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機械能守恒定律教案
作為一名人民教師，常常要根據教學(xué)需要編寫(xiě)教案，編寫(xiě)教案有利于我們準確把握教材的重點(diǎn)與難點(diǎn)，進(jìn)而選擇恰當的教學(xué)方法。那么你有了解過(guò)教案嗎？下面是小編幫大家整理的機械能守恒定律教案，供大家參考借鑒，希望可以幫助到有需要的朋友。
機械能守恒定律教案1
教 學(xué) 目 標知識與技能
1。會(huì )用打點(diǎn)計時(shí)器打下的紙帶計算物體運動(dòng)的速度。
2。掌握驗證機械能守恒定律的實(shí)驗原理。
過(guò)程與方法
通過(guò)用紙帶與打點(diǎn)計時(shí)器來(lái)驗證機械能守恒定律，體驗驗證過(guò)程和物理學(xué)的研究方法。
情感、態(tài)度與價(jià)值觀(guān)
通過(guò)實(shí)驗驗證，體會(huì )學(xué)習的快樂(lè )，激發(fā)學(xué)習的興趣；通過(guò)親身實(shí)踐，樹(shù)立“實(shí)踐是檢驗真理的唯一標準”的科學(xué)觀(guān)。培養學(xué)生的觀(guān)察和實(shí)踐能力，培養學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。
教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)
掌握驗證機械能守恒定律的實(shí)驗原理。
教學(xué)難點(diǎn)
驗證機械能守恒定律的誤差分析及如何減小實(shí)驗誤差的方法。
教 學(xué) 方 法 探究、講授、討論、練習
教 學(xué) 手 段教具準備
重物、電磁打點(diǎn)計時(shí)器以及紙帶、復寫(xiě)紙片、低壓電源及兩根導線(xiàn)、鐵架臺和鐵夾、刻度尺、小夾子。
教 學(xué) 活 動(dòng)
[新課導入]
師：上一節課我們學(xué)習了機械能守恒定律，我們首先采復習一下什么叫做機械能守恒定律?
生：在只有重力或彈力做功的物體系統內，動(dòng)能與勢能可以相互轉化，而總的機械能保持不變。這叫做機械能守恒定律。
師：機械能守恒的條件是什么?
生：只有重力和彈力做功。
師：自由落體運動(dòng)中機械能是不是守恒?
生：自由落體運動(dòng)中物體只受到重力的作用，這個(gè)過(guò)程只有重力做功，所以機械能是守恒的。
師：我們要想推導出機械能守恒定律在自由落體中的具體表達式，可以根據什么來(lái)進(jìn)行推導呢?
生1：可以通過(guò)牛頓運動(dòng)定律進(jìn)行推導。
生2：可以根據動(dòng)能定理進(jìn)行推導。
(投影展示與一個(gè)自由落體運動(dòng)相關(guān)的題目，從題目中知道有關(guān)的物理量，讓學(xué)生分別根據牛頓運動(dòng)定律和動(dòng)能定理推導機械能守恒定律，再一次熟悉這個(gè)定律，并為本節課的教學(xué)打下基礎)
[新課教學(xué)]
1、推導出機械能守恒定律在本實(shí)驗中的`具體表達式。
在圖1中，質(zhì)量為m的物體從o點(diǎn)自由下落，以地作零重力勢能面，下落過(guò)程中任意兩點(diǎn)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(guò)程中的機械能守恒，于是有
ea=eb，即 =
上式亦可寫(xiě)成
該式左邊表示物體由a到b過(guò)程中動(dòng)能的增加，右邊表示物體由a到b過(guò)程中重力勢能的減少。等式說(shuō)明，物體重力勢能的減少等于動(dòng)能的增加。為了方便，可以直接從開(kāi)始下落的o點(diǎn)至任意一點(diǎn)（如圖1中a點(diǎn)）來(lái)進(jìn)行研究，這時(shí)應有： ----本實(shí)驗要驗證的表達式，式中h是物體從o點(diǎn)下落至a點(diǎn)的高度，va是物體在a點(diǎn)的瞬時(shí)速度。
師：在做實(shí)驗之前，我們首先要明確這樣幾個(gè)問(wèn)題，首先這個(gè)實(shí)驗需要什么器材?
生：最容易想到的器材是重物、電磁打點(diǎn)計時(shí)器以及紙帶。復寫(xiě)紙片。低壓電源及兩根導線(xiàn)，鐵架臺和鐵夾，刻度尺，小夾子。
機械能守恒定律教案2
一、教學(xué)目標
知識與技能：知道動(dòng)能和勢能之間的轉化關(guān)系，會(huì )用動(dòng)能定理進(jìn)行計算;
過(guò)程與方法：通過(guò)對機械能守恒的探究過(guò)程，提高學(xué)生觀(guān)察和分析的能力；
情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān)：體會(huì )物理之間的緊密聯(lián)系，提高科學(xué)的嚴謹性。
二、教學(xué)重難點(diǎn)
重點(diǎn)：機械能守恒定律的理解與應用;
難點(diǎn)：動(dòng)能與勢能之間的轉化關(guān)系。
三、教學(xué)過(guò)程
環(huán)節一：新課導入
教師找學(xué)生上臺演示實(shí)驗：用細繩拴住一個(gè)小球，將小球擺動(dòng)一定的角度，并靠近同學(xué)的鼻尖，根據實(shí)驗結果讓學(xué)生分析并不會(huì )碰到鼻子的原因是什么?引入新課“機械能守恒定律”。
環(huán)節二：新課講授
(一)動(dòng)能與勢能餓相互轉化
通過(guò)上述實(shí)驗引導學(xué)生得到動(dòng)能和勢能之間可以相互轉化，并通過(guò)自由落體得出重力勢能減少，動(dòng)能增加的關(guān)系。
教師接下來(lái)組織學(xué)生進(jìn)行思考討論，還有哪些動(dòng)能與勢能之間相互轉化的.例子，并找同學(xué)分享討論的結果。
教師總結：上述例子能夠看出動(dòng)能和勢能之間可以相互轉化，動(dòng)能和勢能統稱(chēng)為機械能，彈性勢能屬于勢能，并提問(wèn)學(xué)生他們之間有哪些關(guān)系?從而引入機械能守恒定律。
(二)機械能守恒定律
結合教材中給出的自由落體例子，提示學(xué)生在A(yíng)B兩點(diǎn)的機械能是多少?從A-B動(dòng)能怎么變化，重力做功與重力勢能之間的關(guān)系，并組織學(xué)生以4人為一組進(jìn)行討論，教師加以指導。并提問(wèn)學(xué)生的討論結果。
教師通過(guò)讓學(xué)生根據結論總結出規律后在給出機械能守恒定律的定義：在只有重力或彈力做功的物體系統內，動(dòng)能與勢能可以互相轉化，而總的機械能保持不變。這叫做機械能守恒定律。
教師強調出機械能守恒定律的適用條件。
環(huán)節三：鞏固提高
例題鞏固
學(xué)生判斷以下幾種情況機械能是否守恒?( )
A、豎直上拋運動(dòng)
B、做平拋運動(dòng)的小球
C、沿光滑的斜面下滑的物體
D、豎直方向勻速下降的物體
環(huán)節四：小結作業(yè)
小結：師生共同總結本節課的內容
作業(yè)：完成書(shū)后的練習題。
【板書(shū)設計】
�。裕�
機械能守恒定律教案3
一、教學(xué)目標
1.在物理知識方面要求.
(1)掌握機械能守恒定律的條件;
(2)理解機械能守恒定律的物理含義.
2.明確運用機械能守恒定律處理問(wèn)題的優(yōu)點(diǎn)，注意訓練學(xué)生運用本定律解決問(wèn)題的思路，以培養學(xué)生正確分析物理問(wèn)題的習慣.
3.滲透物理學(xué)方法的教育，強調用能量的'轉化與守恒觀(guān)點(diǎn)分析處理問(wèn)題的重要性.
二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
1.機械能守恒定律是力學(xué)知識中的一條重要規律.是一個(gè)重點(diǎn)知識.特別是定律的適用條件、物理意義以及具體應用都作為較高要求.
2.機械能守恒定律的適用條件的理解以及應用，對多物理生來(lái)說(shuō)，雖經(jīng)過(guò)一個(gè)階段的`學(xué)習，仍常常是把握不夠，出現各式各樣的錯誤.這也說(shuō)明此項正是教學(xué)難點(diǎn)所在.
三、教具
投影片若干，投影幻燈，彩筆，細繩，小球，帶有兩個(gè)小球的細桿，定滑輪，物塊m、M，細繩.
四、教學(xué)過(guò)程設計
(一)復習引入新課
1.提出問(wèn)題(投影片).
(1)機械能守恒定律的內容.
(2)機械能守恒定律的條件.
2.根據學(xué)生的回答，進(jìn)行評價(jià)和歸納總結，說(shuō)明(1)機械能守恒定律的物理含義.
(2)運用機械能守恒定律分析解決物理問(wèn)題的基本思路與方法.
(二)教學(xué)過(guò)程設計
1.實(shí)例及其分析.
問(wèn)題1 投影片和實(shí)驗演示.如圖1所示.一根長(cháng)L的細繩，固定在O點(diǎn)，繩另一端系一條質(zhì)量為m的小球.起初將小球拉至水平于A(yíng)點(diǎn).求小球從A點(diǎn)由靜止釋放后到達最低點(diǎn)C時(shí)的速度.
分析及解答：小球從A點(diǎn)到C點(diǎn)過(guò)程中，不計空氣阻力，只受重力和繩的拉力.由于繩的拉力始終與運動(dòng)方向垂直，對小球不做功.可見(jiàn)只有重力對小球做功，因此滿(mǎn)足機械能守恒定律的條件.選取小球在最低點(diǎn)C時(shí)重力勢能為零.根據機械能守恒定律，可列出方程：
教師展出投影片后，適當講述，然后提出問(wèn)題.
問(wèn)題2 出示投影片和演示實(shí)驗.在上例中，將小球自水平稍向下移，使細繩與水平方向成角，如圖2所示.求小球從A點(diǎn)由靜止釋放后到達最低點(diǎn)C的速度.
分析及解答：仍照問(wèn)題1，可得結果
問(wèn)題3 出示投影片和演示實(shí)驗.現將問(wèn)題1中的小球自水平稍向上移，使細繩與水平方向成角.如圖3所示.求小球從A點(diǎn)由靜止釋放后到達最低點(diǎn)C的速度.
分析及解答：仿照問(wèn)題1和問(wèn)題2的分析.
小球由A點(diǎn)沿圓弧AC運動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程中，只有重力做功，滿(mǎn)足機械能守恒.取小球在最低點(diǎn)C時(shí)的重力勢能為零.
根據機械能守恒定律，可列出方程：
2.提出問(wèn)題.
比較問(wèn)題1、問(wèn)題2與問(wèn)題3的分析過(guò)程和結果.可能會(huì )出現什么問(wèn)題.
引導學(xué)生對問(wèn)題3的物理過(guò)程作細節性分析.起初，小球在A(yíng)點(diǎn)，繩未拉緊，只受重力作用做自由落體運動(dòng)，到達B點(diǎn)，繩被拉緊，改做
進(jìn)一步分析：小球做自由落體運動(dòng)和做圓周運動(dòng)這兩個(gè)過(guò)程，都只有重力做功，機械能守恒，而不是整個(gè)運動(dòng)過(guò)程機械能都守恒，因此原分析解答不合理.
引導學(xué)生進(jìn)一步分析：小球的運動(dòng)過(guò)程可分為三個(gè)階段.
(1)小球從A點(diǎn)的自由下落至剛到B點(diǎn)的過(guò)程;
(2)在到達B點(diǎn)時(shí)繩被拉緊，這是一個(gè)瞬時(shí)的改變運動(dòng)形式的過(guò)程;
(3)在B點(diǎn)狀態(tài)變化后，開(kāi)始做圓周運動(dòng)到達C點(diǎn).
通過(guò)進(jìn)一步討論，相互啟迪，使學(xué)生從直覺(jué)思維和理論思維的結合上認識到這一點(diǎn).前后兩個(gè)過(guò)程機械能分別是守恒的，而中間的瞬時(shí)變化過(guò)程中由于繩被拉緊，vB在沿繩方向的分速度改變?yōu)榱�，即繩的拉力對小球做負功，有機械能轉化為內能，機械能并不守恒.因此，對小球運動(dòng)的全過(guò)程不能運用機械能守恒定律.
正確解答過(guò)程如下：(指定一個(gè)學(xué)生在黑板上做，其余學(xué)生在座位上做，最后師生共同討論裁定.)
小球的運動(dòng)有三個(gè)過(guò)程(見(jiàn)圖4)：
(1)從A到B，小球只受重力作用，做自由落體運動(dòng)，機械能守恒.到達B點(diǎn)時(shí)，懸線(xiàn)轉過(guò)2角，小球下落高度為2Lsin，取B點(diǎn)重力勢能為零.根據機械能守恒定律
(2)小球到達B點(diǎn)，繩突然被拉緊，在這瞬間由于繩的拉力作用，小球沿繩方向的分速度vB∥減為零，垂直繩的分速度vB不變，即
(3)小球由B到C受繩的拉力和重力作用，做初速度為vB的圓周運動(dòng)，只有重力做功，機械能守恒，有：
聯(lián)立①、②、③式可解得vC.
教師對問(wèn)題1、2、3的分析及解答過(guò)程，引導學(xué)生歸納總結.進(jìn)一步提出問(wèn)題.
問(wèn)題4 出示投影片和演示實(shí)驗.
如圖5所示，在一根長(cháng)為L(cháng)的輕桿上的B點(diǎn)和末端C各固定一個(gè)質(zhì)量為m的小球，桿可以在豎直面上繞定點(diǎn)A轉動(dòng)，現將桿拉到水平位置
與摩擦均不計).
解法(一)：取在C點(diǎn)的小球為研究對象.在桿轉動(dòng)過(guò)程中，只有重力對它做功，故機械能守恒.有：
解法(二)：取在B點(diǎn)的小球為研究對象，在桿轉動(dòng)過(guò)程中，只有重力對它做功，故機械能守恒：
由于固定在桿上B、C點(diǎn)的小球做圓周運動(dòng)具有相同的角速度，則vB∶vC=rB∶rC=2∶3，
現比較解法(一)與解法(二)可知，兩法的結果并不相同.
提出問(wèn)題：
兩個(gè)結果不同，問(wèn)題出現在何處呢?
學(xué)生討論，提出癥結所在.教師歸納總結，運用機械能守恒定律，應注意研究對象(系統)的選取和定律守恒的的條件.在本例題中出現的問(wèn)題是，整個(gè)系統機械能守恒，但是，系統的某一部分(或研究對象)的機械能并不守恒.因而出現了錯誤的結果.
師生共同歸納，總結解決問(wèn)題的具體辦法.
由于兩小球、輕桿和地球組成的系統在運動(dòng)過(guò)程中，勢能和動(dòng)能相互轉化，且只有系統內兩小球的重力做功，故系統機械能守恒.選桿在水平位置時(shí)為零勢能點(diǎn).
則有 E1=0.
而 E1=E2，
教師引導學(xué)生歸納總結以上解法的合理性，并進(jìn)一步提出問(wèn)題，對機械能守恒定律的理解還可有以下表述：
�、傥矬w系在任意態(tài)的總機械能等于其初態(tài)的總機械能.
�、谖矬w系勢能的減小(或增加)等于其動(dòng)能的增加(或減小).
�、畚矬w系中一部分物體機械能的減小等于另一部分物體機械能的增加.
請同學(xué)分成三組，每組各用一種表述，重解本例題.共同分析比較其異同，這樣會(huì )更有助于對機械能守恒定律的深化.為此，給出下例，并結合牛頓第二律的運用，會(huì )對整個(gè)物理過(guò)程的認識更加深刻.
已知，小物體自光滑球面頂點(diǎn)從靜止開(kāi)始下滑.求小物體開(kāi)始脫離球面時(shí)=?如圖6所示.
先仔細研究過(guò)程.從運動(dòng)學(xué)方面，物體先做圓周運動(dòng)，脫離球面后做拋體運動(dòng).在動(dòng)力學(xué)方面，物體在球面上時(shí)受重力mg和支承力N，根據牛頓第二定律
物體下滑過(guò)程中其速度v和均隨之增加，故N逐步減小直到開(kāi)始脫離球面時(shí)N減到零.兩個(gè)物體即將離開(kāi)而尚未完全離開(kāi)的條件是N=0.
解：視小物體與地球組成一系統.過(guò)程自小物體離開(kāi)頂點(diǎn)至即將脫離球面為止.球面彈性支承力N為外力，與物體運動(dòng)方向垂直不做功;內力僅有重力并做功，故系統機械能守恒.以下可按兩種方式考慮.
(1)以球面頂點(diǎn)為勢能零點(diǎn)，系統初機械能為零，末機械能為
機械能守恒要求
兩種考慮得同樣結果.
〔注〕(1)本題是易于用機械能守恒定律求解的典型題，又涉及兩物體從緊密接觸到彼此脫離的動(dòng)力學(xué)條件，故作詳細分析.
(2)解題前將過(guò)程分析清楚很重要，如本題指出，物體沿球面運動(dòng)時(shí)，N減小變?yōu)榱愣撾x球面.若過(guò)程分析不清將會(huì )導致錯誤.
為加深對機械能守恒定律的理解，還可補充下例.投影片.
一根細繩不可伸長(cháng)，通過(guò)定滑輪，兩端系有質(zhì)量為M和m的小球，且Mm，開(kāi)始時(shí)用手握住M，使系統處于圖7所示狀態(tài).求：當M由靜止釋放下落h高時(shí)的速度.(h遠小于半繩長(cháng)，繩與滑輪質(zhì)量及各種摩擦均不計)
解：兩小球和地球等組成的系統在運動(dòng)過(guò)程中只有重力做功，機械能守恒.有：
提問(wèn)：如果M下降h剛好觸地，那么m上升的總高度是多少?組織學(xué)生限用機械能守恒定律解答.
解法一：M觸地，m做豎直上拋運動(dòng)，機械能守恒.有：
解法二：M觸地，系統機械能守恒，則M機械能的減小等于m機械能的增加.即有：
教師針對兩例小結：對一個(gè)問(wèn)題，從不同的角度運用機械能守恒定律.體現了思維的'多向性.我們在解題時(shí)，應該像解本題這樣先進(jìn)行發(fā)散思維，尋求問(wèn)題的多種解法，再進(jìn)行集中思維，篩選出最佳解題方案.
2.歸納總結.
引導學(xué)生，結合前述實(shí)例分析、歸納總結出運用機械能守恒定律解決問(wèn)題的基本思路與方法.
(1)確定研究對象(由哪些物體組成的物體系);
(2)對研究對象進(jìn)行受力分析和運動(dòng)過(guò)程分析.
(3)分析各個(gè)階段諸力做功情況，滿(mǎn)足機械能守恒定律的成立條件，才能依據機械能守恒定律列出方程;
(4)幾個(gè)物體組成的物體系機械能守恒時(shí)，其中每個(gè)物體的機械能不一定守恒，因為它們之間有相互作用，在運用機械能守恒定律解題時(shí)，一定要從整體考慮.
(5)要重視對物體運動(dòng)過(guò)程的分析，明確運動(dòng)過(guò)程中有無(wú)機械能和其他形式能量的轉換，對有能量形式轉換的部分不能應用機械能守恒定律.
為進(jìn)一步討論機械能守恒定律的應用，請師生共同分析討論如下問(wèn)題.(見(jiàn)投影片)
如圖8所示，質(zhì)量為m和M的物塊A和B用不可伸長(cháng)的輕繩連接，A放在傾角為的固定斜面上，而B(niǎo)能沿桿在豎直方向上滑動(dòng)，桿和滑輪中心間的距離為L(cháng)，求當B由靜止開(kāi)始下落h時(shí)的速度多大?(輪、繩質(zhì)量及各種摩擦均不計)
(指定兩個(gè)學(xué)生在黑板上做題，其余學(xué)生在座位上做，最后師生共同審定.)
分析及解答如下：
設B下降h時(shí)速度為v1，此時(shí)A上升的速度為v2，沿斜面上升距離為s.
選A、B和地球組成的系統為研究對象，由于系統在運動(dòng)過(guò)程中只有重力做功，系統機械能守恒，其重力勢能的減小，等于其動(dòng)能的增加，即有：
由于B下落，使桿與滑輪之間的一段繩子既沿其自身方向運動(dòng)，又繞滑輪轉動(dòng)，故v1可分解為圖9所示的兩個(gè)分速度.由圖9知：
由幾何關(guān)系知：
綜合上述幾式，聯(lián)立可解得v1.
教師歸納總結.
五、教學(xué)說(shuō)明
1.精選例題.
作為機械能守恒定律的應用復習課，應在原有基礎上，進(jìn)一步提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力.為此，精選一些具有啟發(fā)性和探討性的問(wèn)題作為實(shí)例是十分必要的.
例如，兩道錯例，是課本例題的引伸和拓展，基本上滿(mǎn)足了上述要求，這對于深化學(xué)生對機械能守恒和機械能守恒定律的理解，防止學(xué)生可能發(fā)生的錯誤，大有裨益.這種對問(wèn)題的改造過(guò)程，也就是從再現思維到創(chuàng )造思維的飛躍過(guò)程.它在深化對知識的理解和發(fā)展思維能力方面比做一道題本身要深刻得多.
2.教學(xué)方法.
注重引導、指導、評價(jià)、發(fā)展有效結合.
(1)教師提供材料，引導學(xué)生從中發(fā)現問(wèn)題.例如，在錯誤例題中發(fā)現兩種結果不同.
(2)針對不同結果，教師啟發(fā)學(xué)生找出問(wèn)題的癥結，指導學(xué)生共同探求解決方案.
(3)在分析解答過(guò)程中，學(xué)生運用不同角度處理同一問(wèn)題，教師及時(shí)作出評價(jià).在實(shí)際教學(xué)中，對教學(xué)過(guò)程的`每一個(gè)環(huán)節，教師都要對學(xué)生學(xué)習進(jìn)行評價(jià).這一方面是實(shí)事求是地肯定他們的成績(jì)，讓他們享受成功的喜悅，激發(fā)他們的學(xué)習興趣;另一方面也是從思維方法上幫助他們總結成功的經(jīng)驗，提高認識，促進(jìn)他們更有效地學(xué)習.
(4)在教學(xué)的每個(gè)環(huán)節中，教師通過(guò)運用各種方法和手段，來(lái)培養和發(fā)展學(xué)生的各種能力，這在每個(gè)環(huán)節中，都有所體現.
機械能守恒定律教案4
一、教學(xué)目標
1.知識與技能：掌握機械能守恒定律，學(xué)會(huì )用機械能守恒定律來(lái)解決問(wèn)題。
2.過(guò)程與方法：通過(guò)演示實(shí)驗來(lái)理解動(dòng)能和勢能的相互轉化，提高觀(guān)察與分析的能力。
3.情感態(tài)度價(jià)值觀(guān)：通過(guò)實(shí)驗探究與討論，增加對物理學(xué)習的興趣，感知物理與生活的緊密聯(lián)系。
二、教學(xué)重難點(diǎn)
1.理解動(dòng)能和勢能相互轉化，掌握機械能守恒定律;
2.學(xué)會(huì )用機械能守恒定律來(lái)解決問(wèn)題。
三、教學(xué)過(guò)程
環(huán)節一：新課導入
通過(guò)播放視頻：秋千上下擺動(dòng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，最后停下。并進(jìn)行提問(wèn)：秋千為什么會(huì )停下來(lái)。從而激發(fā)學(xué)生興趣、引起他們的學(xué)習欲望，從而引出本節標題—《機械能守恒定律》
環(huán)節二：新課講授
(一)建立概念
在引出標題后，首先進(jìn)行演示實(shí)驗，用一根細繩懸掛著(zhù)小球從某一位置開(kāi)始擺動(dòng)記下向右最大的高度。然后用尺子在P點(diǎn)擋住懸線(xiàn)，看看小球向右最大的高度。提出問(wèn)題：從能量的角度分析這個(gè)現象，你認為實(shí)驗說(shuō)明了什么?在學(xué)生回答出本次實(shí)驗涉及到動(dòng)能與重力勢能的轉換，再度提問(wèn)是怎樣轉換的'，從而得出動(dòng)能和重力勢能轉換的關(guān)系：動(dòng)能增大，重力勢能減小，重力勢能轉化為動(dòng)能;向上運動(dòng)動(dòng)能減小，重力勢能增大，動(dòng)能轉化為重力勢能。
老師結合多媒體中小孩玩彈弓的圖片提出彈性勢能也能發(fā)生相應的轉換，與重力勢能起到的作用是相同的。
(二)深化概念
從而進(jìn)行歸納可得在只有重力做功的系統，動(dòng)能和重力勢能相互轉化，總的機械能保持不變。
同樣可以證明只有彈力做功的系統，動(dòng)能和彈性勢能相互轉化，總的機械能保持不變。
而這些規律可以得出機械能守恒定律：只有重力或彈力做功的物體系統內，動(dòng)能和勢能可以相互轉化，總的機械能保持不變，這叫做機械能守恒定律。之后著(zhù)重強調只有重力或彈力做功這個(gè)條件。
環(huán)節三：鞏固提高
請學(xué)生回答導入中機械能收不守恒，從而檢驗學(xué)生本節課的學(xué)習效果。
環(huán)節四：小結作業(yè)
總結：請學(xué)生宗本本節課他們的收獲。
作業(yè)：請學(xué)生課后思考，彈簧上放一個(gè)小球，小球下落時(shí)機械能怎樣變化。
四、板書(shū)設計
機械能守恒定律教案5
教學(xué)目標
一、知識與技能
1．知道什么是機械能，知道物體的動(dòng)能和勢能可以相互轉化。
2．會(huì )正確推導物體在光滑曲面上運動(dòng)過(guò)程中的機械能守恒，理解機械能守恒定律的內容，知道它的含義和適用條件。
3．在具體問(wèn)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(guò)程與方法
1．學(xué)會(huì )在具體的問(wèn)題中判定物體的機械能是否守恒。
2．初步學(xué)會(huì )從能量轉化和守恒的觀(guān)點(diǎn)來(lái)解釋物理現象，分析問(wèn)題。
三、情感、態(tài)度與價(jià)值觀(guān)
通過(guò)能量守恒的教學(xué)，使學(xué)生樹(shù)立科學(xué)觀(guān)點(diǎn)，理解和運用自然規律，并用來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題。
教學(xué)重點(diǎn)
1．掌握機械能守恒定律的推導、建立過(guò)程，理解機械能守恒定律的內容。
2．在具體的問(wèn)題中能判定機械能是否守恒，并能列出定律的數學(xué)表達式。
教學(xué)難點(diǎn)
1．從能的轉化和功能關(guān)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(guò)程中機械能是否守恒，能正確分析物體系統所具有的機械能，尤其是分析、判斷物體所具有的重力勢能。
教學(xué)方法
演繹推導法、分析歸納法、交流討論法。
教具
細線(xiàn)、小球、帶標尺的鐵架臺。
教學(xué)過(guò)程
一、引入新課
教師活動(dòng)：課件展示翻滾過(guò)山車(chē)的精彩片斷，激發(fā)學(xué)生學(xué)習的興趣，引出本節課的學(xué)習內容。
在學(xué)生觀(guān)看過(guò)山車(chē)的同時(shí)，教師提醒學(xué)生分析過(guò)山車(chē)在運行過(guò)程中動(dòng)能和勢能的變化情況。我們已學(xué)習了重力勢能、彈性勢能、動(dòng)能，這些不同形式的能是可以相互轉化的，那么在相互轉化的過(guò)程中，他們的總量是否發(fā)生變化？這節課我們就來(lái)探究這方面的問(wèn)題。
二、新課教學(xué)
（一）動(dòng)能與勢能的相互轉化
教師：我們下面看這樣一個(gè)例子：
演示：見(jiàn)教材圖7。8—1，用細線(xiàn)、小球、帶有標尺的鐵架臺等做實(shí)驗。把一個(gè)小球用細線(xiàn)懸掛起來(lái)，把小球拉到一定高度的A點(diǎn)，然后放開(kāi)，小球在擺動(dòng)過(guò)程中，重力勢能和動(dòng)能相互轉化。我們看到，小球可以擺到跟A點(diǎn)等高的C點(diǎn)，如果用尺子在某一點(diǎn)擋住細線(xiàn)，小球雖然不能擺到C點(diǎn)，但擺到另一側時(shí)，也能達到跟A點(diǎn)相同的高度。
教師：在這個(gè)小實(shí)驗中，小球的受力情況如何？各個(gè)力的做功情況如何？這個(gè)小實(shí)驗說(shuō)明了什么問(wèn)題？
教師總結：小球在擺動(dòng)過(guò)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，重力做正功，小球的重力勢能減少，重力做負功，小球的重力勢能增加。該過(guò)程中重力勢能和動(dòng)能在不斷轉化。在擺動(dòng)過(guò)程中，小球總能回到原來(lái)的高度�？梢�(jiàn)，重力勢能和動(dòng)能的總和不變。
教師：上面幾個(gè)例子都是說(shuō)明動(dòng)能和重力勢能之間的相互轉化，那么動(dòng)能和另外一個(gè)勢能——彈性勢能之間的關(guān)系又是什么呢？我們看下面幾個(gè)演示實(shí)驗。
�、倮浼▌菽芟騽�(dòng)能轉化）
�、谶\動(dòng)會(huì )上撐竿跳高運動(dòng)員在跳起的過(guò)程中（人的動(dòng)能轉化為桿的彈性勢能，而后桿的彈性勢能轉化為人的重力勢能）
�、劢滩腜75圖7。8—2
學(xué)生思考：彈力分別做了什么功，彈性勢能發(fā)生了怎樣的變化？
教師總結：彈力做功，彈性勢能變化，彈力做正功，彈性勢能減少，彈力做負功，彈性勢能增加。
教師板書(shū)：
機械能：1。重力勢能、彈性勢能與動(dòng)能統稱(chēng)機械能。
2。通過(guò)重力或彈力做功，機械能可以從一種形式轉化為另一種形式。
�。ǘC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(xué)過(guò)的動(dòng)能定理以及重力的功和重力勢能的.關(guān)系，推導出物體在A(yíng)處的機械能和B處的機械能相等。
教師：為學(xué)生創(chuàng )設問(wèn)題情境，引導學(xué)生運用所學(xué)知識獨立推導出機械能守恒定律。讓學(xué)生親歷知識的獲得過(guò)程。
學(xué)生：獨立推導。
教師：巡視指導，及時(shí)解決學(xué)生可能遇到的困難。
推導的結果為：
即
可見(jiàn)：在只有重力做功的物體系統內，動(dòng)能和重力勢能可以相互轉化，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內，動(dòng)能和彈性勢能可以相互轉化，總的機械能也保持不變。
1。機械能守恒定律：在只有重力或彈力做功的物體系統內，動(dòng)能和勢能可以相互轉化，總的機械能也保持不變。這就是機械能守恒定律。
2。公式：。
3．條件：只有重力或者彈力做功。
例題：把一個(gè)小球用細線(xiàn)懸掛起來(lái)，就成為一個(gè)擺，如圖，擺長(cháng)為l，最大擺角為θ，小球運動(dòng)到最低位置時(shí)的速度是多大？
學(xué)生：學(xué)生在實(shí)物投影儀上講解自己的解答，并相
互討論。
教師：幫助學(xué)生總結用機械能守恒定律解題的要點(diǎn)、步驟，體會(huì )應用機械能守恒定律解題的優(yōu)越性。
總結：
1．機械能守恒定律不涉及運動(dòng)過(guò)程中的加速度和時(shí)間，用它來(lái)處理問(wèn)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。
三、課堂小結
1。在只有重力或彈力做功的物體系統內，物體的機械能總量不變。
2。應用機械能守恒定律的解題步驟：
�。�1）確定研究對象；
�。�2）對研究對象進(jìn)行正確的受力分析；
�。�3）判斷各個(gè)力是否做功，并分析是否符合機械能守恒的條件；
�。�4）視解題方便選取零勢能參考平面，并確定研究對象在始、末狀態(tài)時(shí)的機械能；
�。�5）根據機械能守恒定律列出方程，或再輔之以其他方程，進(jìn)行求解。
四、課堂練習
1。下列情況中，運動(dòng)物體機械能一定守恒的是（ ）。
A。物體所受的合外力為零
B。物體不受摩擦力
C。物體受到重力和摩擦力
D。物體只受重力
答案：D
2。關(guān)于機械能是否守恒，下列說(shuō)法正確的是（）。
A。做勻速直線(xiàn)運動(dòng)的物體的機械能一定守恒
B。做勻變速運動(dòng)的物體機械能可能守恒
C。外力對物體做功為零時(shí)，機械能一定守恒
D。只有重力對物體做功，物體機械能一定守恒
答案：BD
3。下列說(shuō)法正確的是（ ）。
A。一個(gè)物體所受的合外力為零，它的機械能一定守恒
B。一個(gè)物體所受的合外力恒定不變，它的機械能可能守恒
C。一個(gè)物體做勻速直線(xiàn)運動(dòng)，它的機械能一定守恒
D。一個(gè)物體做勻加速直線(xiàn)運動(dòng)，它的機械能可能守恒
答案：BD
4。a、b、c三球各自同一高度以相同速率拋出，a球豎直上拋，b球水平拋出，c球豎直下拋。設三球落地的速率分別為va、vb、vc，則（ ）。
A。va>vb>vcB。va=vb>vcC。va>vb=vcD。va=vb=vc
答案：D
5。質(zhì)量為m的物體，以初速度v0由固定的光滑斜面的底端沿斜面向上滑動(dòng)，在滑動(dòng)過(guò)程中，當高度為h時(shí)，以經(jīng)過(guò)底端的水平面為參考面，該物體具有的機械能為（）。
A。B。C。mghD。
答案：A
6。如圖所示，一小球從傾角為30°的固定斜面上的A點(diǎn)水平拋出，初動(dòng)能為6J，問(wèn)球落到斜面上的B點(diǎn)時(shí)動(dòng)能有多大？
答案：設經(jīng)歷的時(shí)間為，則有：，所以，，則豎直位移，落到斜面時(shí)動(dòng)能=14J。
7。如下圖所示，一根長(cháng)的細線(xiàn)，一端固定在頂板上，另一端拴一個(gè)質(zhì)量為m的小球�，F使細線(xiàn)偏離豎直方向α=60°角后，從A點(diǎn)處無(wú)初速地釋放小球。試問(wèn)：
�。�1）小球擺到最低點(diǎn)O時(shí)的速度多大？
�。�2）小球擺到左方最高點(diǎn)的高度（相對最低點(diǎn)）多高？
�。�3）若在懸點(diǎn)正下方處有一釘子，，不計懸線(xiàn)與釘碰撞時(shí)的能量損失，則小球碰釘后向左擺動(dòng)過(guò)程中能達到的最大高度有何變化？
答案：
�。�1）由機械能守恒定律得：，則。
�。�2）。
�。�3）因為機械能守恒，所以最大高度不變。
五、布置作業(yè)
1。教材P78問(wèn)題與練習第1、3、4題。
2。觀(guān)察記錄生活中其他的物理情景，判斷其是否符合機械能守恒定律。
機械能守恒定律教案6
教學(xué)目標
一、知識與技能
1．會(huì )用打點(diǎn)計時(shí)器打下的紙帶計算物體運動(dòng)的速度。
2．掌握驗證機械能守恒定律的實(shí)驗原理。
二、過(guò)程與方法
通過(guò)用紙帶與打點(diǎn)計時(shí)器來(lái)驗證機械能守恒定律，體驗驗證過(guò)程和物理學(xué)的研究方法。
三、情感、態(tài)度與價(jià)值觀(guān)
通過(guò)實(shí)驗驗證，體會(huì )學(xué)習的快樂(lè )，激發(fā)學(xué)習的興趣；通過(guò)親身實(shí)踐，樹(shù)立“實(shí)踐是檢驗真理的唯一標準”的科學(xué)觀(guān)。培養學(xué)生的觀(guān)察和實(shí)踐能力，培養學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。
教學(xué)重點(diǎn)
1.驗證機械能守恒定律的實(shí)驗原理。
2.實(shí)驗原理及方法的選擇及掌握。
教學(xué)難點(diǎn)
實(shí)驗誤差分析的方法。
教學(xué)過(guò)程
一、導入新課
通過(guò)上一節課的學(xué)習，我們知道機械能守恒定律及其表達式以及其在物理學(xué)中的重要地位。一個(gè)規律的提出，不但要有理論的支持，還要由實(shí)驗的驗證，今天我們就設計實(shí)驗，來(lái)驗證機械能守恒定律。
二、新課教學(xué)
（一）實(shí)驗方法
在圖1中，質(zhì)量為m的物體從O點(diǎn)自由下落，以地作零重力勢能面，下落過(guò)程中任意兩點(diǎn)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(guò)程中的機械能守恒，于是有
EA=EB，即=
上式亦可寫(xiě)成
該式左邊表示物體由A到B過(guò)程中動(dòng)能的增加，右邊表示物體由A到B過(guò)程中重力勢能的減少。等式說(shuō)明，物體重力勢能的減少等于動(dòng)能的增加。為了方便，可以直接從開(kāi)始下落的O點(diǎn)至任意一點(diǎn)（如圖1中A點(diǎn)）來(lái)進(jìn)行研究，這時(shí)應有：——本實(shí)驗要驗證的表達式，式中h是物體從O點(diǎn)下落至A點(diǎn)的高度，vA是物體在A(yíng)點(diǎn)的瞬時(shí)速度。
（二）實(shí)驗中需要注意的問(wèn)題
教師：請同學(xué)們看教材P79“要注意的問(wèn)題”部分，思考一下問(wèn)題：
1．重物選取的原則是什么？為什么？
2．本實(shí)驗誤差的主要來(lái)源是什么？怎樣有效地減小誤差？
3．為了利用重物下落的某個(gè)過(guò)程驗證機械能守恒，如何恰當的選取重物下落的初末位置？
4．重物的質(zhì)量是否需要測量？為什么？
學(xué)生看書(shū)思考、討論并回答：
1.重物和紙帶下落過(guò)程中要克服阻力，主要是紙帶和計時(shí)器之間的摩擦力，計時(shí)器平面不在豎直方向上，為減小誤差，固定打點(diǎn)計時(shí)器時(shí)，計時(shí)器平面要豎直以利于減小紙帶與計時(shí)器的摩擦力。
2.實(shí)驗用的紙帶一般小于1m，從起始點(diǎn)開(kāi)始大約能打出20個(gè)左右的計數點(diǎn)，終結位置的點(diǎn)可以選擇倒數第一個(gè)點(diǎn)或者倒數第二個(gè)點(diǎn)，從這一個(gè)點(diǎn)向前數4~6個(gè)點(diǎn)當開(kāi)始的點(diǎn)。這樣選取的目的是可以減小這兩個(gè)點(diǎn)瞬時(shí)速度和兩點(diǎn)之間的距離（高度h）測量的誤差。一般情況下，打的第一個(gè)點(diǎn)作為起始點(diǎn)，這樣測量和計算方便一些。
3.不需要測量重物的質(zhì)量，因為這個(gè)物理量在式子兩邊可以約掉。
（三）速度的測量和重物下落的高度的確定
1.速度的`測量
根據做勻加速直線(xiàn)運動(dòng)的物體在某一段時(shí)間t內的平均速度等于該時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度可求出A點(diǎn)的瞬時(shí)速度vA。
圖2（見(jiàn)下頁(yè)）是豎直紙帶由下而上實(shí)際打點(diǎn)后的情況。從O點(diǎn)開(kāi)始依次取點(diǎn)1，2，3，圖中s1，s2，s3，……分別為0～2點(diǎn)，1～3點(diǎn)，2～4點(diǎn)……各段間的距離。
根據公式，t=2×0.02s（紙帶上任意兩個(gè)相鄰的點(diǎn)間所表示的時(shí)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(diǎn)相對應的瞬時(shí)速度v1，v2，v3，……。例如：量出0～2點(diǎn)間距離s1，則在這段時(shí)間里的平均速度，這就是點(diǎn)1處的瞬時(shí)速度v1。依次類(lèi)推可求出點(diǎn)2，3，……處的瞬時(shí)速度v2，v3，……。
2.重物下落的高度的確定
圖2中h1，h2，h3，……分別為紙帶從O點(diǎn)下落的高度。
（四）實(shí)驗步驟
1．把打點(diǎn)計時(shí)器安裝在鐵架臺上，用導線(xiàn)將學(xué)生電源和打點(diǎn)計時(shí)器接好。
2．把紙帶的一端用夾子固定在重錘上，另一端穿過(guò)打點(diǎn)計時(shí)器的限位孔，用手豎直提起紙帶，使重錘�？吭诖螯c(diǎn)計時(shí)器附近。
3．接通電源，待計時(shí)器打點(diǎn)穩定后再松開(kāi)紙帶，讓重錘自由下落，打點(diǎn)計時(shí)器就在紙帶上打出一系列的點(diǎn)。
4．重復上一步的過(guò)程，打三到五條紙帶。
5．選擇一條點(diǎn)跡清晰且第l、2點(diǎn)間距離接近2mm的紙帶，在起始點(diǎn)標上0，以后各點(diǎn)依次為1、2、3……用刻度尺測量對應下落的高度h1、h2、h3……記錄在表格中。
6．用公式vn=（hn+1–hn–1）/2t，計算出各點(diǎn)的瞬時(shí)速度v1、v2、v3……并記錄在表格中。
（五）數據處理
1.列表處理數據（見(jiàn)下頁(yè)）
各計數點(diǎn)
l
2
3
4
5
6
下落高度
速度
勢能
動(dòng)能
結論
2.圖像處理
在驗證機械能守恒定律時(shí)，如果以v2／2為縱軸，以h為橫軸，根據實(shí)驗數據繪出的圖線(xiàn)在誤差允許的范圍內如果是一條過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn)，就能驗證機械能守恒定律。
（六）實(shí)驗結論
在誤差允許的范圍內，驗證了機械能守恒定律。
（七）誤差分析
實(shí)際上，重物拖著(zhù)紙帶在下落過(guò)程中，受到阻力作用，機械能在不斷減小，故有EB>ED。又因為在初始點(diǎn)時(shí)重物的機械能為0，所以有0>EB>ED，mvB2–mghB<0>，–mghD<0>，說(shuō)明重物在實(shí)際下落過(guò)程中，重力勢能的減少量大于動(dòng)能的增加量。
三、課堂小結
本節課主要學(xué)習了：
1.實(shí)驗目的：用自由落體運動(dòng)驗證機械能守恒。
2.紙帶的選取及重物速度的測量方法。
3.實(shí)驗的誤差來(lái)源及注意事項。
四、課堂練習
1．用自由落體法驗證機械能守恒定律的實(shí)驗中，下面哪些測量工具是必需的（）。
A.天平B.彈簧測力計C.刻度尺D.秒表
答案：C
2．在做驗證機械能守恒定律實(shí)驗時(shí)，以下說(shuō)法正確的是（）。
A.選用重錘時(shí)，重的比輕的好
B.選用重錘時(shí)，密度大的比密度小的好
C.選用重錘后要稱(chēng)質(zhì)量
D.重錘所受重力要遠大于它所受的空氣阻力和打點(diǎn)計時(shí)器對紙帶的阻力
答案：D
3.在做驗證機械能守恒定律的實(shí)驗中，下列物理量需要用工具測量的是（）；通過(guò)計算得到的是（）。
A.重錘的質(zhì)量B.重力加速度C.重錘下落的高度D.重錘下落的瞬時(shí)速度
答案：C；D
4．在“驗證機械能守恒定律”的實(shí)驗中，由于打點(diǎn)計時(shí)器兩限位孔不在同一豎直線(xiàn)上，使紙帶通過(guò)時(shí)受到較大阻力，這樣的結果會(huì )有（）。
A.B.
C.D.以上都有可能
答案：B
5.關(guān)于“驗證機械能守恒定律”的實(shí)驗誤差，下列說(shuō)法正確的是（）。
A.重物的質(zhì)量測量不準會(huì )產(chǎn)生誤差
B.重物的質(zhì)量大一些，有利于減小誤差
C.重物的質(zhì)量小一些，有利于減小誤差
D.先釋放重物，后接通電源會(huì )造成較大誤差
答案：B
6.本實(shí)驗中，若以為縱軸，以h為橫軸，根據實(shí)驗數據繪出-h圖像應是，才能驗證機械能守恒；-h圖像的斜率等于的數值。
答案：一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線(xiàn)；重力加速度
7.在用落體法驗證機械能守恒定律的實(shí)驗中：所用重錘的質(zhì)量m=1.0kg，打點(diǎn)計時(shí)器所用電源頻率50Hz，打下的紙帶如圖所示（圖中的數據為從起始點(diǎn)O到該點(diǎn)的距離），則在打B點(diǎn)時(shí)，重錘的速度vB=m／s，重錘的動(dòng)能Ek=J，從開(kāi)始下落到打B點(diǎn)時(shí)，重錘的勢能減小量是J（取兩位有效數字）。
答案：0.79；0.31；0.31
五、布置作業(yè)
書(shū)寫(xiě)實(shí)驗報告。
機械能守恒定律教案7
一、教學(xué)目標
1．在已經(jīng)學(xué)習有關(guān)機械能概念的基礎上，學(xué)習機械能守恒定律，掌握機械能守恒的條件，掌握應用機械能守恒定律分析、解決問(wèn)題的基本方法。
2．學(xué)習從功和能的角度分析、處理問(wèn)題的方法，提高運用所學(xué)知識綜合分析、解決問(wèn)題的能力。
二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
1．機械能守恒定律是本章教學(xué)的重點(diǎn)內容，本節教學(xué)的重點(diǎn)是使學(xué)生掌握物體系統機械能守恒的條件；能夠正確分析物體系統所具有的機械能；能夠應用機械能守恒定律解決有關(guān)問(wèn)題。
2．分析物體系統所具有的機械能，尤其是分析、判斷物體所具有的重力勢能，是本節學(xué)習的難點(diǎn)之一。在教學(xué)中應讓學(xué)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(guān)；而重力勢能的變化量是與所選取的參考平面無(wú)關(guān)的。在討論物體系統的機械能時(shí)，應先確定參考平面。
3．能否正確選用機械能守恒定律解決問(wèn)題是本節學(xué)習的另一難點(diǎn)。通過(guò)本節學(xué)習應讓學(xué)生認識到，從功和能的角度分析、解決問(wèn)題是物理學(xué)的重要方法之一；同時(shí)進(jìn)一步明確，在對問(wèn)題作具體分析的條件下，要能夠正確選用適當的物理規律分析、處理問(wèn)題。
三、教具
演示物體在運動(dòng)中動(dòng)能與勢能相互轉化。
器材包括：麥克斯韋滾擺；單擺；彈簧振子。
四、主要教學(xué)過(guò)程
(一)引入新課
結合復習引入新課。
前面我們學(xué)習了動(dòng)能、勢能和機械能的知識。在初中學(xué)習時(shí)我們就了解到，在一定條件下，物體的動(dòng)能與勢能(包括重力勢能和彈性勢能)可以相互轉化，下面我們觀(guān)察演示實(shí)驗中物體動(dòng)能與勢能轉化的情況。
[演示實(shí)驗] 依次演示麥克斯韋滾擺、單擺和彈簧振子，提醒學(xué)生注意觀(guān)察物體運動(dòng)中動(dòng)能、勢能的變化情況。
通過(guò)觀(guān)察演示實(shí)驗，學(xué)生回答物體運動(dòng)中動(dòng)能、勢能變化情況，教師小結：
物體運動(dòng)過(guò)程中，隨動(dòng)能增大，物體的勢能減��；反之，隨動(dòng)能減小，物體的勢能增大。
提出問(wèn)題：上述運動(dòng)過(guò)程中，物體的機械能是否變化呢？這是我們本節要學(xué)習的主要內容。
(二)教學(xué)過(guò)程設計
在觀(guān)察演示實(shí)驗的基礎上，我們從理論上分析物理動(dòng)能與勢能相互轉化的情況。先考慮只有重力對物體做功的理想情況。
1．只有重力對物體做功時(shí)物體的機械能
問(wèn)題：質(zhì)量為m的物體自由下落過(guò)程中，經(jīng)過(guò)高度h1處速度為v1，下落至高度h2處速度為v2，不計空氣阻力，分析由h1下落到h2過(guò)程中機械能的變化(引導學(xué)生思考分析)。
分析：根據動(dòng)能定理，有
下落過(guò)程中重力對物體做功，重力做功在數值上等于物體重力勢能的變化量。取地面為參考平面，有
WG＝mgh1-mgh2
由以上兩式可以得到
引導學(xué)生分析上面式子所反映的物理意義，并小結：下落過(guò)程中，物體重力勢能轉化為動(dòng)能，此過(guò)程中物體的機械能總量不變。
指出問(wèn)題：上述結論是否具有普遍意義呢？作為課后作業(yè)，請同學(xué)們課后進(jìn)一步分析物體做平拋和豎直上拋運動(dòng)時(shí)的情況。
明確：可以證明，在只有重力做功的情況下，物體動(dòng)能和勢能可以相互轉化，而機械能總量保持不變。
提出問(wèn)題：在只有彈簧彈力做功時(shí)，物體的機械能是否變化呢？
2．彈簧和物體組成的系統的機械能
以彈簧振子為例(未講振動(dòng)，不必給出彈簧振子名稱(chēng)，只需講清系統特點(diǎn)即可)，簡(jiǎn)要分析系統勢能與動(dòng)能的轉化。
明確：進(jìn)一步定量研究可以證明，在只有彈簧彈力做功條件下，物體的動(dòng)能與勢能可以相互轉化，物體的機械能總量不變。
綜上所述，可以得到如下結論：
3．機械能守恒定律
在只有重力和彈簧彈力對物體做功的情況下，物體的動(dòng)能和勢能可以相互轉化，物體機械能總量保持不變。這個(gè)結論叫做機械能守恒定律。
提出問(wèn)題：學(xué)習機械能守恒定律，要能應用它分析、解決問(wèn)題。下面我們通過(guò)具體問(wèn)題的分析來(lái)學(xué)習機械能守恒定律的應用。在具體問(wèn)題分析過(guò)程中，一方面要學(xué)習應用機械能守恒定律解決問(wèn)題的方法，另一方面通過(guò)問(wèn)題分析加深對機械能守恒定律的理解與認識。
4．機械能守恒定律的應用
例1．在距離地面20m高處以15m/s的初速度水平拋出一小球，不計空氣阻力，取g＝10m/s2，求小球落地速度大小。
引導學(xué)生思考分析，提出問(wèn)題：
(1)前面學(xué)習過(guò)應用運動(dòng)合成與分解的方法處理平拋運動(dòng)，現在能否應用機械能守恒定律解決這類(lèi)問(wèn)題？
(2)小球拋出后至落地之前的運動(dòng)過(guò)程中，是否滿(mǎn)足機械能守恒的條件？如何應用機械能守恒定律解決問(wèn)題？
歸納學(xué)生分析的結果，明確：
(1)小球下落過(guò)程中，只有重力對小球做功，滿(mǎn)足機械能守恒條件，可以用機械能守恒定律求解；
(2)應用機械能守恒定律時(shí)，應明確所選取的運動(dòng)過(guò)程，明確初、末狀態(tài)小球所具有的機械能。
例題求解過(guò)程：
取地面為參考平面，拋出時(shí)小球具有的重力勢能Ep1＝mgh，動(dòng)能
落地時(shí)小球的速度大小為
提出問(wèn)題：請考慮用機械能守恒定律解決問(wèn)題與用運動(dòng)合成解決問(wèn)題的差異是什么？
例2．小球沿光滑的斜軌道由靜止開(kāi)始滑下，并進(jìn)入在豎直平面內的離心軌道運動(dòng)，如圖所示，為保持小球能夠通過(guò)離心軌道最高點(diǎn)而不落下來(lái)，求小球至少應從多高處開(kāi)始滑下？已知離心圓軌道半徑為R，不計各處摩擦。
提出問(wèn)題，引導學(xué)生思考分析：
(1)小球能夠在離心軌道內完成完整的圓周運動(dòng)，對小球通過(guò)圓軌道最高點(diǎn)的速度有何要求？
(2)從小球沿斜軌道滑下，到小球在離心軌道內運動(dòng)的過(guò)程中，小球的機械能是否守恒？
(3)如何應用機械能守恒定律解決這一問(wèn)題？如何選取物體運動(dòng)的初、末狀態(tài)？
歸納學(xué)生分析的結果，明確：
(1)小球能夠通過(guò)圓軌道最高點(diǎn)，要求小球在最高點(diǎn)具有一定速度，即此時(shí)小球運動(dòng)所需要的向心力，恰好等于小球所受重力；
(2)運動(dòng)中小球的機械能守恒；
(3)選小球開(kāi)始下滑為初狀態(tài)，通過(guò)離心軌道最高點(diǎn)為末狀態(tài)，研究小球這一運動(dòng)過(guò)程。
例題求解過(guò)程：
取離心軌道最低點(diǎn)所在平面為參考平面，開(kāi)始時(shí)小球具有的機械能E1＝mgh。通過(guò)離心軌道最高點(diǎn)時(shí)，小球速度為v，此時(shí)小球的機械能
成完整的圓周運動(dòng)。
進(jìn)一步說(shuō)明：在中學(xué)階段，由于數學(xué)工具的限制，我們無(wú)法應用牛頓運動(dòng)定律解決小球在離心圓軌道內的運動(dòng)。但應用機械能守恒定律，可以很簡(jiǎn)單地解決這類(lèi)問(wèn)題。
例3．長(cháng)l＝80cm的細繩上端固定，下端系一個(gè)質(zhì)量 m＝100g的小球。將小球拉起至細繩與豎直方向成60°角的位置，然后無(wú)初速釋放。不計各處阻力，求小球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，細繩對小球拉力多大？取g＝10m/s2。
提出問(wèn)題，引導學(xué)生分析思考：
(1)釋放后小球做何運動(dòng)？通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，繩對小球的拉力是否等于小球的重力？
(2)能否應用機械能守恒定律求出小球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的速度？
歸納學(xué)生分析結果，明確：
(1)小球做圓周運動(dòng)，通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，繩的拉力大于小球的重力，此二力的'合力等于小球在最低點(diǎn)時(shí)所需向心力；
(2)繩對小球的拉力不對小球做功，運動(dòng)中只有重力對球做功，小球機械能守恒。
例題求解過(guò)程：
小球運動(dòng)過(guò)程中，重力勢能的變化量ΔEp＝-mgh＝-mgl(1-cos60°)，
在最低點(diǎn)時(shí)繩對小球的拉力大小為
提出問(wèn)題：通過(guò)以上各例題，總結應用機械能守恒定律解決問(wèn)題的基本方法。
歸納學(xué)生的分析，作課堂小結。
五、小結
1．在只有重力做功的過(guò)程中，物體的機械能總量不變。通過(guò)例題分析要加深對機械能守恒定律的理解。
2．應用機械能守恒定律解決問(wèn)題時(shí)，應首先分析物體運動(dòng)過(guò)程中是否滿(mǎn)足機械能守恒條件，其次要正確選擇所研究的物理過(guò)程，正確寫(xiě)出初、末狀態(tài)物體的機械能表達式。
3．從功和能的角度分析、解決問(wèn)題，是物理學(xué)研究的重要方法和途徑。通過(guò)本節內容的學(xué)習，逐步培養用功和能的觀(guān)點(diǎn)分析解決物理問(wèn)題的能力。
4．應用功和能的觀(guān)點(diǎn)分析處理的問(wèn)題往往具有一定的綜合性，例如與圓周運動(dòng)或動(dòng)量知識相結合，要注意將所學(xué)知識融匯貫通，綜合應用，提高綜合運用知識解決問(wèn)題的能力。
六、說(shuō)明
勢能是相互作用的物體系統所共有的，同樣，機械能也應是物體系統所共有的。在中學(xué)物理教學(xué)中，不必過(guò)份強調這點(diǎn)，平時(shí)我們所說(shuō)物體的機械能，可以理解為是對物體系統所具有的機械能的一種簡(jiǎn)便而通俗的說(shuō)法。
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