为椭圆形。人造卫星就是根据这个道理发射的。

　　(五)小结

　　(六)作业

　　动手动脑学物理

机械能 篇6

　　一、教学目标：

　　1、知识与技能：

　　1.理解动能、重力势能，知道弹性势能。

　　2.能用实例说明物体的动能和势能，知道机械能包括动能和势能。

　　2、过程与方法：

　　1.学生通过观察物体具有动能、重力势能和弹性势能的一系列物理实验，学习观察物理实验现象的`方法，提高观察能力。

　　2.通过实验探究活动，再次加深对控制变量法的认识。

　　3、情感态度与价值观：

　　通过学习有关动能、势能的知识及其在生活中的广泛应用，激发学生学习物理的兴趣，培养学生理论联系实际的观念。

　　二、教学重难点：

　　重点：探究动能、重力势能和弹性势能的影响因素，让学生体验探究的过程。

　　难点：学生设计完成探究试验，并交流评估各自的实验方案

　　三、教学方法：

　　实验法，讲授法，指导阅读法，演示法

　　四、教学实验仪器：

　　乒乓球、沙子、小桌子、模型小汽车、铜块、细线、木块等

　　五、教学过程：

　　1、情景引入：

　　师：首先请同学们观看一个现象（老师在桌子上放上一张纸和一个乒乓球，用扇子扇风，纸和乒乓球被风吹走）同学们看到了什么现象？

　　生：风把纸和乒乓球吹走了。

　　师：那么风能把火车吹翻吗？

　　生：（一般）不能。

　　师：请同学们观看一个新闻片段。（风吹翻火车）

　　师：对此，你们有什么看法？

　　生：太可怕了，风怎么会有如此大的力量呢？

　　2、新课教学：

　　师：那么，我们带着疑问，走入今天的课堂。首先，请同学观察下面四幅图，分析一下这四幅图中的物体有什么共同的特征？

　　生：他们都在运动。

　　师：很好，那么结合前面我们所学功的知识，这些运动的物体能不能对别的物体做功呢？像这样，一个物体能够做功，我们就说他具有能。能够做的功越多，我们就说他具有更多的能。请注意，能够做功指的是他具有的本领，能不能确定他一定正在对别的物体做功呀？不能！！！像刚刚那样的四个物体，是由于运动而具有对其他物体做功的能力，我们把这种能称为动能。那同学们能不能从生活实际中找到具有动能的物体呢？

　　生：……

　　师：其实，我们判断一个物体是否具有动能，主要是看这个物体是否在运动。那么，下面，我们一起来看看这辆运动的公交车发生了什么事情？（看视频）刚刚的视频中发生了什么事情呢？

　　生：公交车将小汽车撞飞出去了！

　　师：我这里也有一辆小汽车，（拿着道具模型）现在它也在运动，如果是这辆小汽车装上视频中的小汽车，会把小汽车撞飞出去吗？

　　生：不能；

　　师：那这说明，运动的物体都有动能，但是动能是不是都一样大呀？（不是）动能有大有小，那么这个动能的大小到底与什么因素有关呢？同学们大胆的猜想一下：

　　生：猜想：（质量；体积（乒乓球和小钢珠）；速度）

　　师：这都是我们的猜想，那要验证我们的猜想，我们应该怎么做呢？（实验）请同学们自己先运用自己手中的器材设计一下；

　　（控制变量法；做实验，得出结论）

　　师：现在，老师拿出一个铜块，放在这张桌子上，同学们会担心，铜块撞伤你吗？（不担心）那我用一根细绳将铜块吊起来，放在你的头上，你担心吗？为什么呢？

　　生：可能会回答担心绳子断了，砸到头。

　　师：这个铜块是因为动起来让你觉得担心吗？不是！是因为这个铜块被举高了而担心。那也就是说虽然这个铜块没有动起来，但是因为被举高了也具有了做功的能力。那这种因为被举高而具有的能就叫做重力势能。同样的，重力势能有大有小，我们根据动能的探究过程来探究一下重力势能的大小与那些因素有关！我这里有一盒沙子，在沙子上面，放上一张桌子，将一个铜块举高，松手，铜块将桌子砸进沙子中，桌子陷入沙子中越深，说明这个铜块能对桌子做更多的功，具有更多的能；反之，则不然。

　　（控制变量法；做实验，得出结论）

　　师：通过学习，我们得出，物体由于运动或者被举高都会具有能，由于运动而具有的能叫动能，由于被举高而具有的能叫重力势能。动能大小与物体的质量和运动的速度有关，而重力势能与物体的质量和被举高的高度有关；那我这里有根橡皮筋，现在既没有运动也没有被举高，是不是就不具有能，不能对物体做功呢？看个小实验，用橡皮筋将纸弹出去，橡皮筋能将纸弹出去，说明此时此刻的橡皮筋也具有能，但是这种能不是因为运动也不是因为被举高，而是因为发生了弹性形变而具有的能，这种能，我们就叫做弹性势能，由于时间关系，我们就不在课堂上讨论了，只是给同学看看老师已经做过的一个实验，同学能够知道弹性势能的大小也不是都一样的，与物体发生弹性形变的程度有关。

　　重力势能和弹性势能总的来说都是势能，我们把势能和动能的合起来称之为机械能。

　　六、课堂练习：

　　1、看图说出图中的物体各自具有的是什么样的能。

　　2、运用今天所学的知识解决情景引入中风吹翻火车，滴水川石。

　　七、课堂小结：（主要小结知识和实验方法）时间还很多的话，还可以让同学们讨论一下，通过本节课程的学习，对生活有哪些启示：比如火车被吹翻，公交车撞飞小汽车要注意控制好速度，又比如滴水穿石，不能小觑大自然的威力等等。

　　八、课后作业：

机械能 篇7

　　一、教材分析

　　《机械能守恒定律》是人教版高中新教材必修2第七章第8节，本节内容从理论推导过程中，强化学生对动能定理的进一步理解；机械能守恒定律属物理规律教学，是对功能关系的进一步认识，是学生理解能量的转化与守恒的铺垫，为今后学习动量守恒、电荷守恒打下基础。它结合动量守恒定律是解决力学综合题的核心，而这类问题又常伴随着较为复杂的运动过程和受力特点是充分考查学生抽象思维能力、分析能力、应用能力的关键点。

　　教学目标

　　根据上述教材结构与内容分析，依据课程标准，考虑到学生已有的认知结构、心理特征,制定如下教学目标：

　　知识与技能

　　1、知道什么是机械能；

　　2、知道物体的动能和势能可以相互转化；

　　3、掌握机械能守恒的条件；

　　情感态度与价值观目标

　　1、培养学生发现和提出问题，并利用已有知识探索学习新知识的能力；

　　2、通过能量守恒的教学，使学生树立科学观点，理解和运用自然规律，并用来解决实际问题。

　　教学重点、难点

　　重点：掌握机械能守恒定律的推导、建立过程，理解机械能守恒定律的内容；

　　在具体的问题中能判定机械能是否守恒，并能列出定律的数学表达式。

　　难点：从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件。

　　二、说教法

　　主要采用讲授法、讨论法、归纳法相结合的启发式教学方法。通过师生一起探索得出物理规律及适用条件，充分调动学生积极性，充分体现"教师主导、学生主体"的教学原则。采用情景→问题→分析与活动→总结的教学设计模式，以老师指导下的学生活动为主。

　　三、说学法

　　让学生真正成为学习的主体。这种运用归纳法的思想，从一个个典型的物理情景中总结出科学的结论，可以大大调动学生学习的积极性和主动性。本节课的教学过程中通过观察生活中的常见形变，巧用引导性提问，激发学生的积极性，让学生在轻松、自主、讨论的学习氛围中总结出本节的主要内容从而完成学习任务。

　　四、教学过程

　　（引入新课）

　　用多媒体展示下述物理情景：A、运动员投出铅球；B、弹簧的一端接在气垫导轨的一端，另一端和滑块相连，让滑块在水平的轨道上做往复运动。

　　1、动能和势能的转化

　　依次演示自由落体、竖直上抛、滚摆、单摆和弹簧振子，提醒学生注意观察物体运动中动能、势能的变化情况。让学生思考上述演示过程中动能和势能有什么变化。

　　2、探究规律找出机械能不变的条件

　　只受重力做功作用分析

　　只有弹力做功分析

　　结论：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变，这就叫机械能守恒定律。

　　3、能力训练

　　例1、在距离地面20m高处以15m/s的初速度水平抛出一小球，不计空气阻力，取g=10m/s2,求小球落地速度大小。引导学生思考分析，提出问题：

　　（1）前面学习过应用运动合成与分解的方法处理平抛运动，现在能否应用机械能守恒定律解决这类问题？

　　（2）小球抛出后至落地之前的运动过程中，是否满足机械能守恒的条件？如何应用机械能守恒定律解决问题？

　　提出问题：请考虑用机械能守恒定律解决问题与用运动合成解决问题的差异是什么？

　　4、引导学生学会应用机械能守恒定律解题的基本步骤。

　　5、总结归纳

　　本课学习，我们通过演示实验归纳总结了动能和势能之间可以发生相互转化，了解了只有重力做功或只有弹簧弹力做功的情况下，物体的机械能总量不变，通过简单的实例分析、加深对机械能守恒定律的理解。

机械能 篇8

　　能的概念、功和能的关系以及各种不同形式的能的相互转化和守恒的规律是自然界中最重要、最普遍、最基本的客观规律，它贯穿于整个物理学中。本章的功和功率、动能和动能定理、重力的功和重力势能、弹性势能、机械能守恒定律是历年高考的必考内容，考查的知识点覆盖面全，频率高，题型全。动能定理、机械能守恒定律是力学中的重点和难点，用能量观点解题是解决动力学问题的三大途径之一。考题的内容经常与牛顿运动定律、曲线运动、动量守恒定律、电磁学等方面知识综合，物理过程复杂，综合分析的能力要求较高，这部分知识能密切联系实际、生活实际、联系现代科学技术，因此，每年高考的压轴题，高难度的综合题经常涉及本章知识。例如：XX年的全国卷第22题、XX年上海卷第23题、XX年全国理综第30题、XX年全国理综第34题、XX年上海卷第21题、XX年物理广西卷第17题、XX年理综福建卷第25题等。同学平时要加强综合题的练习，学会将复杂的物理过程分解成若干个子过程，分析每一个过程的始末运动状态量及物理过程中力、加速度、速度、能量和动量的变化，对于生活、生产中的实际问题要建立相关物理模型，灵活运用牛顿定律、动能定理、动量定理及能量转化的方法提高解决实际问题的能力。

　　一、夯实基础知识

　　1.深刻理解功的概念

　　功是力的空间积累效应。它和位移相对应（也和时间相对应）。计算功的方法有两种：

　　⑴按照定义求功。即：w=fscosθ。 在高中阶段，这种方法只适用于恒力做功。当 时f做正功，当 时f不做功，当 时f做负功。

　　这种方法也可以说成是：功等于恒力和沿该恒力方向上的位移的乘积。

　　⑵用动能定理w=δek或功能关系求功。当f为变力时，高中阶段往往考虑用这种方法求功。

　　这种方法的依据是：做功的过程就是能量转化的过程，功是能的转化的量度。如果知道某一过程中能量转化的数值，那么也就知道了该过程中对应的功的数值。

　　(3).会判断正功、负功或不做功。判断方法有：1用力和位移的夹角α判断;2用力和速度的夹角θ判断定;3用动能变化判断.

　　(4)了解常见力做功的特点:

　　重力做功和路径无关，只与物体始末位置的高度差h有关：w=mgh，当末位置低于初位置时，w＞0，即重力做正功；反之则重力做负功。

　　滑动摩擦力做功与路径有关。当某物体在一固定平面上运动时，滑动摩擦力做功的绝对值等于摩擦力与路程的乘积。

　　在弹性范围内，弹簧做功与始末状态弹簧的形变量有关系。

　　（5）一对作用力和反作用力做功的特点：1一对作用力和反作用力在同一段时间内做的总功可能为正、可能为负、也可能为零；2一对互为作用反作用的摩擦力做的总功可能为零（静摩擦力）、可能为负（滑动摩擦力），但不可能为正。

　　2.深刻理解功率的概念

　　（1）功率的物理意义：功率是描述做功快慢的物理量。

　　（2）功率的定义式： ，所求出的功率是时间t内的平均功率。

　　（3）功率的计算式：p=fvcosθ，其中θ是力与速度间的夹角。该公式有两种用法：①求某一时刻的瞬时功率。这时f是该时刻的作用力大小，v取瞬时值，对应的p为f在该时刻的瞬时功率；②当v为某段位移（时间）内的平均速度时，则要求这段位移（时间）内f必须为恒力，对应的p为f在该段时间内的平均功率。

　　(4)重力的功率可表示为pg=mgvy，即重力的瞬时功率等于重力和物体在该时刻的竖直分速度之积。

　　3.深刻理解动能的概念，掌握动能定理。

　　（1） 动能 是物体运动的状态量，而动能的变化δek是与物理过程有关的过程量。

　　(2)动能定理的表述

　　合外力做的功等于物体动能的变化。（这里的合外力指物体受到的所有外力的合力，包括重力）。表达式为w=δek.

　　动能定理也可以表述为：外力对物体做的总功等于物体动能的变化。实际应用时，后一种表述比较好操作。不必求合力，特别是在全过程的各个阶段受力有变化的情况下，只要把各个力在各个阶段所做的功都按照代数和加起来，就可以得到总功。

　　动能定理建立起过程量（功）和状态量（动能）间的联系。这样，无论求合外力做的功还是求物体动能的变化，就都有了两个可供选择的途径。功和动能都是标量，动能定理表达式是一个标量式，不能在某一个方向上应用动能定理。

　　4.深刻理解势能的概念，掌握机械能守恒定律。

　　1.机械能守恒定律的两种表述

　　⑴在只有重力做功的情形下，物体的动能和重力势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变。

　　⑵如果没有摩擦和介质阻力，物体只发生动能和重力势能的相互转化时，机械能的总量保持不变。

　　对机械能守恒定律的理解：

　　①机械能守恒定律的研究对象一定是系统，至少包括地球在内。通常我们说“小球的机械能守恒”其实一定也就包括地球在内，因为重力势能就是小球和地球所共有的。另外小球的动能中所用的v，也是相对于地面的速度。

　　②当研究对象（除地球以外）只有一个物体时，往往根据是否“只有重力做功”来判定机械能是否守恒；当研究对象（除地球以外）由多个物体组成时，往往根据是否“没有摩擦和介质阻力”来判定机械能是否守恒。

　　③“只有重力做功”不等于“只受重力作用”。在该过程中，物体可以受其它力的作用，只要这些力不做功。

　　2.机械能守恒定律的各种表达形式

　　⑴ ，即 ；

　　⑵ ； ；  

　　用⑴时，需要规定重力势能的参考平面。用⑵时则不必规定重力势能的参考平面，因为重力势能的改变量与参考平面的选取没有关系。尤其是用δe增=δe减，只要把增加的机械能和减少的机械能都写出来，方程自然就列出来了。

　　5.深刻理解功能关系，掌握能量守恒定律。

　　（1）做功的过程是能量转化的过程，功是能的转化的量度。

　　能量守恒和转化定律是自然界最基本的规律之一。而在不同形式的能量发生相互转化的过程中，功扮演着重要的角色。本章的主要定理、定律都可由这个基本原理出发而得到。

　　需要强调的是：功是一个过程量，它和一段位移（一段时间）相对应；而能是一个状态量，它与一个时刻相对应。两者的单位是相同的（都是j），但不能说功就是能，也不能说“功变成了能”。

　　（2）复习本章时的一个重要课题是要研究功和能的关系，尤其是功和机械能的关系。突出：“功是能量转化的量度”这一基本概念。

　　1物体动能的增量由外力做的总功来量度：w外=δek，这就是动能定理。

　　2物体重力势能的增量由重力做的功来量度：wg= -δep，这就是势能定理。

　　3物体机械能的增量由重力以外的其他力做的功来量度：w其=δe机，（w其表示除重力以外的其它力做的功），这就是机械能定理。

　　4当w其=0时，说明只有重力做功，所以系统的机械能守恒。

　　5一对互为作用力反作用力的摩擦力做的总功，用来量度该过程系统由于摩擦而减小的机械能，也就是系统增加的内能。q=fd（d为这两个物体间相对移动的路程）。

　　二、解析典型问题

　　问题1：弄清求变力做功的几种方法

　　功的计算在中学物理中占有十分重要的地位，中学阶段所学的功的计算公式w=fscosa只能用于恒力做功情况，对于变力做功的计算则没有一个固定公式可用，下面对变力做功问题进行归纳总结如下：

　　1、等值法

　　等值法即若某一变力的功和某一恒力的功相等，则可以通过计算该恒力的功，求出该变力的功。而恒力做功又可以用w=fscosa计算，从而使问题变得简单。

　　例1、如图1，定滑轮至滑块的高度为h，已知细绳的拉力为f（恒定），滑块沿水平面由a点前进s至b点，滑块在初、末位置时细绳与水平方向夹角分别为α和β。求滑块由a点运动到b点过程中，绳的拉力对滑块所做的功。

　　分析与解：设绳对物体的拉力为t，显然人对绳的拉力f等于t。t在对物体做功的过程中大小虽然不变，但其方向时刻在改变，因此该问题是变力做功的问题。但是在滑轮的质量以及滑轮与绳间的摩擦不计的情况下，人对绳做的功就等于绳的拉力对物体做的功。而拉力f的大小和方向都不变，所以f做的功可以用公式w=fscosa直接计算。由图1可知，在绳与水平面的夹角由α变到β的过程中,拉力f的作用点的位移大小为：　

　　2、微元法

　　当物体在变力的作用下作曲线运动时，若力的方向与物体运动的切线方向之间的夹角不变，且力与位移的方向同步变化，可用微元法将曲线分成无限个小元段，每一小元段可认为恒力做功，总功即为各个小元段做功的代数和。

　　例2 、如图2所示，某力f=10n作用于半径r=1m的转盘的边缘上，力f的大小保持不变，但方向始终保持与作用点的切线方向一致，则转动一周这个力f做的总功应为：

　　a、 0j　     b、20πj　

　　c 、10j　    d、20j.

　　分析与解：把圆周分成无限个小元段，每个小元段可认为与力在同一直线上，故δw=fδs，则转一周中各个小元段做功的代数和为w=f×2πr=10×2πj=20πj=62.8j，故b正确。

　　3、平均力法

　　如果力的方向不变，力的大小对位移按线性规律变化时，可用力的算术平均值（恒力）代替变力，利用功的定义式求功。

　　例3、一辆汽车质量为105kg，从静止开始运动，其阻力为车重的0.05倍。其牵引力的大小与车前进的距离变化关系为f=103x+f0，f0是车所受的阻力。当车前进100m时，牵引力做的功是多少？

　　分析与解：由于车的牵引力和位移的关系为f=103x+f0，是线性关系，故前进100m过程中的牵引力做的功可看作是平均牵引力 所做的功。由题意可知f0＝0.05×105×10n＝5×104n,所以前进100m过程中的平均牵引力:

　　∴w＝ s＝1×105×100j＝1×107j。

　　4、用动能定理求变力做功

机械能 篇9

　　教学目标

　　知识与技能：

　　1、知道什么是机械能，通过对一些物理现象的分析，理解动能和势能的相互转化。

　　2、引导学生举例并解释一些有关动能、重力势能、弹性势能相互转化的简单物理现象。

　　过程与方法：

　　1、通过对一些典型的物理现象的观察，引导学生分析和发现其中包含的物理知识和物理原理。

　　2、培养学生用能量转化的观点分析问题的能力。

　　情感态度与价值观：

　　通过阅读“科学世界”《人造地球卫星》，结合我国航天事业的发展，对学生进行爱国主义教育。

　　教学重点：

　　动能和势能的相互转化。

　　教学难点：

　　机械能守恒问题、弹性势能与动能、重力势能的相互转化问题。

　　学习者特征分析

　　学生刚学了动能和势能的基本概念，能确认运动的物体具有动能，被举高的物体具有重力势能，发生弹性形变的物体具有弹性势能；并了解了决定这些能量大小的因素。也就是说学生为本节课的学习有了一定的知识准备，但教者必须清醒地认识到学生对某种能量的变化的理解并不是很到位的，这恰恰是完成本节课的教学目标所必须解决的问题。对有些物理现象需用多个物理知识分析或解释，如“滚摆、单摆最终会停下来”，我们引导学生关注的重点是动能和势能的相互转化问题，但现象中所涉及到的机械能守恒与损失问题，既不能回避，又不能过多纠缠，否则会喧宾夺主而影响教学目标的实现。

　　文本教材与信息技术整合点分析

　　1、文本教材惜字如金，篇幅不长，但插图多，我们能获取的信息量依然十分丰富，由于所涉及的物理知识较为抽象，给教者对教材的处理、整合、发挥留下了足够的空间。

　　2、插图是静止的，反映的是某一物理现象的瞬间，而其过程则靠想象。我们恰恰能利用多媒体的硬件优势和技术优势，变静为动，为学生呈现出物理现象的全过程。

　　3、本节课对以下几个地方，将原文本教材进行了整合：

　　（1）、将本章开始之前的《无处不在的能量》中的过山车主题视图拿来为本节所用，并以视频形式呈现，配以本章开头的一段激情文字“满载游客的过山车……”的朗诵音频，既利用了教材资源，又加强了视听效果。

　　（2）、滚摆、单摆实验拍摄成视频，实际教学时先做演示实验，学生讨论分析现象时再播放视频，这样实验虽然结束了，但过程依然可观可感。

　　（3）、将《想想做做》“铁锁会碰到鼻子吗”拍摄成视频播放，有提高能见度的效果。

　　（4）、补充皮球落地后向上反弹的内容，并将其拍摄成视频播放：将球涂黑，球与地碰撞时会在地上留下圆形黑斑。这样能使不易观察到的形变以黑斑形式呈现，且将瞬时形变能长时间留存下来。

　　（5）、制作皮球落地后反弹的动画视频，作为前一个视频的补充，使学生能进一步看清全过程。

　　（6）、课后《动手动脑学物理》的第6题，若布置给学生做，由于条件的限制很难落实，现场演示，又耗时过长，将教者的实验以视频形式播放，既能让学生看到圆筒斜向上滚的奇特现象，又提高了学习效率。

　　（7）、制作卫星沿椭圆形轨道运行的动画视频，方便学生分析动能和势能的相互转化。

　　（8）、从网上下载蹦极和蹦床的视频，作为课堂巩固练习的素材。

　　教学方法与教学策略分析

　　1、通过实验、视频、动画为学生认识和分析动能与势能的相互转化提供直观感性材料。

　　2、为学生提供一种分析动能和势能相互转化的思维模式： 高度形变 高度或速度通俗总结就是：高度换速度，形变换两“度”（即高度和速度）。

　　具体程序如下：

　　（1）、观察：看确定对象的运动速度、离开地面的高度、形状是否发生变化。

　　（2）、分析：动能和重力势能――质量一定时，若速度增大了，则高度肯定降低了。速度增大则意味着动能增大了（问：增大的动能哪里来？），若高度降低了，则意味着重力势能减小了（问：减小的重力势能哪里去了？）。又如物体的形变程度增大了，则意味着弹性势能增大了，而这又是以物体运动速度的减小或离开地面的高度的减小为代价的。

　　（3）、结论：速度增大，动能增大；高度降低，重力势能减小，此时是重力势能转化为动能，反之是动能转化为重力势能。形变发生（或增大）则弹性势能增大，此时是动能或重力势能转化为弹性势能。

　　通俗的解释就是：以高度的降低换取速度的增加，反之亦然，以高度的降低或速度的减小来换取物体形变的发生或增大，反之亦然。

　　3、利用多媒体教学的优势为学生提供资源支持，加大容量，增加练习机会，感悟不同

机械能 篇10

　　江苏丰县广宇中英文学校　刘庆贺

　　一、正确理解机械能

　　能的概念很抽象，是学习的难点。为了突破这个难点，必须把这个抽象的概念具体化，这就是把能量和做功紧密结合起来。一个物体具有能量，可以用来做功；反过来一个物体能够做功，它就具有能量；一个物体做的功越多，它具有的能量就越大。可以用做功的多少来衡量物体具有能量的大小。因此功是能量转化的量度。

　　功和能是两个关系密切，而含义又不相同的物理量。根据书中“能”的概念可知，一个物体具有了能，就可以做功。需要注意的是：⑴具有能的物体，不一定都处在做功的过程中。如：悬挂着的钢球，它虽没有做功，但它具有重力势能。⑵做功的过程，一定伴随着能量的变化。如打桩机被举高的重锤落下来砸在石桩上，重锤在下落的过程中重力做功，将重力势能转化为动能；被压缩的弹簧把放在弹簧上面的砝码弹起时，弹力做功将弹簧的弹性势能转化为砝码的动能。

　　判断一个物体是否具有动能，关键看此物体是否运动，若物体是运动的，则它必定具有动能。动能的大小既与速度有关，也与质量有关。在遇到有关问题时，同学们不能只考虑速度，而忽视质量，要考虑全面。如一辆洒水车在水平路面上匀速行驶，在洒水过程中，其动能不断减小。

　　判断一个物体是否具有重力势能，关键看此物体相对某一个平面有没有被举高，若被举高了，则物体具有重力势能。重力势能除与物体所在的高度有关，还与物体质量有关。如在高空同一高度匀速飞行的飞机，抛出救灾物资后，尽管其速度、飞行高度不变，但飞机的总质量减小，其动能、势能和机械能都要减小。还要注意，决定重力势能大小的一个因素“高度”，在没有特殊指明的情况下，一般是指相对于地面而言的。初中阶段通常把地面上的物体具有的重力势能看作零。

　　判断一个物体是否具有弹性势能，关键看此物体是否发生了弹性形变，若此物体发生了弹性形变，则此物体具有弹性势能。物体有弹性无形变或有形变无弹性都没有弹性势能，只有在既有弹性又有形变的情况下才有弹性势能。比较弹性势能的大小只能在相同外形的物体之间进行。

　　动能和势能之间可以相互转化，动能转化为重力势能的标志是速度减小，所处的高度增加；重力势能转化为动能的标志是所处的高度减小，速度增大。

　　动能和势能统称为机械能。判断机械能变化的方法：①由“机械能＝动能+势能”判断，若速度和高度不变，质量减小，则动能减小，势能减小，机械能也减小；若质量和速度不变，高度减小，则动能不变，重力势能减小，机械能减小。②在动能和势能相互转化的过程中，如果没有机械能与其它形式的能之间的转化，即没有空气阻力和摩擦等原因造成的机械能的损失，机械能的总量是保持不变的。③在动能和势能相互转化的过程中，如果存在空气阻力和摩擦等，机械能的总量减小。

　　物体各种形式的能量可以相互转化，动能和势能的相互转化只是能量相互转化的一种形式。能量转化过程中总是有一种能量减少，另一种能量增加。能量的转化，可以发生在同一物体上，也可以发生在不同物体之间。例如：高空落下的物体。能量的转化发生在物体的本身，而用弓把箭射出去，能量转化发生在弓和箭两物体之间，故而分析具体问题时，要注意这种区别。

　　二、正确理解温度、内能、热量之间的区别与联系

　　（1）区别：

　　温度表示物体的冷热程度，它是一个状态量，所以只能说“物体的温度是多少”。两个不同状态间可以比较温度的高低。温度是不能“传递”和“转移”的，其单位是“摄氏度”。从分子动理论的观点来看，它跟物体内部分子的无规则运动情况有关，温度越高，分子无规则运动的速度就越大，分子运动就越剧烈。可以说，温度是分子无规则运动的剧烈程度的标志，它是大量分子无规则运动的集中体现，对于个别分子毫无意义。

　　内能是能量的一种形式，它是物体内部所有分子无规则运动的动能与势能的总和。内能和温度一样，也是一个状态量，通常用“具有”等词来修饰。

　　内能大小与物体的质量（反映物体内部分子数的多少，影响分子的动能）、体积（反映分子间平均距离的大小，影响分子间的势能）、温度及构成物体的物质种类都有关系。现阶段主要掌握与温度的关系。一个物体温度升高时，它的内能增大，温度降低时，内能减小。切记“温度不变时，它的内能一定不变”是错误的。如晶体熔化、液体沸腾时，温度保持不变，但要吸热，内能增加。温度不变时，它的内能也可能减小（想一想为什么？）同样，物体放出热量时，温度也不一定降低。

　　热量是在热传递过程中，传递能量的多少。它反映了热传递过程中，内能转移的数量，是内能转移多少的量度，是一个过程量，要用“吸收”或“放出”来表述而不能用“具有”或“含有”。热量的单位是“焦耳”。

　　（2）联系：

　　①温度与内能

　　因为温度越高，物体内的分子做无规则运动的速度越快，分子的平均动能越大，因此物体的内能越多。但要注意：温度不是内能变化的惟一标志。物体的状态变化也是内能变化的标志（如晶体的熔化、凝固，液体沸腾等）。

　　②温度与热量

　　温度反映的是分子无规则运动的剧烈程度。分子运动越剧烈，物体温度就越高。热量是在热传递过程中，内能转移的多少。温度高的物体放出热量，内能减小，温度低的物体吸收热量，内能增加。两物体间不存在温度差时，物体具有温度，但没有热传递，也就谈不上“热量”。

　　③热量与内能

　　热量反映了热传递过程中，内能转移的数量。物体放出了多少热量，内能就减小多少；物体吸收了多少热量，内能就增加多少。要注意：内能增减并不只与吸收或放出热量有关，做功也可以改变物体内能。对物体做功，物体的内能会增加，对物体做了多少功，物体的内能会增加多少；物体对外做功，物体的内能会减小，对外做功多少，物体的内能会减小多少。

　　④内能与机械能

　　内能是物体内部所有分子无规则运动的动能与势能的总和。机械能是指整个物体发生机械运动时具有的能量。一个物体可以同时具有内能和机械能。因为一切物质的分子都在不停的做无规则运动，总有分子动能；分子间总是存在着引力和斥力，总有分子势能，所以一切物体在任何情况下都具有内能，即内能不可能为零，机械能可以为零。

　　三、比热容与热值

　　①比热容：因为不同的物质在质量相同，升高（或降低）的温度也相同时，吸收（或放出）的热量并不相同，物理学中用比热容来反映物质的这一特性。所以比热容是物质的一种特性，只与物质种类、状态有关，与其它任何因素无关，当然与吸收（或放出）的热量、质量、升高（或降低）的温度等无关。和密度一样，利用比热容也可以鉴别物质。比热容的单位比较复杂：是j/（・℃）。

　　水的比热容大的实际意义

　　通过课本的比热容表，可以看出，各种物质的比热容中，水的比热容最大，这在人们的日常生活和生产中，具有重要意义。主要表现在两个方面：一方面，冷却或取暖。由于水的比热容较大，那么一定质量的水升高（或降低）一定的温度吸收（或放出）的热量较多，这样水就可用来冷却或取暖。用来冷却时，是让水吸收带走更多的热量。如柴油机工作时，水箱中要加足水；用来取暖时，是让水放出更多的热量。另一方面，由于水的比热容较大，一定质量的水吸收（或放出）较多的热量而自身的温度却改变不多，这一点有利于调节气候。沿海地区与内陆地区相比，冬天和夏天温差较小，白天和夜晚温差也较小，就是这个道理。

　　②热值：质量相同的不同燃料完全燃烧时放出的热量并不相同。物理学中用热值来反映燃料的这一特性。所以热值是燃料的一种特性，只与燃料种类有关，与燃料质量无关。为了方便，热值常用两个单位：固体或液体燃料常用j/，相应的计算公式──q＝qm；气体燃料常用j/m3，相应的计算公式──q＝qv。

　　四、效率问题

　　①热效率：燃料在燃烧时放出的热量，只有一部分被有效利用。我们把被加热的物体吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比用热效率表示。表达式为：。注意：在不计热损失时，物体吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量相等。

　　②热机的效率

　　热机是将燃料燃烧获得的内能转化为机械能的机器。四冲程内燃机在一个工作循环中：活塞完成四个冲程、两个往复运动，活塞对外做功一次；曲轴和飞轮转两周。四个冲程中，只有做功冲程燃气对外做功，其它三个冲程*飞轮的惯性完成。有两个冲程伴随有能量的转化：压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程将内能转化为机械能。

　　在热机工作时，用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比叫热机的效率。公式为：。

　　热机中能量损失的原因：①废气带走部分能量；②部件散热损失一部分能量；③部件间摩擦损失能量。

　　五、热量的计算

　　①应用公式直接求解

　　注意：公式中各物理量的单位必须统一为国际单位；文字叙述中升高t℃、升高了t℃、降低t℃、降低了t℃，对应的是温度的改变量，而升高到t℃、降低到t℃，对应的是物体的末温t℃。

　　②两个温度不同的物体放在一起，如果它们与外界没有热传递，则高温物体放出的热量一定等于低温物体吸收的热量，直到温度相等为止，即达到热平衡。公式为：q放＝q吸，称为热平衡方程。

　　注意：公式的实质是表明了在热传递过程中，高温物体的内能转移到低温物体的多少，反映了在这种转移中能量守恒的关系。若在热传递过程中存在能量损失，则有：q放＝q吸+q损。

　　③燃料完全燃烧时放出的热量，计算公式有两种：计算固体或液体燃料时常用q＝qm；计算气体燃料时常用q＝qv。

机械能 篇11

　　学习目标：

　　1、学会利用自由落体运动验证机械能守恒定律。

　　2、进一步熟练掌握应用计时器打纸带研究物体运动的方法。

　　学习重点：

　　1、验证机械能守恒定律的实验原理和步骤。

　　2、验证机械能守恒定律实验的注意事项。

　　学习难点：

　　验证机械能守恒定律实验的注意事项。

　　主要内容：

　　一、实验原理

　　物体在自由下落过程中，重力势能减少，动能增加。如果忽略空气阻力，只有重力做功，物体的机械能守恒，重力势能的减少等于动能的增加。设物体的质量为m，借助打点计时器打下纸带，由纸带测算出至某时刻下落的高度h及该时刻的瞬时速度v；进而求得重力势能的减少量│△Ep│=mgh和动能的增加量△EK=1/2mv2；比较│△Ep│和△EK，若在误差允许的范围内相等，即可验证机械能守恒。

　　测定第n点的瞬时速度vn：依据"物体做匀变速直线运动，在某段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度"，用公式vn=（hn+1―hn―1）/2T计算（T为打下相邻两点的时间间隔）。

　　二、实验器材

　　电火花计时器（或电磁打点计时器），交流电源，纸带（复写纸片），重物（带纸带夹子），导线，刻度尺，铁架台（带夹子）。

　　三、实验步骤

　　（1）按图装置固定好计时器，并用导线将计时器接到电压合适的交流电源上（电火花计时器要接到220V交流电源上，电磁打点计时器要接到4V~6V的交流低压电源上）。

　　（2）将纸带的一端用小夹子固定在重物上，使另一端穿过计时器的限位孔，用手竖直提着纸带，使重物静止在靠近计时器的地方。

　　（3）接通电源，松开纸带，让重物自由下落，计时器就在纸带上打下一系列小点。

　　（4）换几条纸带，重做上面的实验。

　　（5）从几条打上了点的纸带上挑选第一、二两点间的距离接近2mm且点迹清晰的纸带进行测量。

　　（6）在挑选出的纸带上，先记下打第一个点的位置0（或A），再任意选取几个点1、2、3（或B、C、D）等，用刻度尺量出各点到0的距离h1、h2、h3等，如图所示。

　　（7）用公式vn=（hn+1―hn―1）/2T计算出各点对应的瞬时速度v1、v2、v3等。

　　（8）计算出各点对应的势能减少量mghn和动能的增加量1/2mvn2的值，进行比较，得出结论。

　　四、实验记录

　　五、实验结论

　　在只有重力做功的情况下，物体的重力势能和动能可以相互转化，但机械能的总量保持不变。

　　六、实验注意事项

　　（1）计时器要竖直地架稳、放正。架稳就是要牢固、稳定。重物下落时它不振动；放正就是使上下两个限位孔在同一竖直平面内一条竖直线上与纸带运动方向相同，以减小纸带运动时与限位孔的摩擦（可用手提住固定好重物的纸带上端，上下拉动纸带，寻找一个手感阻力最小的位置）。

　　（2）打点前的纸带必须平直，不要卷曲，否则纸带在下落时会卷到计时器的上边缘上，从而增大了阻力，导致实验误差过大。

　　（3）接通电源前，提纸带的手必须拿稳纸带，并使纸带保持竖直，然后接通电源，待计时器正常工作后，再松开纸带让重物下落，以保证第一个点迹是一个清晰的小点。

　　（4）对重物的要求：选用密度大、质量大些的物体，以减小运动中阻力的影响（使重力远大于阻力）。

　　（5）纸带的挑选：应挑选第一、二两点间的距离接近2mm且点迹清晰的纸带进行测量。这是因为：本实验的前提是在重物做自由落体运动的情况下，通过研究重力势能的减少量与动能的增加量是否相等来验证机械能是否守恒的，故应保证纸带（重物）是在打第一个点的瞬间开始下落。计时器每隔0.02s打一次点，做自由落体运动的物体在最初0.02s内下落的距离h1=1/2gt2=1/2×9.8×0.022m=0.002m=2mm，所以若纸带第一、二两点间的距离接近2mm，就意味着重物是在打第一个点时的瞬间开始下落的，从而满足本次实验的前提条件（打第一个点物体的初速度为零，开始做自由落体运动）。

　　（6）测量下落高度时，必须从起点o量起。为了减小测量^的相对误差，选取的计数点要离0点适当远些（纸带也不宜过长，其有效长度可在60cm~80cm以内）。

　　（7）本实验并不需要知道重力势能减少量和动能增加量的具体数值，只要对mgh与1/2mv2进行比较（实际上只要验证1/2v2=gh即可）以达到验证机械能守恒的目的，所以不必测出重物的质量。

　　七、误差分析

　　（1）做好本实验的关键是尽量减小重物下落过程中的阻力，但阻力不可能完全消除。本实验中，误差的主要来源是纸带摩擦和空气阻力。由于重物及纸带在下落中要不断地克服阻力做功，因此物体动能的增加量必稍小于重力势能的减少量，这是系统误差。减小系统误差的方法有选用密度大的实心重物，重物下落前纸带应保持竖直，选用电火花计时器等。

　　（2）由于测量长度会造成误差，属偶然误差，减少办法一是测距离都应从起点0量起，下落高度h适当大些（过小，h不易测准确；过大，阻力影响造成的误差大），二是多测几次取平均值。

机械能 篇12

　　一、说教材

　　1、教材的地位、作用和特点

　　从前后联系来看，这节课的内容有利于学生对功能关系的进一步认识；在理论推导的过程中，有利于强化学生对动能订立的理解；从思维方式上分析，有利于学生建立守恒的观念，为今后学习动量守恒、电荷守恒等守恒定律打下基础，起到了承上启下的作用。

　　教材这样的安排，较好的体现了理论与实践的统一，使学生明白，物理规律不仅可以直接由实验得到，也可以用已知规律从理论上导出。

　　2、教学目的

　　知识目标：理解机械能守恒定律的内容，在具体问题中能判断机械能守恒的条件。

　　能力目标：初步学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象，并能将所学知识应用于实际情境中。

　　在归纳机械能守恒定律的使用条件时，培养学生独立思考的能力，归纳总结的能力以及口头表达能力。

　　情感目标：激发学生学习兴趣，培养学生自信心以及严谨认真的科学态度。

　　3、教学重点

　　通过严密的理论推导使学生获得必要的理性认识，正确理机械能守恒定律的内容以及定律是否成立的判定条件。

　　4、教学难点

　　学生抽象思维尚处于起步阶段，对功、能等物理量理解不够深刻，要从功能转化关系理解机械能守恒的条件有一定难度。

　　二、说教法

　　本节主要采用讲授法、讨论法、归纳法相结合的启发式教学方法。通过师生一起探索得出物理规律及适用条件，充分调动学生积极性，充分体现“教师主导、学生主体”的教学原则。

　　三、说方法

　　1、为适应高一学生的认识和思维发展水平，根据新课内容要求，创设“自由落体、平抛、沿斜面下滑”三个物理情境作为铺垫，由易到难，引导学生进行实践-认识-再实践-再认识，完成认识上的飞跃。

　　2、通过设疑，启发学生思考

　　在归纳机械能守恒定律的使用条件时，引导学生进行讨论，鼓励学生提出自己的观点，并能加以评价，培养学生的学习兴趣以及对物理学习的自信心。

　　四、教学程序

　　分为引入、新课、联系巩固、作业四个步骤。

　　以生活中常见情境为例，让学生分析动能、势能的相互转化，提出机械能如何变化的问题，顺势引入新课；

　　创设三个不同情境（同前），让学生用所学知识进行分析，在师生共同探讨下得出机械能守恒定律的内容。

　　以三个情境为例，让学生自由讨论定律成立的条件，教师进行适当引导，最后共同得到适用条件。

　　然后通过适当的课堂练习让学生对新学知识进行巩固和加深理解。

　　五、研究性课题的提出

　　通过以下实例让学生课后去进行探讨。

　　让A球拉到相同高度，分析A到达右侧所能到达的高度。

机械能 篇13

　　一、指导思想

　　以学校和年级组工作计划为指导，以全面提高教学质量为宗旨，面向全体学生，关注每一个学生的全面发展，激发他们学习的热情和兴趣，帮助他们建立良好的学习成就感和自信心，培养他们逻辑思维能力、运算能力。

　　二、教学目标

　　通过分析学生的实际情况，加强对学生逻辑思维训练能力、归纳能力的训练，养成良好的学习习惯，掌握好物理的'学习方法，加强实验操作能力培养，进一步打好基础。做好学生的竞赛辅导工作，争取在物理竞赛中取得好成绩，完成初中物理的复习工作，争取中考全面获胜。

　　三、具体措施

　　1、坚持集体备课，加强各教师间的联系，互相取长补短，发挥群体力量。加强教法研究和发挥最高效益。

　　2、教学中应做到由浅入深，由易到难，循序渐进，点面结合，逐步扩展。

　　3、强化月考，关注教学成果。

　　4、加强试题收集与研究，了解并掌握中考试题和中考命题的趋势。

　　四、复习计划

　　第一轮复习，以课本以及能力训练为依据，复习初中物理的基础知识与基本实验。

　　第二轮复习，以自编讲稿为依据，分类复习。

　　第三轮复习，收集整理以往中考试题，编制使用模拟试卷，进行综合练习。

　　五、实施计划表

　　略

机械能 篇14

　　知识和能力目标:

　　1、知道机械能包括动能和势能，能用实例说明动能和势能之间可以相互转化，能解释有关动能、重力势能和弹性势能之间相互转化的简单现象。

　　2、初步理解机械能守恒的含义

　　过程和方法目标:

　　通过观察动能和势能之间的相互转化的实例，培养学生动手操作能力、观察和分析的能力。情感态度与价值观目标：

　　通过实验探究和合作学习，关心机械能与人们日常生活的联系，树立将机械能知识应用于日常生活的意识。

　　学习重难点：

　　动能和势能的相互转化，机械能守恒。

　　教具准备：

　　小钢球、弹簧、细绳、铁锁、铁架台

　　教学过程：

　　一、预习导学

　　二、合作探究

　　1、情景导入

　　降落的小钢球，开始静止无动能但具有势能，落下的过程中，势能减少，速度由静止转变成运动，动能增加

　　2、提出问题：小钢球减少的重力势能和增加的动能之间有没有什么关系呢？

　　3、学生讨论得出初步结论：势能减少、动能增加。

　　4、老师引导探究：

　　教师演示实验：悬挂的金属小球，把小球拉到一定高度松手，小球做往复来回运动。

　　教师引导：从小球最高点，动能为0，重力势能最大，到最低点时候，重力势能最小，动能最大。从这个过程来看，重力势能的减少带来了小球动能的增加。结论：重力势能转化为了动能

　　从最低点到另外一侧的最高点，重力势能增加，动能由最大减少到0。结论：动能转化为了重力势能。

　　学生探讨课本71页图11、4―2想想做做动能和势能的转化

　　师生综合分析：动能、重力势能之间是可以相互转化的。

　　教师演示实验：钢球固定在弹簧的一端，弹簧另外一端固定，把钢球水平拉伸一定位置放手，发现小球水平做往复运动。

　　教师引导分析：

　　松手时刻：弹性势能最大，动能为O

　　弹簧的自然伸直位置：弹性势能为0，钢球速度大，具有动能。

　　弹簧被压缩至最短位置，小球静止：小球速度为0，动能为0，弹簧被压缩，具有弹性势能。

　　综上分析：小球水平运动过程中，小球所具有的弹性势能和动能相互转化。

　　教师归纳：从以上两个实验可以看出：动能和重力势能，动能和弹性势能是可以相互转化的，即动能和势能可以相互转化

　　引入新概念：

　　机械能：动能和势能的总和为机械能。

　　学生分组讨论72页图11、4―3铁锁摆动时会碰到鼻子吗？

　　实验表明铁锁不会碰到鼻子，距离鼻子的距离变大，这表明铁锁的机械能总量变小

　　由此可见，在机械能的相互转化过程中，机械能的总量可能会减小

　　问：铁锁的机械能总量为什么会减小呢？

　　学生分组讨论

　　师生共同总结：铁锁在运动的过程中要克服空气阻力做功，导致机械能的总量减小

　　大量的实验表明：在机械能的相互转化过程中，如果只有动能和势能的相互转化，机械能的总和是不变的即机械能守恒

　　注意：实际生活中，在机械能的相互转化过程中，往往要克服摩擦力，使机械能总和减小

　　三、巩固提高：

　　发挥学生主动性，通过动能和势能相互转化的规律，在现实生活中找出它们相互转化的具体事例：

　　教师引导：奥运赛场上的蹦床比赛、射箭比赛用的弓，蹦极游戏、儿时的玩具：弹弓、玩具不倒翁等

　　动能和势能的相互转化应用实例：

　　风能和水能的利用

　　空气的流动形成风，它具有动能，通过风机叶轮，把它们的动能转化成了叶轮的动能，动能又用来发电等。

　　水在高处有重力势能，在从高处落下的过程中，重力势能就会转化成水的动能，流动的水通过冲击水力发电机的叶轮，把它们的动能转化成了叶轮的动能，进而带动水力发电机发电供人类来使用。

　　四、拓展延伸：

　　1、科学世界：人造地球卫星的机械能转化

　　2、课后作业

　　3、提问学生：说说我国有哪些水电站？（三峡葛洲坝等）拓展考察学生认知能力。