機械能（精選13篇）

機械能 篇1

　　課題：動能和勢能    課型：新授  授時：            備時：

　　(一)教學目的 1.了解能量的初步概念。 2.知道什么是動能及影響動能大小的因素。

　　3.知道什么是勢能及影響勢能大小的因素。 4.知道什么是及的單位。

　　(二)教具 斜槽，鋼球，木塊，橡皮筋，壓縮彈簧等。

　　(三)教學過程  1.復習

　　鑒于能量和功的概念有密切的聯系，所以通過"怎樣才算做了功"的提問，引導學生進一步理解力的作用成效、功的兩要素。

　　當一個力作用在物體上，物體在這個力的作用下，沿力的方向上通過了一段距離，這個力的作用有了成效，就說這個力做了功。

　　出示一木塊，并將其置于水平桌面上。說明木塊受重力的作用，但木塊沒有在重力方向上運動，所以重力對木塊沒有做功。繼而用手推動木塊，使木塊運動一段距離。在此過程中，重力仍然沒有做功，手的推力做了功。進而強調力和在力的方向上通過的距離是功的兩要素，且功的大小就等于兩者的乘積。

　　2.引入新課 出示斜槽，并演示鋼球從斜槽上滾下，在水平桌面上撞擊木塊，使木塊移動了一段距離。讓學生分析碰撞過程中，做沒做功?

　　利用學生分析的結果"鋼球對木塊做了功"引入能量的概念：一個物體能夠做功，我們就說它具有能量。可見物理學中，能量和功有著密切的聯系，能量反映了物體做功的本領。

　　不同的物體做功的本領也不同。一個物體能夠做的功越多，表示這個物體的能量越大。

　　3.進行新課 物體具有能量的形式是多種多樣的，以后我們將逐步認識各種形式的能量。剛才的實驗中鋼球撞擊木塊能夠做功，但若將鋼球停靠在木塊一側(邊講邊演示)，這時的鋼球并不能推動木塊做功。只有運動的鋼球才能推動木塊做功。

　　(1)動能：物體由于運動而能夠做功，它們具有的能量叫做動能。

　　引導學生廣泛地列舉事例，說明運動的空氣、水和各種物體都能夠做功，而具有動能。概括出"一切運動的物體都具有動能。"

　　演示課本圖1-1實驗，實驗可分三步：

　　①將同一個鋼球，從斜面不同高度滾下，讓學生觀察鋼球將木塊推動的距離。木塊被推動的距離不同，說明鋼球對木塊做的功不同。木塊被推動得越遠，表明鋼球的動能越大。實驗說明：從不同高度滾下的網球，具有不同的動能。

　　②上面的實驗表明鋼球從較高處滾下時具有的動能大。那么鋼球從不同的高度滾下時有什么不同呢?我們可通過觀察實驗來得到結論。將質量相同的兩個鋼球，同時從斜槽的最高點和接近斜槽底部的位置釋放。從最高點滾下的鋼球能在水平槽上追上從接近底部滾下的鋼球。實驗表明從高處滾下的鋼球速度大。從而得到結論：物體的動能與速度有關，速度越大，物體的動能越大。

　　③換用不同質量的鋼球，從同一高度讓其滾下，讓學生觀察鋼球推動木塊的距離。從而得出結論：運動物體的質量越大，動能就越大。

　　演示實驗之后，總結實驗結果：運動物體的速度越大，質量越大，動能就越大。

　　(2)勢能：物體由于運動的原因而具有動能，物體還可能由于其他的原因而具有能量。例如，同學們都玩過用橡皮筋彈射紙彈的游戲，拉長的橡皮筋能給紙彈一個力，并推動紙彈移一段距離，從而對紙彈做了功。同樣拉彎的弓、壓縮的彈簧也能夠做功，它們都具有能量，這種能量叫做彈性勢能，它是由于物體發生彈性變形變而具有的能量。

　　解釋彈性形變：物體受到外力作用而發生的形狀變化，叫做形變。如果外力撤消，物體能恢復原狀，這種形變叫做彈性形變。列舉事例說明物體的彈性形變。如：拉長的彈簧，壓扁的皮球，彎曲的鋼鋸條，上緊的鐘表發條等。

　　利用課本圖1-4的實驗闡明物體的彈性形變越大，它具有的彈性勢能就越大。為節省課堂時間，課前將兩個性質相同彈簧，按照課本圖1-4壓縮到不同的長度。先后將拉緊彈簧的繩燒斷，兩次砝碼被彈起的高度不同。彈簧壓得越緊，放松時它做的功越多，表示它的彈性勢能越大。

　　被舉高的重物，也能夠做功。例如：舉高的鉛球，落地時能將地面砸個坑；舉高的夯落下時能把木樁打入地里。舉高的物體具有的能量叫重力勢能。

　　列舉事例說明：物體的質量越大，舉得越高，它具有的重力勢能越大。如：舉起同樣高度的鉛球和乒乓球，鉛球落下時做的功多，具有的重力勢能大。鉛球舉得越高，具有的重力勢能就越大。

　　引導學生討論樹上結的蘋果是否有重力勢能?通過討論使學生理解"一個物體能夠做功"的含義。能夠做功只是說物體具有了做功的"本領"，但不一定做了功。樹上結的蘋果雖然沒有做功，但只要它從樹上掉下來就能做功，所以我們說它具有重力勢能。

　　(3)：讓學生分析靜止在桌面上的鋼球是否具有能量?(具有重力勢能)繼而讓學生分析在桌面上滾動的鋼球具有什么能?通過分析得知滾動的鋼球既有動能，又有勢能。

　　動能和勢能統稱為。一個物體既有動能，又有勢能，那么動能和勢能的和就是它的總。

　　(4)能量的單位：從前面的討論，我們可以認識到能量是跟做功有密切聯系的概念，能量反映了物體具有做功的本領，能量的大小可以用能夠做功的多少來衡量。因此，動能、勢能和的單位跟功的單位相同，也是焦耳。

　　4.小結 通過以下問題的討論，進一步幫助學生理解能量、動能、勢能、等概念及的單位。

　　(1)高山上有一塊大石頭，穩穩地待在那里，它有沒有能量?有什么能量?

　　(2)列舉幾個物體具有動能、重力勢能、彈性勢能的事例。

　　(3)在空中飛行的球，它具有的重力勢能是5焦，具有的動能是4焦，這只球具有的總是多少?

　　(4)在同一高度鉛球和棒球具有的重力勢能不相等，若使它們的重力勢能相等，可采取哪些方法?

　　(5)從斜槽上端滾下的小球，它有沒有重力勢能?在它下滾的過程中重力勢能的大小有沒有變化?為什么?在滾下的過程中有沒有動能?它的動能有沒有變化?為什么?

機械能 篇2

　　第十四章 (三、功和功率)

　　目　標

　　1.知識與技能

　　知道做功是能量轉化或轉移的過程。

　　理解功的概念，知道使用任何機械都不能省功。

　　理解功率的概念。

　　2.過程與方法

　　通過觀察和實驗了解功的物理意義。

　　3.情感、態度與價值觀

　　具有對科學的求知欲，樂于探索自然現象和日常生活中的物理學道理，有將科學技術應用于日常生活、社會實踐的意識。

　　說明與建議

　　功

　　學生已經學過了電功、機械能，知道了一些能量的知識，“功”的講解應從能量轉化的角度入手。課本圖14.3－1中的三幅圖表示在力的作用下，物體的動能或勢能發生了變化，說明力對物體做了功。課本圖14.3－2中，物體雖然受力，但是它的動能或勢能都沒有變化，就不能說力作了功。讓學生理解做功是能量轉化的過程。

　　在第十二章“力和機械”的學習中，學生知道了使用簡單機械可以省力或者可以省距離，可先復習一下有關簡單機械的知識。

　　用手直接把物體舉高與使用簡單機械把物體舉高相同的距離，物體的勢能的增加是一樣的，而物體勢能的增加是通過力來完成的。通過對定滑輪做功的演示、分析，得出力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積是一個不變量，給出功的定義。這里還可進一步用杠桿做演示，表明使用機械時，人們所做的功，都等于不用機械而直接用手所做的功。

　　教師也可嘗試用探究的方式來教學，向學生說明，使用任何機械都不能省功。

　　由于做功的多少表示能量轉換的多少，所以功的單位與能的單位是一樣的，都是焦耳。把一個普通大小的蘋果舉高1m，做的功大約是1j，讓學生對焦耳的大小有大致的概念。

　　想想議議

　　這個討論主要是要使學生認識功是由“力”和“在力的方向上移動的距離”兩個因素決定的。如果力沒有“在力的方向上”移動距離，力就沒有做功。在課本圖14.3－2動中，人提著桶雖然很費力，但是人的拉力沒有在拉力方向（豎直方向）上移動距離，所以人的拉力沒有做功。

　　功率

　　這里可先復習一下電功率的概念，學生已經學過了“電功率”，知道電功率表示消耗電能的快慢，也就是電流做功（電能轉換成其他能量）的快慢。課本用與速度類比的方法引入功率及其計算公式，使學生理解功率的物理意義，懂得它是一個表示做功快慢的物理量。

　　這里要強調剛才學的“功”和“功率”，與以前學過的“電功”和“電功率”的含義、單位、符號都是一樣的。

　　課本上介紹了一些功率值，意在加深學生對功率的物理意義的理解，使學生對人和一些事物的功率數值有個具體的概念，懂得功率大或小的意思是什么。

　　想想議議

　　這個討論意在讓學生了解比值的方法是物理學中一種常用的方法，在其他方面也有許多應用。在物理學中，振動次數與時間之比表示振動的快慢、熔化溫度與時間之比表示熔化快慢等；在生活中，從媒體中經常可以聽到的經濟增長率、人口增長率都表示物理量變化的快慢。

　　課本列舉了一個計算功率的例題，意在練習功和功率公式的應用，使學生加深認識功──力和在力的方向上移動的距離的乘積，功率──單位時間內所做的功。

　　動手動腦學物理

　　1.25kw×4h＝0.4kw×t，t＝250h。

　　2.不能。甲先到達山頂表明甲用的時間較短，但是甲和乙哪個做的功多并不知道，而功率是由功和時間兩個因素決定的，所以不能判定哪個人的功率大。

　　3.3.6kw。

　　4.略。

　　5.從表中可以看出，洗衣機的額定洗滌輸入功率是350w，額定脫水輸入功率是220w。實際洗滌輸出功率、脫水輸出功率是多少等。

機械能 篇3

　　□教學目標：

　　1.知道什么是機械能，知道物體的動能和勢能可以相互轉化。

　　2.理解機械能守恒定律的內容。

　　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。

　　4.學會在具體的問題中判這定物體的機械能是否守恒；

　　5.初步學會從能量轉化和守恒的觀點來解釋物理現象，分析問題。

　　6.通過能量守恒的教學，使學生樹立科學觀點，理解和運用自然規律，并用

　　來解決實際問題。

　　□教學重點：

　　1、理解機械能守恒定律的內容。

　　2、在具體問題中能判定機械能是否守恒，并能列出定律的數學表達式。

　　□教學難點：

　　1.從能的轉化和功能關系出發理解機械能守恒的條件。

　　2.能正確判斷研究對象在所經歷的過程中機械能是否守恒。

　　□教學方法：

　　1.關于機械能守恒定律的得出，采用師生共同演繹推導的方法，明確該定律

　　數學表達式公式的來龍去脈。  

　　2.關于機械能守恒的條件，在教學時采用列舉實例，具體情況具體分析的方

　　法。

　　□教學步驟:

　　1.用投影片出示思考題：

　　①本章中我們學習了哪幾種形式的能？它們各是如何定義的？它們的大小各由什么決定？

　　②動能定理的內容和表達式是什么？

　　③重力所做的功與物體重力勢能的變化之間有什么關系？

　　2.學生回答：

　　①本章我們學習了以下幾種能：動能、重力勢能、彈性勢能。

　　②動能定理的內容是：物體所受合外力所做的功等于物體動能的改變，即：wg＝mv22/2－mv12/2

　　③重力所做的功和物體重力勢能之間變化的關系為：

　　wg＝mgh1－mgh2

　　3.教師總結：

　　①同學們要注意動能定理中動能的變化量是末動能減去初動能，而重力做功與重力勢能改變之間關系式中初位置的重力勢能與末位置重力勢能的差。

　　②引入：動能、重力勢能、彈性勢能屬于力學范疇，統稱為機械能，本節

　　課我們就來研究有關機械能的問題。

　　（一）引入新課

　　1.用多媒體展示下述物理情景：

　　a、運動員投出鉛球；

　　b、彈簧的一端接在氣墊導軌的一端，另一端和滑塊相連，讓滑塊在水平的軌道上做往復運動。

　　2.學生分析上述物理情景中能量是如何轉化的？

　　學生甲：

　　a.鉛球在上升過程中，動能轉化為重力勢能；鉛球在下落過程中，重力勢能又轉化為動能。

　　b.彈簧在和物塊的往復運動過程中，動能和彈簧的彈性勢能發生相互轉化。

　　學生乙：

　　除了甲的敘述中動能和勢能相互轉化外，還有一部分轉化為物體的內能。

　　3.教師講：分析的很全面，但是在此過程中轉化為內能的部分在總結能量中占的比例很小，我們一般不予考慮。

　　4.過渡：通過上述分析，我們得到動能和勢能之間可以相互轉化，那么在動能勢能的轉化過程中，動能和勢能的和有什么變化呢？

　　（二）機械能守恒定律的推導

　　1.用多媒體出示兩道思考題：

　　思考題一：如圖所示，一個質量為m的物體自由下落，

　　經過高度為h1的a點時速度為v1，下落到高度h2為的b

　　點時速度為v2，試寫出物體在a點時的機械能和在b點

　　時的機械能，并找到這二個機械能之間的數量關系。

　　思考題二：如圖所示，一個質量為m的物體做平拋運動，經過高度為h1的a點時速度為v1，經過高度為h2的b點時速度為v2，寫出物體在位置a、b時的機械能的表達式并找出這二個機械能之間的關系。

　　2.把學生分為二小組，一組做思考題一，另一組做思考題二，并進行小組賽。

　　3.教師對首先做完的小組進行激勵評價，并抽有代表性的解答方案進行現場評點。

　　4.用實物投影儀對推導過程進行評析。

　　①推導過程一

　　解：∵機械能等于物體的動能和勢能之和

　　∴a點的機械能等于：mv12/2＋mgh1

　　b點的機械能等于：mv22/2＋mgh2

　　又在自由落體運動中，物體只受重力的作用，據動能定理得：

　　wg＝mv22/2－mv12/2

　　又據重力做功與重力勢能的關系得到：

　　∴  mv12/2－mgh2＝mv12/2－ mgh1

　　②學生評價：在上述推導過程中，在用重力做功和重力勢能改變之間關系應是重力所做的功等于初位置的重力勢能減去末位置的重力勢能，所以推導的結果錯誤。

　　③推導結果②

　　解：a點的機械能等于：mv12/2＋mgh

　　b點的機械能等于：mv22/2＋mgh2

　　由于物體做平拋運動，只受重力作用，且重力做正功，據動能定理得：

　　wg＝mv22/2－mv12/2

　　又據重力做功與重力勢能的關系得到：

　　∴  mv22/2－mv12/2＝mgh1－mgh2

　　∴  mv22/2＋mgh2＝mgh1＋mv12/2

　　④教師評析：第二個推導過程是完全正確的。

　　5.用多媒體展示評析中得到的表達

　　mv22/2－mv12/2＝mgh1－mgh2     ①

　　mv22/2＋mgh2＝mgh1＋mv12/2   ②

　　學生討論：上述兩個表達式說明了什么？

　　討論后學生回答。

　　學生甲：在表達式①中等號左邊是物體動能的增加量，等號右邊是物體重力勢能減少量，該表達式說明：物體在下落過程中，重力做了多少正功，物體的重力勢能就減小多少，同時物體的動能就增加多少。

　　學生乙：對于表達式②，等號左邊是物體在末位置時的機械能；等號右邊是物體在初位置時的機械能。該式表示：動能和勢能之和即總的機械能保持不變。

　　6.師總結：同學們對上述兩個表達式的含義理解得很好，我們分別用ek1和ek2表示物體的初動能和末動能，用ep1和ep2分別表示物體在初位置的重力勢能和末位置的重力勢能，則得到：ek1+ep1=ek2+ep2，也就是初位置的機械能等于末位置的機械能，即機械能是守恒的。

　　（三）機械能守恒的條件

　　1.上邊我們通過推導得到了機械能是守恒的這一結論，下邊同學們思考：

　　①在推導中，我們是以物體做自由落體和做平拋運動為例進行的，請問：上述二種運動有什么相同和不同之處？

　　學生答：相同點是在上述兩種運動中物體只受重力作用；不同之處是物體運動的路線不同，自由落體運動是直線運動，而平拋運動是曲線運動。

　　②從上述兩種運動中，你能猜想一下：機械能在什么情況下守恒嗎？

　　學生答：物體只受重力作用。

　　學生還可能答：物體在運動中，只有重力做功，針對上述兩種答案，師生評析后總結。

　　2.教師總結：

　　通過上述分析，我們得到：在只有重力做功的情況下，物體的動能和重力勢能發生相互轉化，但機械能的總量保持不變，這個結論叫機械能守恒定律。

　　板書：機械能守恒定律

　　①條件：只有重力做功。

　　②結論：機械能的總量保持不變。

　　3.用實物投影儀出示討論題。

　　①所謂的只有重力做功與物體只受重力有什么不同。

　　學生：所謂的只有重力做功，包括兩種情況：

　　a.物體只受重力，不受其他的力。

　　b.物體除重力外還受其他的力，但其他力不做功。

　　而物體只受重力僅包括一種情形。

　　②放開被壓縮的彈簧，可以把跟它接觸的小球彈出去，在這個過程中，能量是如何轉化的？類比地，你能得到在這個過程中機械能守恒的條件嗎？

　　4.得到結論：以上實驗證實了在不計阻力影響，即物體只受重力作用時，小球在擺動中機械能守恒。

　　學生答：在小球被彈簧彈出的過程中，彈簧的彈性勢能轉化為小球的動能。

　　類比得到：如果有彈力做功，動能和彈性勢能之和保持不變，即機械能守恒。

　　③所謂只有彈力做功，包括哪幾種情況？

　　學生：包括以下兩種情況：

　　第一種情況：物體只受彈力作用，不受其他的力；

　　第二種情況：物體除受彈力外還受其他的力，但其他的力不做功。

　　5.演示實驗

　　上邊我們通過推導得到了在只有重力或彈力做功的條件下，物體的機械能守恒，下邊我們來做一個實驗：

　　①介紹實驗裝置如圖所示：

　　②做法：

　　a、把球拉到a點，然后放開，觀察

　　小球擺動到右側時的位置和位置a間的關系。

　　b、把球同樣拉到a點，在o點用尺子擋一下觀察小球擺動到右側時的位置，并比較該位置和釋放點a之間的關系。

　　③通過觀察到的現象，分析后你得到什么結論？

　　6.學生總結現象

　　學生甲：在做法a中，小球可以擺到跟釋放點a高度相同的c點；在做法b中，小球仍可以到達跟釋放點a高度相同的c'點。

　　學生乙：在做法a中，小球可以擺到跟釋放點a高度幾乎相同的c點，在做法b中，小球可以到達跟釋放點a點高度幾乎相同的c'點。

　　7.針對上述結論展開討論后得到：如果不考慮阻力作用，即物體只受到重力作用時，學生甲的結論正確；如果考慮空氣阻力作用，學生乙的結論正確。

　　教師總結：在本實驗中，我們對空氣的阻力一般不考慮，因為阻力太小，對結果影響不大。

　　1、關于物體的機械能是否守恒的敘述，下列說法中正確的是：

　　a、做勻速直線運動的物體，機械能一定守恒；

　　b、做勻速變速直線運動的物體，機械能一定守恒；

　　c、外力對物體所做的功等于零時，機械能一定守恒；

　　d、物體若只有重力做功，機械能一定守恒。

　　2、在下列實例中運動的物體，不計空氣阻力，機械能不守恒的是：

　　a、起重機吊起物體勻速上升；

　　b、物體做平拋運動；

　　c、圓錐擺球在水平面內做勻速圓周運動；

　　3、從離地高為hm的陽臺上以速度v豎直向上拋出質量為m的物體，它上升 hm后又返回下落，最后落在地面上，則一列說法中正確的是（不計空氣阻力，以地面為參考面）

　　a、物體在最高點時機械能為mg(h+h);

　　b、物體落地時的機械能為mg(h+h)+mv2/2;

　　c、物體落地時的機械能為mgh+mv2/2;

　　d、物體在落回過程中，以過陽臺時的機械能為mgh+mv2/2.

　　（四）鞏固練習：

　　（五）小結：本節課我們學習了機械能守恒定律

　　1.我們說機械能守恒的關鍵是：只有重力或彈力做功；

　　2.在具體判斷機械能是否守恒時，一般從以下兩方面考慮：

　　①對于某個物體，若只有重力做功，而其他力不做功，則該物體的機械能守恒。

　　②對于由兩個或兩個以上物體（包括彈簧在內組成的系統，如果系統只有重力做功或彈力做功，物體間只有動能、重力勢能和彈性勢能之間的相互轉化，系統與外界沒有機械能的轉移，系統內部沒有機械能與其他形式能的轉化系統的機械能守恒。

　　3.如果物體或系統除重力或彈力之外還有其他力做功，那么機械能就要改變。

　　（六）機械能守恒定律

　　1、動能和勢能統稱為機械能。

　　2、機械能守恒定律：

　　①在只有重力做功的條件下，物體的動能和重力勢能相互轉化，但機械能的總量保持不變。

　　3、機械能守恒的條件：

　　①系統內只有重力或只有彈力何做功；

　　②系統內的摩擦力不做功，一功外力都不做功。

　　4、表達式：

　　②在只有彈力做功的條件下，物體的動能和彈性勢能相互轉化，但機械能的總量保持不變。    

機械能 篇4

　　高中物理課堂教學教案       年   月    日

　　課 題 §5.9 實驗：驗證機械能守恒定律 課 型 新授課（2課時）   

　　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、態度與價值觀

　　通過實驗驗證，體會學習的快樂，激發學習的興趣；通過親身實踐，樹立“實踐是檢驗真理的唯一標準”的科學觀.培養學生的觀察和實踐能力，培養學生實事求是的科學態度.

　　教學重點、難點 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 方 法  探究、講授、討論、練習   

　　教  學 手 段 教具準備

　　重物、電磁打點計時器以及紙帶、復寫紙片、低壓電源及兩根導線、鐵架臺和鐵夾、刻度尺、小夾子.

　　教 學 活 動

　　[新課導入]

　　師：上一節課我們學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：自由落體運動中機械能是不是守恒?

　　生：自由落體運動中物體只受到重力的作用，這個過程只有重力做功，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，可以根據什么來進行推導呢?

　　生1：可以通過牛頓運動定律進行推導.

　　生2：可以根據動能定理進行推導.

　　(投影展示與一個自由落體運動相關的題目，從題目中知道有關的物理量，讓學生分別根據牛頓運動定律和動能定理推導機械能守恒定律，再一次熟悉這個定律，并為本節課的教學打下基礎)

　　[新課教學]

　　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。

　　師：在做實驗之前，我們首先要明確這樣幾個問題，首先這個實驗需要什么器材?

　　生：最容易想到的器材是重物、電磁打點計時器以及紙帶.復寫紙片.低壓電源及兩根導線，鐵架臺和鐵夾，刻度尺，小夾子.

　　師：打點計時器的作用是什么?

　　生：記錄在紙帶上打的點，用這些點來求出物體在經過某一點的速度.

　　師：低壓交流電源是不是必需的?

　　生：低壓交流電源并不是必需的，如果采用的是電火花計時器時，它所需要的電壓是交流220v，所以不需要低壓電源.

　　師：重物選取的原則是什么?為什么?

　　生：密度比較大，質量相對比較大，可以減小因為空氣阻力帶來的誤差.

　　師：實驗中還有哪些應該注意的地方?

　　生：計時器要穩定在鐵架臺上，計時器平面與紙帶限位孔調整在豎直方向，鐵架臺放在桌邊，計時器距地面的距離大約是1 m.

　　師：這樣做的目的是什么?

　　生：計時器平面與紙帶限位孔在豎直方向上的目的是減小摩擦以減小實驗誤差的產生，鐵架臺放在桌邊有利于重物下落到地面上，計時器距地面的距離較大的目的是能夠有充足的時間使重物下落，以便在紙帶上能夠打出較多的點，有利于進行計算.

　　師：實驗中的誤差主要來源于哪里?

　　生：重物和紙帶下落過程中要克服阻力，主要是紙帶和計時器之間的摩擦力，計時器平面不在豎直方向上；紙帶與計時器不平行：交流電的頻率不等于50 hz測量數據時的誤差等等.

　　師：過程開始和終結位置是怎樣選擇的?

　　生：實驗用的紙帶一般小于1 m，從起始點開始大約能打出20個左右的計數點，終結位置的點可以選擇倒數第一個點或者倒數第二個點，從這一個點向前數4—6個點當開始的點.

　　師：這樣選取的目的是什么?

　　生：這樣選取的目的是可以減小這兩個點瞬時速度和兩點之間的距離(高度h)測量的誤差.

　　師：在數據處理時，是不是必須從打的第一個點開始呢?

　　生：課文中有這樣的句子“紙帶上某兩點的距離等于重物下落的高度，這樣就能得到重物下落過程中勢能的變化”.在第四節我們已經學習了重力勢能的相對性，處理紙帶時選擇適當的點為參考點，勢能的大小不必從起始點開始計算.

　　師：在實驗中是不是要先進行測量重物的質量呢?

　　生：不需要測量重物的質量，因為這個物理量在式子兩邊可以約掉.

　　師：實驗中重物經過某一點的速度是怎樣得到的呢?

　　(投影展示學生的推導過程，這個結論非常重要，一定要讓學生能夠自己推導)

　　2、如何求出a點的瞬時速度va？

　　根據做勻加速運動的物體在某一段時間t內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。

　　根據公式 ，t=2×0.02 s（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。

　　根據以上數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。

　　4、描繪圖像

　　師：可以結合v-t圖象了解瞬時速度和時間中點的平均速度相等的物理意義.

　　師：在處理紙帶時，是不是要像我們以前做的那樣，每隔五個點取一個計數點，也就是說每0.1 s為一個時間間隔呢?

　　生：如果時間間隔是0.1s，由于自由落體加速度較大，很容易出現紙帶上點數不夠用的情況，所以時間間隔不能太長.

　　師：下面我們準備進行實驗，在進行實驗之前還應該做幾件事情!首先是確定實驗的步驟，大家分組討論一下，然后得出一個比較合理的實驗步驟.

　　(學生討論實驗的步驟，教師巡回指導，幫助能力較差的學生完成實驗步驟)(參考實驗步驟)

　　1.把打點計時器安裝在鐵架臺上，用導線將學生電源和打點計時器接好.

　　2.把紙帶的一端用夾子固定在重錘上，另一端穿過打點計時器的限位孔，用手豎直提起紙帶，使重錘停靠在打點計時器附近.

　　3.接通電源，待計時器打點穩定后再松開紙帶，讓重錘自由下落，打點計時器應該在紙帶上打出一系列的點.

　　4.重復上一步的過程，打三到五條紙帶.

　　5.選擇一條點跡清晰且第l、2點間距離接近2 mm的紙帶，在起始點標上0，以后各點依次為1、2、3……用刻度尺測量對應下落的高度h1\h2\h3，……記人表格中.

　　6.用公式vn=hn+1+hn-1/2t，計算出各點的瞬時速度v1\v2\v3……并記錄在表格中.

　　各計數點

　　l

　　2

　　3

　　4

　　5

　　6

　　下落高度

　　速度

　　勢能

　　動能

　　結論

　　7.計算各點的重力勢能的減少量mgh。和動能的增加量1/2mvn2，并進行比較.看是否相等，將數值填人表格內.

　　師：在其中的幾步中，提到了要把數據填人表格，那么我們應該設計一個什么樣的表格來適應于實驗呢?

　　(學生思考表格的設計方法，獨立完成表格的設計)(參考表格)

　　教師活動：在學生開始做實驗之前，老師應強調如下幾個問題：

　　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，選取的各個計數點要離起始點適當遠些好，還是近些好？

　　學生活動：思考老師的問題，討論、交流。選出代表發表見解。

　　1、因為打點計時器每隔0.02 s打點一次，在最初的0.02 s內物體下落距離應為0.002 m，所以應從幾條紙帶中選擇第一、二兩點間距離接近兩年2 mm 的紙帶進行測量；二是在紙帶上所選的點就是連續相鄰的點，每相鄰兩點時間間隔 t =0.02 s.

　　2、因為不需要知道物體在某點動能和勢能的具體數值，所以不必測量物體的質量 m，而只需驗證 就行了。

　　3、打點計時器要豎直架穩，使其兩限位孔在同一豎直平面內，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，選取的各個計數點要離起始點適當遠些好。

　　課余作業

　　1、完成實驗報告。

　　2、完成如下思考題：

　　（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，根據實驗數據繪出的圖線應是         ，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……為連續的計數點。現測得兩相鄰計數點之間的距離分別為s1、s2、s3、s4、s5、s6，已知相鄰計數點間的打點時間間隔均為t。根據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__________號計數點之間的過程為研究對象。 學 生 活 動   

　　作   業 

　　（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，選取的計數點為a、b、c、d，各計數點到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根據紙帶提供的數據，在誤差允許的范圍內，重錘從靜止開始到打出b點的過程中，得到的結論是                                 。

　　［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）/9t 2，

　　（s5+ s6）/2t，1、5.    （4）①1.175，0.69，0.69 ②0.69， ③機械能守恒。］   

　　板   書   設   計 5.9 實驗：驗證機械能守恒定律

　　一、實驗方法    驗證用自由落體運動中機械能守恒   

　　二、要注意的問題  實驗的誤差來源

　　三、速度的測量    做勻變速運動的紙帶上某點的瞬時速度，等于相鄰兩點間的平均速度.   

　　教

　　學

　　后

　　記教學體會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現過程是培養學生能力的關鍵，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。學生素質的培養就成了鏡中花，水中月。

機械能 篇5

　　【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.初步學會從能量轉化和守恒的觀點來解釋物理現象，分析問題。

　　三、情感、態度與價值觀

　　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，并能列出定律的數學表達式。

　　【教學難點】

　　1.從能的轉化和功能關系出發理解機械能守恒的條件；

　　2.能正確判斷研究對象在所經歷的過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化的，那么在相互轉化的過程中，他們的總量是否發生變化？這節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。

　　實驗結論：小球在擺動過程中重力勢能和動能在不斷轉化。在擺動過程中，小球總能回到原來的高度。可見，重力勢能和動能的總和，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化，那么在動能和勢能的轉化過程中，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。

　　推導的結果為：，

　　即　。

　　可見：在只有重力做功的物體系統內，動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，動能和彈性勢能可以相互轉化，總的機械能也保持不變。

　　結論：在只有重力或彈力做功的物體系統內，動能和彈性勢能可以相互轉化，總的機械能也保持不變。這就是機械能守恒定律。

　　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越性。

　　總結：

　　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。設整根鏈條質量為，則單位長度質量（質量線密度）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：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容，本節教學的重點是使學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；

　　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現過程是培養學生能力的關鍵，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。學生素質的培養就成了鏡中花，水中月。

機械能 篇6

　　【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.初步學會從能量轉化和守恒的觀點來解釋物理現象，分析問題。

　　三、情感、態度與價值觀

　　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，并能列出定律的數學表達式。

　　【教學難點】

　　1.從能的轉化和功能關系出發理解機械能守恒的條件；

　　2.能正確判斷研究對象在所經歷的過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化的，那么在相互轉化的過程中，他們的總量是否發生變化？這節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。

　　實驗結論：小球在擺動過程中重力勢能和動能在不斷轉化。在擺動過程中，小球總能回到原來的高度。可見，重力勢能和動能的總和，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化，那么在動能和勢能的轉化過程中，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。

　　推導的結果為：，

　　即　。

　　可見：在只有重力做功的物體系統內，動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，動能和彈性勢能可以相互轉化，總的機械能也保持不變。

　　結論：在只有重力或彈力做功的物體系統內，動能和彈性勢能可以相互轉化，總的機械能也保持不變。這就是機械能守恒定律。

　　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越性。

　　總結：

　　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。設整根鏈條質量為，則單位長度質量（質量線密度）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：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容，本節教學的重點是使學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；

　　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現過程是培養學生能力的關鍵，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。學生素質的培養就成了鏡中花，水中月。

機械能 篇7

　　學習目標：1、理解功的兩個必要因素；2、會判斷力對物體是否做功；3、會正確使用w=fs計算功的大小；4、理解影響功率大小的因素，能用公式p=w/t計算功率，知道功率的推導公式p=fv及應用；5、理解有用功、總功和額外功；6、會用η=w有用/w總計算機械效率；7、知道測定機械效率的方法，了解提高機械效率的途徑；8、知道決定動能、勢能大小的因素，能正確分析動能和勢能的轉化.

　　學習重點： 功的相關計算         學習難點： 功與功率的綜合運算

　　學習過程：  一、學生先看書p104---119,完成本章知識梳理填空：

　　2、 重力勢能

　　（1）定義：物體由于被           而具有的能量。

　　（2）決定其大小的因素：           、                 。

　　6、做功的快慢--功率（p）：-

　　3、功的計算：                              

　　功

　　1、定義：                                                  。

　　2、做功的兩個必要因素：               ；                     。

　　4、功的單位：               

　　（1）定義：            內完成的功。

　　（2）物理意義：表示做功　　　　的物理量

　　（3）公式:                       

　　（4）單位：

　　單位換算：            

　　國際制單位：        

　　常用單位：        

　　7、做功的效率

　　---機械效率（η ）：

　　（1）定義：        跟          的比值。

　　（2）公式：                             

　　（3）提高機械效率的方法：                  

　　3、  彈性勢能

　　（1）定義：物體由于發生           而具有的能量。

　　（2）決定其大小的因素：                              。

　　機械能

　　4、動能和勢能可以相互轉化

　　機械能及其轉化

　　1、動能

　　1）定義：物體由于           而具有的能量

　　（2）決定其大小的因素：         、                 。

　　5、機械能守恒定律：                                         。

機械能 篇8

　　【教材依據】：本節課來源于蘇科版物理九年級上冊第十二章機械能與內能第四節機械能與內能的相互轉化

　　一、設計思路：

　　1、指導思想：物理教學不僅僅是傳授知識，更重要的是要讓學生經歷知識的獲得過程，親身體驗，注重知識的形成過程。同時物理教學中更要注重培養學生的學科發展能力，最終目的培養學生終身的學習能力和可持續發展的能力。

　　2、教材地位作用分析：本節課處于蘇科版九年級物理上冊第十二章第四節。本章整體學習能量知識，前面學習了《機械能》、《內能》。這一節是將機械能與內能進行結合，學習兩種能量的轉化及生活應用。同時本節也是對改變內能的方式的補充，所以學好前三節知識是前提，學好本節知識是對前面知識的提升和應用。

　　3、教學目標：

　　知識技能目標：

　　1、通過探究實驗，知道做功是改變物體內能的另一種方式

　　2、通過視頻了解熱機基本結構和工作原理

　　3、知道四沖程內燃機工作過程中的能量轉化

　　過程方法目標：

　　體驗科學探究過程，了解科學探究的基本特征，提高探究能力、思維能力及合作學習能力。

　　情感態度價值目標：

　　1、了解內能的利用在社會發展的意義

　　2、通過探索性實驗，提高觀察能力、實驗操作能力和比較、分析、概括的能力，培養和實事求是的科學態度。

　　4、重難點及突破方法：

　　本節重點為：認識到做功是改變物體內能的一種方式，是其他形式能向內能的轉化過程。難點是：通過觀察、分析內能轉化為機械能的實例，知道熱機的工作原理。學生在學習過程中對實驗現象的分析不會時，教師要為學生搭建一些問題臺階，幫助學生逐步通過現象分析到本質。在對做功改變物體內能的兩種情況分析時（外界對物體做功時內能增加；物體對外界做功時內能減小）通過實驗歸類，進行突破。對熱機的工作原理這個重難點突破方法上，我采用多種方式對學生進行刺激：有視頻、有自主學習課本、有問題引導合作討論、有模具針對點觀察（曲軸的轉動情況）。調動學生的各種學習機能來主動學習。

　　5、教法設計：

　　實驗探究法、視頻輔助法、指導讀書法、問題引導法。運用實驗探究法能更好的讓學生經歷知識的獲得過程，同時還能讓學生親身體驗。視頻輔助法把不容易展現的汽油機工作過程全方面多角度的展示給學生，彌補了模具小、可視性差的缺陷。指導讀書法是為了培養學生自主學習能力、在閱讀課本時教師通過問題引導，使自主學習更具指向性，目標性更強。對學生不容易理解的知識點教師通過針對點專門突破講解。

　　6、學法設計：實驗法、觀察法、閱讀法、討論法。這些方法的應用都是為了讓學生限度的參與教學，做學習的主人，自己參與，自己解決。

　　二、教學準備：利用鐵絲、鉛筆、圖釘等隨手可得的器材讓學生動手體驗做功可以改變物體內能。演示兩個實驗空氣壓縮引火儀、電子式火花發生器、酒精、小瓶，學生體會歸納內能與機械能的轉化。利用汽油機模型、觀看汽油機工作視頻，物體與視頻資源結合，學生通過多種方法學習。

　　教 學 過程

　　教學步驟

　　教 師 活動

　　學生活動

　　設計意圖

　　一、新課引入

　　ppt圖片導入提問：通過前面的學習，我們知道了改變物體內能的一種方式是什么？

　　圖片情境導入：為什么汽車高速行駛時，輪胎的溫度會升得很高？

　　火箭上天，能量是如何轉化的？

　　《機械能與內能的相互轉化》教學設計

　　《機械能與內能的相互轉化》教學設計

　　尋找圖片中改變內能的方式，復習回顧舊知

　　復習舊知，引出新課題。

　　二、新課教學

　　1、做功——改變物體內能的另一種方式

　　活動與演示：

　　（1）把圖釘按在鉛筆的一端，手握鉛筆使圖釘在粗糙的硬紙板上來回摩擦，用手觸摸一下摩擦的地方，有何感覺？圖釘的內能變化了嗎？

　　（2）小組活動：彎折鐵絲十余次，用手指觸摸一下彎折處，有何感覺？鐵絲的內能變化了嗎？

　　（3）學生演示：空氣壓縮引火儀，你看到了什么現象？

　　提問：在剛才的活動中，物體增加的內能從何而來的？能量是如何轉化的？（在克服摩擦做功時，物體的機械能減少，內能增加，即機械能轉化為內能。）

　　板書：改變物體內能的另一種方式：做功

　　提問：（1）采用哪些辦法可以使鐵絲溫度升高內能增大？這些方法中，哪些是采用熱傳遞的方式改變物體的內能的？哪些是通過做功改變物體的內能的？

　　學生舉例，如：放在太陽下曬；在石頭上摩擦；放在熱水中燙；放在火上燒；用錘子敲；用力反復彎折等。

　　（2）僅憑鐵絲溫度升高內能增大這一現象，能否斷定是通過熱傳遞方式還是做功方式來實現的？（做功與熱傳遞的等效性）

　　（3）你能再舉一些通過做過來改變物體內能的實例嗎？（鉆木取火；飛船自由下落時溫度升高；）

　　區別：熱傳遞方式是內能的轉移過程，能的形式沒有變；而做功方式是機械能向內能的轉化過程，能的形式已經發生改變。

　　2、熱機

　　（1）熱機中的能量轉化情況

　　演示：演示點火爆炸實驗。

　　《機械能與內能的相互轉化》教學設計 分析能量轉化情況：化學能 內能 機械能

　　結論：酒精燃燒后的燃氣對外做功，燃氣的內能減少，轉化成機械能。

　　（2）汽油機的結構和工作原理

　　熱機：是將燃料燃燒產生的高溫高壓燃氣的內能轉化為機械能的裝置。

　　觀看視頻：汽油機的工作過程

　　指導學生閱讀課文并設問：

　　（1）汽油機的主要結構是哪幾部分？名稱各是什么？各有什么作用？

　　（2）汽油機完成一個工做循環要經歷幾個沖程？分別是什么？

　　（3）每個沖程的特點是什么？（從氣門的開閉和活塞的移動角度分析）

　　（4）這四個沖程都有能量轉化嗎？如果有分別是怎么轉化的？

　　（5）汽油機完成一個工做循環曲軸旋轉 圈，活塞往返 次，四沖程內燃機只有________沖程對外做功，其他三個沖程靠_______完成。

　　第5個問題教師利用模具進行突破。

　　用考一考的方式來考察對汽油機的學習效果,用超鏈接制造出翻翻看的效果.

　　3、閱讀：了解熱機的發展歷程。向學生補充一些蒸汽機、燃氣輪機、渦輪噴氣發動機、火箭發動機的初步知識。

　　4、小結本節課的學習：你學到了哪些知識？有什么收獲？

　　做一做

　　看一看

　　學生思考，內能的增加是通過什么方式？

　　歸納這三個活動的共性：做功，并且是外界對物體做功

　　學生舉例

　　指導學生總結熱傳遞與做功改變內能時的區別。

　　分析能量的轉化情況

　　思考：與前三個試驗的區別是什么？

　　學生看視頻

　　學生獨立自主學習后經過小組討論再回答

　　學生自主學習，互動交流后填寫答案

　　通過多個活動讓學生親自體驗，并歸納總結。注重知識的獲得過程。

　　三個活動分別對應：克服摩擦做功、壓縮做功，讓學生總結共性，學會歸納的方法。

　　讓學生明白：新舊知識既有聯系，又有區別進行歸納，尋找異同

　　由點火爆炸試驗引出熱機，同時與前面知識做一對比。讓學生分清機械能與內能轉化包括兩種情況：外界對物體做功與物體對外界做功

　　先通過視頻讓學生對汽油機有一個整體認識

　　再通過問題驅動，指導學生自主學習，合作學習尋找答案

　　課堂練習

　　1、如圖所示是熱機的四個沖程，其中屬于做功沖程的是（ ）

　　《機械能與內能的相互轉化》教學設計

　　2、汽油機工作過程中，機械能轉化為內能的沖程是（ ）

　　A.吸氣沖程 B.排氣沖程 C.做功沖程 D .壓縮沖程

　　3、汽油機在壓縮沖程中，工作物質被壓縮，氣缸中氣體的（ ）

　　A.壓強增大，溫度降低 B.壓強增大，溫度升高

　　C.壓強減少，溫度降低 D.壓強減少，溫度升高

　　作業布置

　　練習冊21頁1-----10題

　　板書設計

　　第四節 機械能和內能的相互轉化（1）

　　一、 做功---------改變物體內能的另一種方式

　　克服摩擦做功 外界對物體做功，將機械能轉化為內能

　　《機械能與內能的相互轉化》教學設計 壓縮體積做功

　　二、 演示點火爆炸試驗：物體對外界做功，將內能轉化為機械能

　　三、 熱機：將內能轉化為機械能的裝置

機械能 篇9

　　下面是2篇關于高中物理《機械能守恒定律》教學反思的范文，內容條理清晰，是篇不錯的范文，大家不妨多加參考。

　　高中物理《機械能守恒定律》教學反思一

　　機械能守恒定律是本章的重點，學生對定律的得出、含義、適用條件應該有明確的認識。這是能夠用這個定律解決實際問題的基礎，教學中首先要重視這些內容，因此，我分三步完成機械能守恒定律第一課時的教學：第一步要使學生理解動能和勢能之間可以通過力做功實現相互轉化，第二步從理論上推導機械能守恒定律，第三步要使學生理解機械能守恒定律成立的條件。

　　1、動能與勢能之間的相互轉化

　　這部分內容教材的編寫特點是很注意從生活中的典型實例入手導入課題。為此，我選擇設計了幾個的演示實驗：燒杯倒水沖刷葉輪轉動和豎直上拋小球，引導學生觀察并思考，了解到動能和重力勢能之間可以通過重力做功實現相互轉化，并作了適當的拓展：由以上演示實驗聯想到東漢時期我國勞動人民就發明的水車磨坊和現代大型的水力發電站;另外，還利用水平彈簧擺球的實驗，引導學生觀察實驗并細致分析，得出動能和彈性勢能之間也可以通過彈力做功來實現相互轉化的結論。

　　這樣的教學設計既體現了物理教學提倡實驗、觀察、思考的特點，又重視學生獨立思考能力的培養。教學設計發掘了教材資源，又不拘泥于教材，演示實驗新穎，操作順利流暢，完成了預定的教學目標。

　　通過實例的分析，使學生了解勢能和動能相互轉化的定性關系，知道一種能量減少，必然導致另一種能量的增加;然后提出動能和勢能轉化有什么定量關系，讓學生進行討論與交流并提出猜想，調動學生的積極性，培養學生的合作意識與交流能力，加強師生的互動性。不足之處在于，由于擔心時間進度，處理不是很細致，提出的問題層次性不強。

　　2、機械能守恒定律的理論推導

　　不同于教材以小球的自由落體為例的教學設計，我選擇的是伽利略擺作為課堂分析和理論推導的模型，利用動能定理和重力做功與重力勢能的關系，要求學生自行獨立分析并推導出在只有重力做功情況下的機械能守恒定律。備課時，我參考了人教版物理必修2的相關章節的內容，從而決定在課堂教學中，換用當年伽利略擺的實驗，讓學生認識到能量的觀點其實早在牛頓之前就已經體現出來了，從而將物理學史的教學融入到課堂教學過程中來，并培養學生細致的觀察能力，表面上看來沒有關聯的概念之間其實存在著很多聯系。這樣讓整個推導過程上升到一個追尋守恒量的探究高度，而不僅僅是一個單純的數學演算推導。

　　實際的課堂教學中，學生的理論推導過程用時應該較長，教師應該細致觀察學生的推導進度，掌握好時間。這過程的處理還是稍顯倉促，學生在黑板上的演算推導略顯粗糙，有部分同學沒有事先選取零勢能參考面，所以應當提前強調這一點。我覺得必須要給課堂適當的留白，給學生自己思考和理清思路的時間，給學生充分分析和推理的機會。這就要求我們要精心設計課堂教學過程，以學生通過自學和引導學生發現知識和規律為主。課堂不是長篇累牘的講解知識。教師在課堂上起的是引導的角色，所以必須要做到內容上有所取舍并千方百計地精益求精，教學設計重質而輕量，這樣才能夠高效率的完成既定的課堂教學安排。

　　學生通過自行推導得出機械能守恒定律，要引導學生做好討論和交流，展示自己的推導結果。這一階段是前面理論推導的點睛之筆，對于學生理解機械能守恒定律的內涵有著極其重要的意義，千萬不能夠粗略帶過，必須加以詳細的分析和解讀，這部分我選擇以講授為主，重點強調機械能守恒定律的兩種表達方式的物理意義：

　　即：增量式 -Ep=△Ek/△Ep+△Ek=0;總量式EK1+EP1=EK2+EP2

　　增量式所體現的正是我們在第一部分教學中讓學生思考的, “一種能量減少，必然導致另一種能量的增加”。總量式則體現了前后兩個狀態量——初末狀態機械能之間的守恒關系。

　　3、機械能守恒定律的適用條件

　　學生對機械能守恒定律的適用條件應該有明確的認識，并且會根據適用條件判斷具體過程中機械能是否守恒，這是應用機械能守恒定律解決問題的前提。因此，這部分內容是整個第一課時教學的重中之重。我的教學安排是在順利推導出機械能守恒定律的表達式后，仍借用伽利略擺的模型和彈簧振子模型，啟發并引導學生思考擺球的受力情況和各力的做功情況，得出：只有重力做功和彈力做功，系統的動能和勢能可以相互轉化，但總的機械能保持不變。在鞏固訓練環節中，我選取了常見的實例，第一組習題是重力勢能和動能間的轉化，第二組習題是彈性勢能和動能間的轉化，讓學生判斷各個情景中機械能是否守恒。每安排一組判斷性習題之后，我會適當引導學生總結，讓學生思考：只受重力與只有重力做功有何區別?通過討論與交流使學生更深刻地認識和掌握機械能守恒定律成立的條件，正確理解“只有重力做功和彈力做功”的真正含義是：1、物體只受重力(或彈力)作用;2、物體除受重力(或彈力)外，還受其他力作用，但其他力不做功或代數和為零。

　　從學生的學習情況來看，這部分內容的處理基本達到了教學設計的要求，學生能夠判斷一些簡單情景中機械能是否守恒。不足之處在于，所舉的實例難以涵蓋所有的情景，課堂時間有限，難以展開講解。所以，在今后教學中，我應該注重基本方法和基本思路的形成，培養學生獨立分析的能力。只有讓學生掌握了最基本和最樸實的物理思想方法，才能以不變應萬變，真正做到讓學生舉一反

　　高中物理《機械能守恒定律》教學反思二

　　新課程標準要求學生在物理課的學習中不僅需要學到物理基礎知識和實驗技能，受到科學方法和科學思維的訓練，受到科學態度和科學作風的熏陶，提高科學文化素質，而且需要體驗科學探究過程，增強創新意識和實踐能力，發展探索自然、理解自然的興趣與熱情，為終身發展，形成科學的世界觀和價值觀打下基礎。圍繞這一原則，我們要積極的轉變教學方式和學生的學習方式。

　　筆者所教學的《機械能守恒定律》的教學設計正是努力朝著這個方向做的。

　　一、變驗證型實驗為探究型實驗

　　教材中本節課只是從理論上推導和應用機械能守恒定律，如果按照傳統的教學方法，只注重知識的傳授和應用，而忽視學生探究、體驗的過程，難免“穿新鞋走老路”，也不符合一個科學結論得出的一般規律。所以我覺得把驗證機械能守恒的實驗改為探究性實驗更符合一般的規律和新課程標準的要求。

　　二、恰當的設置了探究點

　　科學探究要求打破課堂時間的限制，充分發揮學生的創造性。但怎樣把課堂教學和科學探究有機的結合起來，是我們教師面臨的一個大課題。我們的課堂受時間、空間的限制，不可能各方面都探究，為探究而探究只能死路一條，所以恰當的設置探究點很重要，應該既要讓學生完成知識的學習又要參與探究。首先，本節課我自始至終都是以問題為中心，引入、過渡、分析結論、課堂小結等都以問題的形式出現。我努力培養學生的問題意識，因為問題是學生探究的起點。其次，探究的過程中我主要抓住了實驗方案的設計、實驗信息的收集與處理、學生實驗的參與等幾個環節。實驗方案的設計能體現學生應用原有知識并且創新的能力，本節課學生就設計出了多種方案，有些已經打破了課堂、學校區域的限制，而這些正是新課標所要求的。學生的生活中有好多現象和事例需要學生去總結，培養學生這種關注生活、關愛大自然，搜集身邊信息的意識也是我們的責任和要求。我覺得本節課在課堂上讓學生自己設計表格、搜集整理實驗信息是需要的和恰當的。學生在實驗的過程中有穿不好紙帶的，但有同學們在互相幫助中學會了，使不會的同學知道這是應用摩擦力的原理。我看在眼里喜在心里，這已經超越了老師的語言所提及的范疇，它無形中拓展了課堂的外延，這出乎意料的收獲不正是我們所期望達到的效果嗎?確實，組織好教學比單純講知識更重要。

　　三、注重了知識與技能循序漸進的教學

　　注重了機械能守恒定律得出的過程和基本的應用，一些變形的公式表達形式和應用方面的一些注意事項以及其深刻的內涵放到了下一課時講，這樣面向了全體學生，降低了教學起點，我覺得這也符合新課標的精神和要求。

　　四、注重了過程和方法的教學

　　首先，讓學生從實驗和理論兩方面充分體驗了一個科學結論得出的過程。這正是課堂的兩個大環節，教學設計在這里也占用了較長的時間。

　　其次，讓學生經歷了科學探究的一般過程和思路，即：“創設情景——提出問題——猜測結論——實驗驗證——理論推導——得出結論——遷移應用”。

　　五、充分展示了學生的主體地位

　　學生觀察思考提出問題，自己設計實驗，又分小組親自實驗，自己搜集整理，自己總結出規律。整個課堂完全以學生為主體，切實做到了“教師搭臺學生唱戲”。看到學生幾個人一小組，熱烈討論整理的氣氛，我充分體驗到了一種滿足感，適應于新課標的物理課堂應該是輕松活潑的。正如一位教育專家所說的：“鴉雀無聲的課堂不是真正的課堂，真正的課堂是‘熱熱鬧鬧’的。”

　　六、學生的合作意識、態度情感和價值觀得到了升華

　　學生在實驗時，一只手拿紙帶，一只手拿重錘，那就沒有手控制開關，結果不得不與小組的同學合作;還有的同學請求其他組同學幫忙;還有一個同學主動幫助其他同學控制開關合作探究的氣氛在這里得到了充分體現。聽到學生說“謝謝”、“沒關系”時，看到他們笑嘻嘻、無拘無束的神態時，更加堅定了我繼續搞探究教學，充分發揮學生主體地位的信心和決心。仔細品味起來，整個課堂中還有許多需要進一步挖掘改進的地方。受實驗條件(多媒體教室無課桌和充足的電源)的限制，學生無法分組實驗，逐個做實驗在無形當中又多用了很多時間;最后習題的處理有點倉促。因為留下的時間少了;學生的熱情還應該再調動的高一點。當然存在的問題，引起的爭論在某種程度上也增加了這節課的價值，能夠引起大家來思考或者是批判，也是有意義的。我會虛心接受意見，找到以后的增長點。

　　總之，我認為這節教學設計教改意識明顯，符合新課程標準和素質教育的要求，是成功的。

機械能 篇10

　　能的概念、功和能的關系以及各種不同形式的能的相互轉化和守恒的規律是自然界中最重要、最普遍、最基本的客觀規律，它貫穿于整個物理學中。本章的功和功率、動能和動能定理、重力的功和重力勢能、彈性勢能、機械能守恒定律是歷年高考的必考內容，考查的知識點覆蓋面全，頻率高，題型全。動能定理、機械能守恒定律是力學中的重點和難點，用能量觀點解題是解決動力學問題的三大途徑之一。考題的內容經常與牛頓運動定律、曲線運動、動量守恒定律、電磁學等方面知識綜合，物理過程復雜，綜合分析的能力要求較高，這部分知識能密切聯系實際、生活實際、聯系現代科學技術，因此，每年高考的壓軸題，高難度的綜合題經常涉及本章知識。例如：XX年的全國卷第22題、XX年上海卷第23題、XX年全國理綜第30題、XX年全國理綜第34題、XX年上海卷第21題、XX年物理廣西卷第17題、XX年理綜福建卷第25題等。同學平時要加強綜合題的練習，學會將復雜的物理過程分解成若干個子過程，分析每一個過程的始末運動狀態量及物理過程中力、加速度、速度、能量和動量的變化，對于生活、生產中的實際問題要建立相關物理模型，靈活運用牛頓定律、動能定理、動量定理及能量轉化的方法提高解決實際問題的能力。

　　一、夯實基礎知識

　　1.深刻理解功的概念

　　功是力的空間積累效應。它和位移相對應（也和時間相對應）。計算功的方法有兩種：

　　⑴按照定義求功。即：w=fscosθ。 在高中階段，這種方法只適用于恒力做功。當 時f做正功，當 時f不做功，當 時f做負功。

　　這種方法也可以說成是：功等于恒力和沿該恒力方向上的位移的乘積。

　　⑵用動能定理w=δek或功能關系求功。當f為變力時，高中階段往往考慮用這種方法求功。

　　這種方法的依據是：做功的過程就是能量轉化的過程，功是能的轉化的量度。如果知道某一過程中能量轉化的數值，那么也就知道了該過程中對應的功的數值。

　　(3).會判斷正功、負功或不做功。判斷方法有：1用力和位移的夾角α判斷;2用力和速度的夾角θ判斷定;3用動能變化判斷.

　　(4)了解常見力做功的特點:

　　重力做功和路徑無關，只與物體始末位置的高度差h有關：w=mgh，當末位置低于初位置時，w＞0，即重力做正功；反之則重力做負功。

　　滑動摩擦力做功與路徑有關。當某物體在一固定平面上運動時，滑動摩擦力做功的絕對值等于摩擦力與路程的乘積。

　　在彈性范圍內，彈簧做功與始末狀態彈簧的形變量有關系。

　　（5）一對作用力和反作用力做功的特點：1一對作用力和反作用力在同一段時間內做的總功可能為正、可能為負、也可能為零；2一對互為作用反作用的摩擦力做的總功可能為零（靜摩擦力）、可能為負（滑動摩擦力），但不可能為正。

　　2.深刻理解功率的概念

　　（1）功率的物理意義：功率是描述做功快慢的物理量。

　　（2）功率的定義式： ，所求出的功率是時間t內的平均功率。

　　（3）功率的計算式：p=fvcosθ，其中θ是力與速度間的夾角。該公式有兩種用法：①求某一時刻的瞬時功率。這時f是該時刻的作用力大小，v取瞬時值，對應的p為f在該時刻的瞬時功率；②當v為某段位移（時間）內的平均速度時，則要求這段位移（時間）內f必須為恒力，對應的p為f在該段時間內的平均功率。

　　(4)重力的功率可表示為pg=mgvy，即重力的瞬時功率等于重力和物體在該時刻的豎直分速度之積。

　　3.深刻理解動能的概念，掌握動能定理。

　　（1） 動能 是物體運動的狀態量，而動能的變化δek是與物理過程有關的過程量。

　　(2)動能定理的表述

　　合外力做的功等于物體動能的變化。（這里的合外力指物體受到的所有外力的合力，包括重力）。表達式為w=δek.

　　動能定理也可以表述為：外力對物體做的總功等于物體動能的變化。實際應用時，后一種表述比較好操作。不必求合力，特別是在全過程的各個階段受力有變化的情況下，只要把各個力在各個階段所做的功都按照代數和加起來，就可以得到總功。

　　動能定理建立起過程量（功）和狀態量（動能）間的聯系。這樣，無論求合外力做的功還是求物體動能的變化，就都有了兩個可供選擇的途徑。功和動能都是標量，動能定理表達式是一個標量式，不能在某一個方向上應用動能定理。

　　4.深刻理解勢能的概念，掌握機械能守恒定律。

　　1.機械能守恒定律的兩種表述

　　⑴在只有重力做功的情形下，物體的動能和重力勢能發生相互轉化，但機械能的總量保持不變。

　　⑵如果沒有摩擦和介質阻力，物體只發生動能和重力勢能的相互轉化時，機械能的總量保持不變。

　　對機械能守恒定律的理解：

　　①機械能守恒定律的研究對象一定是系統，至少包括地球在內。通常我們說“小球的機械能守恒”其實一定也就包括地球在內，因為重力勢能就是小球和地球所共有的。另外小球的動能中所用的v，也是相對于地面的速度。

　　②當研究對象（除地球以外）只有一個物體時，往往根據是否“只有重力做功”來判定機械能是否守恒；當研究對象（除地球以外）由多個物體組成時，往往根據是否“沒有摩擦和介質阻力”來判定機械能是否守恒。

　　③“只有重力做功”不等于“只受重力作用”。在該過程中，物體可以受其它力的作用，只要這些力不做功。

　　2.機械能守恒定律的各種表達形式

　　⑴ ，即 ；

　　⑵ ； ；  

　　用⑴時，需要規定重力勢能的參考平面。用⑵時則不必規定重力勢能的參考平面，因為重力勢能的改變量與參考平面的選取沒有關系。尤其是用δe增=δe減，只要把增加的機械能和減少的機械能都寫出來，方程自然就列出來了。

　　5.深刻理解功能關系，掌握能量守恒定律。

　　（1）做功的過程是能量轉化的過程，功是能的轉化的量度。

　　能量守恒和轉化定律是自然界最基本的規律之一。而在不同形式的能量發生相互轉化的過程中，功扮演著重要的角色。本章的主要定理、定律都可由這個基本原理出發而得到。

　　需要強調的是：功是一個過程量，它和一段位移（一段時間）相對應；而能是一個狀態量，它與一個時刻相對應。兩者的單位是相同的（都是j），但不能說功就是能，也不能說“功變成了能”。

　　（2）復習本章時的一個重要課題是要研究功和能的關系，尤其是功和機械能的關系。突出：“功是能量轉化的量度”這一基本概念。

　　1物體動能的增量由外力做的總功來量度：w外=δek，這就是動能定理。

　　2物體重力勢能的增量由重力做的功來量度：wg= -δep，這就是勢能定理。

　　3物體機械能的增量由重力以外的其他力做的功來量度：w其=δe機，（w其表示除重力以外的其它力做的功），這就是機械能定理。

　　4當w其=0時，說明只有重力做功，所以系統的機械能守恒。

　　5一對互為作用力反作用力的摩擦力做的總功，用來量度該過程系統由于摩擦而減小的機械能，也就是系統增加的內能。q=fd（d為這兩個物體間相對移動的路程）。

　　二、解析典型問題

　　問題1：弄清求變力做功的幾種方法

　　功的計算在中學物理中占有十分重要的地位，中學階段所學的功的計算公式w=fscosa只能用于恒力做功情況，對于變力做功的計算則沒有一個固定公式可用，下面對變力做功問題進行歸納總結如下：

　　1、等值法

　　等值法即若某一變力的功和某一恒力的功相等，則可以通過計算該恒力的功，求出該變力的功。而恒力做功又可以用w=fscosa計算，從而使問題變得簡單。

　　例1、如圖1，定滑輪至滑塊的高度為h，已知細繩的拉力為f（恒定），滑塊沿水平面由a點前進s至b點，滑塊在初、末位置時細繩與水平方向夾角分別為α和β。求滑塊由a點運動到b點過程中，繩的拉力對滑塊所做的功。

　　分析與解：設繩對物體的拉力為t，顯然人對繩的拉力f等于t。t在對物體做功的過程中大小雖然不變，但其方向時刻在改變，因此該問題是變力做功的問題。但是在滑輪的質量以及滑輪與繩間的摩擦不計的情況下，人對繩做的功就等于繩的拉力對物體做的功。而拉力f的大小和方向都不變，所以f做的功可以用公式w=fscosa直接計算。由圖1可知，在繩與水平面的夾角由α變到β的過程中,拉力f的作用點的位移大小為：　

　　2、微元法

　　當物體在變力的作用下作曲線運動時，若力的方向與物體運動的切線方向之間的夾角不變，且力與位移的方向同步變化，可用微元法將曲線分成無限個小元段，每一小元段可認為恒力做功，總功即為各個小元段做功的代數和。

　　例2 、如圖2所示，某力f=10n作用于半徑r=1m的轉盤的邊緣上，力f的大小保持不變，但方向始終保持與作用點的切線方向一致，則轉動一周這個力f做的總功應為：

　　a、 0j　     b、20πj　

　　c 、10j　    d、20j.

　　分析與解：把圓周分成無限個小元段，每個小元段可認為與力在同一直線上，故δw=fδs，則轉一周中各個小元段做功的代數和為w=f×2πr=10×2πj=20πj=62.8j，故b正確。

　　3、平均力法

　　如果力的方向不變，力的大小對位移按線性規律變化時，可用力的算術平均值（恒力）代替變力，利用功的定義式求功。

　　例3、一輛汽車質量為105kg，從靜止開始運動，其阻力為車重的0.05倍。其牽引力的大小與車前進的距離變化關系為f=103x+f0，f0是車所受的阻力。當車前進100m時，牽引力做的功是多少？

　　分析與解：由于車的牽引力和位移的關系為f=103x+f0，是線性關系，故前進100m過程中的牽引力做的功可看作是平均牽引力 所做的功。由題意可知f0＝0.05×105×10n＝5×104n,所以前進100m過程中的平均牽引力:

　　∴w＝ s＝1×105×100j＝1×107j。

　　4、用動能定理求變力做功

機械能 篇11

　　動能 勢能 機械能(第2課時)學案

　　12.1 動能 勢能 機械能

　　【學習目標】

　　1、 理解動能、重力勢能、彈性勢能之間的相互轉化；

　　2、 會用較準確的語言敘述有關機械能轉化的實例。

　　【重難點】理解并能描述機械能的相互轉化。

　　【預習檢測】

　　1.物體由于________而具有的能叫動能，質量相同的物體其________越大,則它的動能越大；

　　物體由于________而具有的能叫重力勢能，在舉高相同的位置，________越大的物體，其

　　重力勢能越大；物體由于________________而具有的能叫彈性勢能.動能和勢能統稱

　　________.

　　2.如圖所示，一架加油機正在給一架戰斗機在空中加油，若它們的速度保持不變，則加油

　　機的動能________，戰斗機的動能________.

　　3.拉弓射箭的過程中，箭被射出時，弓的________能轉化為箭的________能.

　　4.彈射橡皮筋將玩具飛機彈射到空中，由橡皮筋的________能轉化為飛機的

　　________能和________能。

　　【新課學習】

　　一、觀察滾擺的升降

　　①滾擺上升時 ___ 能減少, __ 能增加.滾擺下降時 ___ 能減少, __ 能增加

　　實驗表明： ___ 能和 ___ 能可以互相 __ 。

　　②為什么滾擺最終會停了下來?

　　二、觀察自由下落的皮球下降、彈起的全過程

　　①皮球下降時， ___ 能減少， __ 能增加。皮球上升時， ___ 能減少， __ 能

　　增加。

　　實驗表明： ___ 能和 ___ 能可以互相 __ 。

　　②皮球在觸地又彈起的過程中能量是如何轉化的？（提示：能量在動能和彈性勢能之間轉

　　化） ______________________________________________________________________

　　實驗表明： ___ 能和 ___ 能可以互相 __ 。

　　③為什么皮球反彈的高度越來越低了？__________________________________________________

　　④假如實驗中沒有能量的損耗,將會出現何種情形?

　　三、擺球擺動實驗

　　實驗目的：研究物體的動能和勢能的相互轉化

　　實驗方法：將帶細線的小球固定在鐵架臺上，用手抓住小球，使小球偏離原來靜止

　　位置后自由釋放，使小球來回擺動。

　　活動觀察與分析論證：

　　34結論：物體的___________和__________之間可以互相轉化。

機械能 篇12

　　第十五章 功和機械能

　　一、單元復習目的

　　1、知識與技能目標：

　　（1）使學生深刻理解功的概念，明確功的公式，掌握功的計算。

　　（2）知道什么是機械功以及怎樣量度機械功的大小。會理解和計算機械功功率.

　　（3）知道什么是機械效率,它的大小與那哪些因素有關。

　　（4）知道動能和勢能的初步概念以及決定它們大小的因素。了解動能和勢能如何轉化的。

　　2、過程與方法目標：

　　（1）通過師生互動，讓學生理解做功的兩個必要因素，理解功的計算公式，知道功的原理和功率的概念。

　　（2）培養學生的觀察能力。

　　3、情感、態度與價值觀目標：

　　（1）培養學生嚴謹的科學態度。

　　（2）培養學生的科學世界觀。

　　二、復習的重點和難點

　　重點：功和功率的概念；機械功和機械能的概念；機械效率的計算和怎樣提高機械效率；動能和勢能的相互轉化。

　　難點：做功的兩個因素；結合實際理解功率的概念。

　　三、知識梳理

　　m

　　機   動能

　　v         

　　重力勢能  m

　　械   勢能              h

　　彈性勢能——形變程度

　　能   轉化：動能             勢能

　　四、教學課時：三課時

　　第一課時

　　一、基礎練習

　　1、力學里所說的功包括兩個必要因素：一是作用在物體上的力；二是物體在力的方向上通過的距離。

　　2、功的原理：使用機械時，人們所做的功，都不會少于直接用手所做的功；即：使用任何機械都不省功。  公式：w=fs

　　3、功率：單位時間內所做的功，它是表示物體做功快慢的物理量。公式p=w/t

　　二、復習內容

　　1、功：

　　（1）力學里所說的功包括兩個必要因素：一是作用在物體上的力；二是物體在力的方向上通過的距離。

　　（2）不做功的三種情況：有力無距離、有距離無力、力和距離垂直。

　　即物體受力沒有移動；是物體沿力方向通過的距離；物體憑慣性運動。

　　鞏固：☆某同學踢足球，球離腳后飛出10m遠，足球飛出10m的過程中人不做功。（原因是足球靠慣性飛出）。

　　（3）力學里規定：功等于力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積。    公式：w=fs

　　（4）功的單位：焦耳，1j= 1n•m 。

　　把一個雞蛋舉高1m ，做的功大約是0.5 j 。

　　（5）應用功的公式注意：

　　①分清哪個力對物體做功，計算時f就是這個力。

　　②公式中s 一定是在力的方向上通過的距離，強調對應。

　　③ 功的單位“焦”（牛•米 = 焦），不要和力和力臂的乘積（牛•米，不能寫成“焦”）單位搞混。

　　2、功的原理：

　　（1）內容：使用機械時，人們所做的功，都不會少于直接用手所做的功；即：使用任何機械都不省功。

　　力的大小（f） 移動距離（s） 做功多少（w）

　　手提升g g h gh

　　動滑輪提升g g/2 2h gh

　　結論 1、w=fs ；2、使用任何機械都不能省功

　　（2）說明：   （請注意理想情況功的原理可以如何表述？）

　　①功的原理是一個普遍的結論，對于任何機械都適用。

　　②功的原理告訴我們：使用機械要省力必須費距離，要省距離必須費力，既省力又省距離的機械是沒有的。

　　③使用機械雖然不能省功，但人類仍然使用，是因為使用機械或者可以省力、或者可以省距離、也可以改變力的方向，給人類工作帶來很多方便。

　　④我們做題遇到的多是理想機械（忽略摩擦和機械本身的重力）理想機械：使用機械時，人們所做的功（fs）= 直接用手對重物所做的功（gh）

　　（3）應用：斜面

　　①理想斜面：斜面光滑    理想斜面遵從功的原理；

　　②理想斜面公式：fl=gh 其中：f：沿斜面方向的推力；l：斜面長；g：物重；h：斜面高度。

　　如果斜面與物體間的摩擦為f ，則：fl=fl+gh；這樣f做功就大于直接對物體做功gh 。

　　3、功率：

　　（1）定義：單位時間里完成的功

　　（2）物理意義：表示做功快慢的物理量。

　　（3）公式：      = fv

　　根據功率的導出式：p＝fv可知功率一定時，要增大f，必須減小v，即汽車上坡時要換低速檔。

　　（4）單位：主單位 w 常用單位 kw 、mw 、馬力

　　換算：1kw=103w  1mw=106 w  1馬力=735w

　　某小轎車功率66kw，它表示：小轎車1s 內做功66000j

　　（5）比較功率大小方法   a、做功時間相同，比較做功的多少，在時間相同時，做功越多功率越大。

　　b、做功相同時，比較做功時間長短，在做相同多的功，用時越短，功率越大

　　三、復習過程

　　例1：(06北京)如圖5所示的四種情景中，人對物體做功的是 

　　例2：. (06廣州)下列關于力做功的說法，正確的是

　　a.人提著箱子站在地面不動，手的拉力對箱子沒有做功

　　b.人把箱子從二樓提到三樓，手的拉力對箱子沒有做功

　　c.汽車在水平公路上勻速行駛，汽車所受重力對汽車有做功

　　d.過山車向下運動過程中，車上乘客所受重力對乘客沒有做功

　　例3：（06黃崗）如圖是一種開瓶器。使用時將螺旋鉆頭旋進軟木塞， 再用雙手按壓把即可將瓶塞拔出。鉆頭做得尖細是為了  ，壓把相當于  。王哲在5s內將瓶塞拔出，若瓶塞長5㎝，瓶塞受到的平均阻力為200n，則王哲克服瓶塞阻力做了  j功，其做功的功率為  w。

　　例4 (06泰州)你思考過“人在水平路面上前進時是否要克服重力做功”這個問題嗎？小文同學對此進行了研究.她通過查閱資料得知，人體的重心大約位于肚臍上方2寸、脊椎前1寸處，人只要走路，其重心就必然會發生上下位置的變化，重心升高就需要克服重力做功.小文假設人在正常走路時，重心在人體中的位置近似不變，她行走了100m，有關測量數據如下表（表中的步距是指跨出每一步兩腳之間的距離）：

　　質量m/kg 步距s/m 腿長l/m 時間t/s

　　50 0.50 0.65 100

　　（1）小文同學注意到，當自己的前腳跨出時重心會下降，而后腳收起時重心會升高，則她每走一步，自己的重心會下降或升高多少米？

　　（2）小文行走100m需要克服重力做多少功？克服重力做功的功率多大？

　　（3）通過分析，你認為人在水平路面上通過走路來進行鍛煉時，哪些因素會影響人的鍛煉效果？

　　例5 （06昆明）請你設計一個測量兩位同學從一樓上到三樓做功快慢的實驗。（1）已提供的器材是秒表和皮尺，還需要的器材是_______________；（2）實驗需要測量的物理量是__________、__________和__________。（3）請寫出比較兩位同學做功快慢的方法。

　　四、堂上練習

　　1、（06無錫）下列過程中，人對物體做功的是    (    )

　　2、06荷澤）下列關于功率和機械效率的說法中，正確的是（   ）

　　a. 功率大的機械，做功一定多     

　　b.做功快的機械，功率一定大

　　b. 效率高的機械，功率一定大     

　　d.做功多的機械，效率一定高

　　3、（06攀枝花）以下幾種情況中，力對物體做功的有( b    )

　　a.人用力提杠鈴，沒有提起來

　　b.沿著斜面把汽油桶推上車廂

　　c.用力提著水桶水平移動2米，水桶離地面高度不變

　　d.物體在光滑水平面上勻速前進二米

　　4、圖4是中國科學家在建造的世界上第一個全超導核聚變“人造太陽”。在組裝時，需要用如圖4所示的滑輪把重為1000牛的物體勻速提升12米，則作用在滑輪上的拉力f為______牛，繩子對重物所做的功為________焦，若提升重物所用的時間為1分鐘，則繩子對重物做功的功率為________瓦。

　　5、（06廣東）一質量為3000kg的汽車沿著長為5.4km的盤山公路勻速行駛，當它從山腳行駛到高為0.5km的山頂時，耗時15min，汽車發動機的牽引力為4000n。求：

　　（1）汽車行駛的速度。

　　（2）汽車發動機牽引力做的功。

　　（3）汽車發動機牽引力的功率。

　　6、(06韶關)如圖小明同學體重為50kg，背著重為60n的書包，書包帶與小明

　　的肩部接觸的總面積為300cm2.求：

　　(1)書包帶對小明肩部的壓強.

　　(2)小明背著書包走到了三樓的課室，在這過程中他做的功.

　　(3)此過程小明用了20s.他做功的功率是多少.

　　五、教學反思

　　第二課時

　　一、基礎練習

　　1、有用功：定義：對人們有用的功。公式：w有用＝gh（提升重物）

　　2、額外功：定義：并非我們需要但又不得不做的功；公式：w額= w總－w有用

　　3、總功： 定義：有用功加額外功或動力所做的功；公式：w總=w有用＋w額=fs

　　4、機械效率：定義：有用功跟總功的比值。公式：         

　　二、復習內容

　　1、機械效率：

　　（1）有用功：  定義：對人們有用的功。

　　公式：w有用＝gh（提升重物）=w總－w額

　　=ηw總

　　斜面：w有用= gh

　　（2）額外功：      定義：并非我們需要但又不得不做的功

　　公式：w額= w總－w有用=g動h（忽略輪軸摩擦的動滑輪、滑輪組）

　　斜面：w額=f l

　　（3）總功：       定義：有用功加額外功或動力所做的功

　　公式：w總=w有用＋w額=fs= w有用/η

　　斜面：w總= fl+gh=fl

　　（4）機械效率：①  定義：有用功跟總功的比值。

　　②  公式：          

　　斜 面：

　　定滑輪：          

　　動滑輪：

　　滑輪組

　　③ 有用功總小于總功，所以機械效率總小于1 。通常用 百分數 表示。某滑輪機械效率為60%表   示有用功占總功的60% 。

　　④提高機械效率的方法：減小機械自重、減小機件間的摩擦。

　　通常是減少額外功，如搞好潤滑，減輕機械自重；在無法減小額外功的情況下，采用增大有用功來提高機械效率。例如，在用滑輪組提高重物（不計摩擦）時：

　　為提高機械效率，在機械結構一定的情況下，可以采取增加提升物重的辦法來實現。

　　（5）機械效率的測量：

　　原 理：

　　應測物理量：鉤碼重力g、鉤碼提升的高度h、拉力f、繩的自由端移動的距離s

　　器 材：除鉤碼、鐵架臺、滑輪、細線外還需 刻度尺、彈簧測力計。

　　步驟：必須勻速拉動彈簧測力計使鉤碼升高，目的：保證測力計示數大小不變。

　　結論：影響滑輪組機械效率高低的主要因素有：

　　①動滑輪越重，個數越多則額外功相對就多。

　　②提升重物越重，做的有用功相對就多。

　　③ 摩擦，若各種摩擦越大做的額外功就多。

　　④繞線方法和重物提升高度不影響滑輪機械效率。

　　2、機械效率和功率的區別：

　　功率和機械效率是兩個不同的概念。功率表示做功的快慢，即單位時間內完成的功；機械效率表示機械做功的效率，即所做的總功中有多大比例的有用功。

　　三、復習過程

　　例1：（（06南寧）圖16是工廠車間里用來吊運物體的天車及其滑輪組示意圖，鋼絲繩用n的力將重為6000n的物體勻速吊起.若在1min內，貨物從地面被提升到6m高處，求：

　　（1）鋼絲繩提升貨物時所做的有用功和有用功率；

　　（2）滑輪組的機械效率；

　　（3）要提高滑輪組的機械效率，可采用哪些方法？（答出2種方法即可）  

　　例2：（06吉林）如圖6所示，將體積為2.0×l0-3m3的松木塊，沿斜面勻速上拉時彈簧測力計的示數為4n.松木塊沿斜面移動lm，上升的高度為30cm.求：(1)松木塊的重力.(2)斜面的機械效率.(g=10n/kg  ρ木　=　0.5×lo3kg/m3。)

　　例3：（06南昌）瑞瑞同學家住樓上，最近正在裝修房子，需要搬運裝修材料，但有些材料由于樓道過窄不方便搬運，于是瑞瑞建議采用如圖19所示的滑輪組，這樣站在地上就可以把材料運上樓.若某次搬運的材料重765n，被提升的高度為10m，人所用的拉力為450n.求：

　　(1)請你幫助瑞瑞畫出滑輪組的繞線示意圖.

　　(2)用滑輪組提升材料時做的有用功是多少?

　　(3)該滑輪組的機械效率是多少?

　　(4)隨后，瑞瑞同學查閱了有關機械效率知識的資料，看到右表中的一組數據，請你找  出這些機械設備效率的共同特點.

　　例4 （06湖州）在某次升國旗的儀式上，小強同學通過滑輪   

　　組將—質量為0.8千克的國旗緩緩勻速升高15米，如圖所示。問：(1)小強勻速拉繩的力為多少?(2)此過程巾，小強對旗做了多少功?(3)如果升旗用了50秒的時間，則小強做功的功率為多大?(不計滑輪與繩的摩擦，滑輪、繩的質量忽略不汁，取g=10牛/千克)

　　例5 （06長沙）如圖是小紅同學探究影響斜面機械效率因素的實驗裝置。實驗準備的器材有：三個質量不同的木塊a；三條粗糙程度不同的長木板b；

　　三個高度不同的長方體鐵塊c；刻度尺。

　　（1）實驗還需補充的器材有____________；

　　（2）下面是小紅探究斜面機械效率與物重的關系時

　　記錄的有關數據。

　　通過分析數據，你可以得出結論：__________________________________________；

　　（3）上述實驗中，保持斜面長度不變，將斜面升高到0.2m，把一個重6n的物體沿斜面向上拉時，所需拉力為3.8n，則此時斜面的機械效率是__________________；

　　（4）斜面的機械效率可能與斜面的_______________________有關。（只填一個因素）

　　例6 （06山東）小軍和小民在用圖12所示的實驗裝置完成了“測定滑輪組的機械效率”的實驗后，想：在所用滑輪組一定的情況下，它的機械效率與哪些因素有關呢？兩人根據各自的生活經驗和所學知識提出了多種猜想，經過激烈討論并虛心聽取了其他同學的意見，最后形成了以下兩個猜想：

　　猜想1  可能與提升的速度大小有關；

　　猜想2  可能與被提升的物體重有關。

　　小軍和小民用圖12所示的實驗裝置對上面兩個猜想進行了探究，得到的實驗數據記錄如下表。

　　小軍的實驗記錄  小民的實驗記錄

　　物理量

　　控制因素 鉤碼重/n 繩端拉力/n 機械效率      物理量

　　控制因素 鉤碼重/n 繩端拉力/n 機械效率

　　較小提升速度 10 4.2 79.4%  大致相同的

　　提升速度 10 4.2 79.4%

　　中等提升速度 10 4.2 79.4%   15 6.0 83.3%

　　較大提升速度 10 4.2 79.4%   20 7.5 

　　（1）請幫助小民完成表中的一項計算；

　　（2）分析小軍和小民的實驗數據，得到的實驗結論是：在滑輪組一定的情況下，它的機械效率與＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿有關；它們的關系是：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

　　四、堂上練習

　　1、（06攀枝花）如圖14所示，建筑工地上的吊車是靠電動機來提升貨物，貨物重 103n，電動機的額定電流為 4a，電阻為20ω；電動機正常工作時，作用在繩子上的拉力為500n， l分鐘內將貨物勻速提升了6m。求：（1）滑輪組的機械效率是多少？（2）電動機的額定功率是多少？

　　2、(06廣州)用如圖7的滑輪組把貨物拉上貨倉，貨物重500n，用350n的力f拉繩端使貨物勻速上升1m，此過程有用功為　　　　j，總功為　　　　j，滑輪組的機械效率為　　　　.

　　3、(06蘭州)利用如圖3所示裝置將重為l00n的物體勻速從斜面的底端拉到頂端。已知斜面的長是5m，高是2m，拉力為f=50n，則該裝置的機械效率為    (  )

　　a.40％    b.50％    c.80％   d.100％

　　4、（06煙臺）在不計繩重和摩擦的情況下，利用圖4所示的甲、

　　乙兩  裝置，分別用力把相同的物體勻速提升相同的高度.若

　　用η甲、η 乙  表示甲、乙兩裝置的機械效率，w甲、w乙表示拉力所做的功。

　　a.η甲＝η乙，w甲＝w乙

　　b.η甲＞η乙，w甲＞w乙

　　c.η甲＜η乙，w甲＜w乙

　　d.η甲＞η乙，w甲＜w乙

　　五、教學反思

　　第三課時

　　一、基礎練習

　　1、動能是物體運動而具有的能，動能的大小決定物體的質量和速度。

　　2、勢能是由于物體被舉高或發生彈性形變而具有的能。重力勢能的大小由物重和高度決定。彈性勢能的大小與物體發生彈性形變的大小等因素有關。

　　3、機械能是動能和勢能的總稱。

　　4、動能和勢能可以相互轉化，一個物體如果只有動能和勢能的相互轉化，在轉化過程中動能和勢能的大小都會改變，但總機械能不變。實際上動能和勢能在轉化過程中會有一部分能量轉化成其它形式的能，雖然總的能量仍然守恒，但機械能減少了。

　　二、復習內容

　　1、動能和勢能

　　（1）能量：一個物體能夠做功，我們就說這個物體具有能

　　理解：①能量表示物體做功本領大小的物理量；能量可以用能夠做功的多少來衡量。

　　②一個物體“能夠做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已經做功”如：山上靜止的石頭具有能量，但它沒有做功。也不一定要做功。

　　（2）知識結構：

　　（1） 探究決定動能大小的因素：

　　①　猜想：動能大小與物體質量和速度有關；

　　② 實驗研究：研究對象：小鋼球  方法：控制變量；       

　　？如何判斷動能大小：看小鋼球能推動木快做功的多少

　　？如何控制速度不變：使鋼球從同一高度滾下，則到達斜面底端時速度大小相同；

　　？如何改變鋼球速度：使鋼球從不同同高度滾下；

　　③分析歸納：保持鋼球質量不變時結論：運動物體質量相同時；速度越大動能越大；

　　保持鋼球速度不變時結論：運動物體速度相同時；質量越大動能越大；

　　④得出結論：物體動能與質量和速度有關；速度越大動能越大，質量越大動能也越大。

　　（4）機械能：動能和勢能統稱為機械能。

　　理解：①有動能的物體具有機械能；②有勢能的物體具有機械能；③同時具有動能和勢能的物體具有機械能。

　　2、動能和勢能的轉化

　　（1）知識結構：

　　（2）動能和重力勢能間的轉化規律：

　　①質量一定的物體，如果加速下降，則動能增大，重力勢能減小，重力勢能轉化為動能；

　　②質量一定的物體，如果減速上升，則動能減小，重力勢能增大，動能轉化為重力勢能；

　　（3）動能與彈性勢能間的轉化規律：

　　①如果一個物體的動能減小，而另一個物體的彈性勢能增大，則動能轉化為彈性勢能；

　　②如果一個物體的動能增大，而另一個物體的彈性勢能減小，則彈性勢能轉化為動能。

　　（4）動能與勢能轉化問題的分析：

　　⑴首先分析決定動能大小的因素，決定重力勢能（或彈性勢能）大小的因素——看動能和重力勢能（或彈性勢能）如何變化。

　　⑵還要注意動能和勢能相互轉化過程中的能量損失和增大——如果除重力和彈力外沒有其他外力做功即：沒有其他形式能量補充或沒有能量損失），則動能勢能轉化過程中機械能不變。

　　⑶題中如果有“在光滑斜面上滑動”則“光滑”表示沒有能量損失——機械能守恒；“斜面上勻速下滑”表示有能量損失——機械能不守恒。

　　三、復習過程

　　例1：下表中給出了一頭牛漫步行走和一名中學生百米賽跑時的一些數據：

　　物體 質量m/kg 速度v/(m.s-1) 動能e/j

　　牛 約600 約0.5 約75

　　中學生 約50 約6 約900

　　分析數據，可以看出對物體動能大小影響較大的是 速度

　　你判斷的依據：人的質量約為牛的1/12，而速度約為牛的12倍此時動能為牛的12倍說明速度對動能影響大

　　例2：江蘇省宿遷市 超市的自動扶梯把小明從一樓勻速送到二樓的過程中，小明的

　　a.動能減小，勢能增大，機械能不變

　　b.動能增大，勢能增大，機械能增大

　　c.動能不變，勢能增大，機械能增大

　　d.動能不變，勢能不變，機械能不變

　　例3：廣州市用繩子把一個鐵鎖懸掛起來.把鐵鎖拉到剛好

　　貼著自己的鼻子，穩定后松手，頭不動（如圖16），鐵

　　鎖由開始位置a沿弧線ac向另一側的最高點c運動，然

　　后再從c往回運動.

　　（l）從a點到最低點b點的過程中，鐵鎖的動能、重力勢能如何變化？

　　（2）從能的轉化和守恒角度分析鐵鎖擺回時能否碰到鼻子。

　　例4 寧波市每次鉛球項目測試，小明同學的成績總是不理想。他想影響鉛球擲得遠近的因素到底有哪些呢？為此.他以一支玩具手槍為實驗器材進行了以下探究：

　　（1）熟悉手槍結構：玩具手槍的內部結構中有一根彈簧，彈簧壓縮的長度可調節。壓縮的彈簧伸長時，將子彈射出，彈簧的     能轉化成子彈的動能。

　　（2）探究過程：

　　①提出假設：在相同條件下，子彈的射程可能和槍管與水平面的夾角有關。

　　②設計實驗，記錄數據：他把手槍固定在某一高度后，保持子彈從槍口射出時的速度相同.改變槍管與水平面夾角，用同一顆子彈做了五次試驗，記錄數據如下：

　　③分析數據，得出結論：在相同條件下，子彈的射程跟槍管與水平面的夾角有關，夾角在

　　度左右時，子彈射程最遠。小明由此推想：相同條件下，鉛球以這一角度擲出，擲得最遠。

　　④交流和評價：第二天，小明與同桌交流探究成果，同桌認為小明對子彈射程與水平夾角b的探究還可進一步完善。同桌的話啟發小明對實驗方案進行改進，獲得了更準確的結論。小明所作的改進是           

　　（3）完成上述探究后，小明想到影響子彈射程的因素可能還有許多，又提出一個合理的假設。你認為他的假設是：                           。小明開始了新的探究……

　　四、堂上練習

　　1、（海淀區）跳傘運動員在“中華第一高樓”----上海金茂大廈進行跳傘。運動員從345m的高度跳下，在下落過程中運動員的重力勢能¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬       (選填“增大”“不變” 或“減小”) ，若以________為參照物，運動員是靜止的

　　2、江西省 初三（1）班《八榮八恥》宣傳欄中記述著：“某高樓大廈發生高空拋物不文明行為，一位老太太被拋下的西瓜皮砸傷……”，被拋下的西瓜皮在下落過程中逐漸增大的物理量是                                                  

　　a.重力勢能     b.動能   c.重力  d.密度

　　3、XX年杭州市 下圖表示撐桿跳高運動的兒個階段：助跑、撐桿起跳、越橫桿。在這幾個階段中能量的轉化情況是：

　　⑴.助跑階段，運動員消耗體內的化學能______ (選填“大于”、“小于”或“等于”)運動員和撐桿獲得的動能。

　　⑵.撐桿起跳階段，運動員的______________能增加。

　　⑶.運動員越過橫桿后，運動員將_______________能轉化_________________能。

　　4、浙江省紹興市 在學習勢能知識時，小明同學猜想物體的重力勢能的大小可能與以下三個因素有關：①物體高度，②物體質量大小，③物體所處地理位置。為了證明自己的猜想，首先決定對因素①進行驗證.他把橡皮泥平鋪在水平面上，讓1個小球從不同高度自由下落，記錄結果如表所示。

　　（1）該同學依據判斷重力勢能的大小                      ；

　　（2）本實驗的結論是                        ；

　　（3）若想對因素②進行驗證，你認為實驗中應控制相等的變量是                。

　　5、如何有效地提高能量利用率是人類所面臨的一項主要任務，圖3是某輕軌車站的設計方案示意圖，該圖表明與站臺前后連接的軌道都有一個小坡度。請說明這種設計可以節能的理由。

　　五、教學反思

機械能 篇13

　　高中物理課堂教學教案     

　　課 題 §5.9 實驗：驗證機械能守恒定律 課 型 新授課（2課時）

　　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、態度與價值觀

　　通過實驗驗證，體會學習的快樂，激發學習的興趣；通過親身實踐，樹立“實踐是檢驗真理的唯一標準”的科學觀.培養學生的觀察和實踐能力，培養學生實事求是的科學態度.

　　教學重點、難點 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 方 法  探究、講授、討論、練習

　　教  學 手 段 教具準備

　　重物、電磁打點計時器以及紙帶、復寫紙片、低壓電源及兩根導線、鐵架臺和鐵夾、刻度尺、小夾子.

　　教 學 活 動

　　[新課導入]

　　師：上一節課我們學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：自由落體運動中機械能是不是守恒?

　　生：自由落體運動中物體只受到重力的作用，這個過程只有重力做功，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，可以根據什么來進行推導呢?

　　生1：可以通過牛頓運動定律進行推導.

　　生2：可以根據動能定理進行推導.

　　(投影展示與一個自由落體運動相關的題目，從題目中知道有關的物理量，讓學生分別根據牛頓運動定律和動能定理推導機械能守恒定律，再一次熟悉這個定律，并為本節課的教學打下基礎)

　　[新課教學]

　　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。

　　師：在做實驗之前，我們首先要明確這樣幾個問題，首先這個實驗需要什么器材?

　　生：最容易想到的器材是重物、電磁打點計時器以及紙帶.復寫紙片.低壓電源及兩根導線，鐵架臺和鐵夾，刻度尺，小夾子.

　　師：打點計時器的作用是什么?

　　生：記錄在紙帶上打的點，用這些點來求出物體在經過某一點的速度.

　　師：低壓交流電源是不是必需的?

　　生：低壓交流電源并不是必需的，如果采用的是電火花計時器時，它所需要的電壓是交流220v，所以不需要低壓電源.

　　師：重物選取的原則是什么?為什么?

　　生：密度比較大，質量相對比較大，可以減小因為空氣阻力帶來的誤差.

　　師：實驗中還有哪些應該注意的地方?

　　生：計時器要穩定在鐵架臺上，計時器平面與紙帶限位孔調整在豎直方向，鐵架臺放在桌邊，計時器距地面的距離大約是1 m.

　　師：這樣做的目的是什么?

　　生：計時器平面與紙帶限位孔在豎直方向上的目的是減小摩擦以減小實驗誤差的產生，鐵架臺放在桌邊有利于重物下落到地面上，計時器距地面的距離較大的目的是能夠有充足的時間使重物下落，以便在紙帶上能夠打出較多的點，有利于進行計算.

　　師：實驗中的誤差主要來源于哪里?

　　生：重物和紙帶下落過程中要克服阻力，主要是紙帶和計時器之間的摩擦力，計時器平面不在豎直方向上；紙帶與計時器不平行：交流電的頻率不等于50 hz測量數據時的誤差等等.

　　師：過程開始和終結位置是怎樣選擇的?

　　生：實驗用的紙帶一般小于1 m，從起始點開始大約能打出20個左右的計數點，終結位置的點可以選擇倒數第一個點或者倒數第二個點，從這一個點向前數4—6個點當開始的點.

　　師：這樣選取的目的是什么?

　　生：這樣選取的目的是可以減小這兩個點瞬時速度和兩點之間的距離(高度h)測量的誤差.

　　師：在數據處理時，是不是必須從打的第一個點開始呢?

　　生：課文中有這樣的句子“紙帶上某兩點的距離等于重物下落的高度，這樣就能得到重物下落過程中勢能的變化”.在第四節我們已經學習了重力勢能的相對性，處理紙帶時選擇適當的點為參考點，勢能的大小不必從起始點開始計算.

　　師：在實驗中是不是要先進行測量重物的質量呢?

　　生：不需要測量重物的質量，因為這個物理量在式子兩邊可以約掉.

　　師：實驗中重物經過某一點的速度是怎樣得到的呢?

　　(投影展示學生的推導過程，這個結論非常重要，一定要讓學生能夠自己推導)

　　2、如何求出a點的瞬時速度va？

　　根據做勻加速運動的物體在某一段時間t內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。

　　根據公式 ，t=2×0.02 s（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。

　　根據以上數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。

　　4、描繪圖像

　　師：可以結合v-t圖象了解瞬時速度和時間中點的平均速度相等的物理意義.

　　師：在處理紙帶時，是不是要像我們以前做的那樣，每隔五個點取一個計數點，也就是說每0.1 s為一個時間間隔呢?

　　生：如果時間間隔是0.1s，由于自由落體加速度較大，很容易出現紙帶上點數不夠用的情況，所以時間間隔不能太長.

　　師：下面我們準備進行實驗，在進行實驗之前還應該做幾件事情!首先是確定實驗的步驟，大家分組討論一下，然后得出一個比較合理的實驗步驟.

　　(學生討論實驗的步驟，教師巡回指導，幫助能力較差的學生完成實驗步驟)(參考實驗步驟)

　　1.把打點計時器安裝在鐵架臺上，用導線將學生電源和打點計時器接好.

　　2.把紙帶的一端用夾子固定在重錘上，另一端穿過打點計時器的限位孔，用手豎直提起紙帶，使重錘停靠在打點計時器附近.

　　3.接通電源，待計時器打點穩定后再松開紙帶，讓重錘自由下落，打點計時器應該在紙帶上打出一系列的點.

　　4.重復上一步的過程，打三到五條紙帶.

　　5.選擇一條點跡清晰且第l、2點間距離接近2 mm的紙帶，在起始點標上0，以后各點依次為1、2、3……用刻度尺測量對應下落的高度h1\h2\h3，……記人表格中.

　　6.用公式vn=hn+1+hn-1/2t，計算出各點的瞬時速度v1\v2\v3……并記錄在表格中.

　　各計數點     l     2     3     4     5     6

　　下落高度      

　　速度      

　　勢能      

　　動能      

　　結論      

　　7.計算各點的重力勢能的減少量mgh。和動能的增加量1/2mvn2，并進行比較.看是否相等，將數值填人表格內.

　　師：在其中的幾步中，提到了要把數據填人表格，那么我們應該設計一個什么樣的表格來適應于實驗呢?

　　(學生思考表格的設計方法，獨立完成表格的設計)(參考表格)

　　教師活動：在學生開始做實驗之前，老師應強調如下幾個問題：

　　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，選取的各個計數點要離起始點適當遠些好，還是近些好？

　　學生活動：思考老師的問題，討論、交流。選出代表發表見解。

　　1、因為打點計時器每隔0.02 s打點一次，在最初的0.02 s內物體下落距離應為0.002 m，所以應從幾條紙帶中選擇第一、二兩點間距離接近兩年2 mm 的紙帶進行測量；二是在紙帶上所選的點就是連續相鄰的點，每相鄰兩點時間間隔 t =0.02 s.

　　2、因為不需要知道物體在某點動能和勢能的具體數值，所以不必測量物體的質量 m，而只需驗證 就行了。

　　3、打點計時器要豎直架穩，使其兩限位孔在同一豎直平面內，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，選取的各個計數點要離起始點適當遠些好。

　　課余作業

　　1、完成實驗報告。

　　2、完成如下思考題：

　　（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，根據實驗數據繪出的圖線應是         ，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……為連續的計數點。現測得兩相鄰計數點之間的距離分別為s1、s2、s3、s4、s5、s6，已知相鄰計數點間的打點時間間隔均為t。根據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__________號計數點之間的過程為研究對象。 學 生 活 動

　　作   業 

　　（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，選取的計數點為a、b、c、d，各計數點到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根據紙帶提供的數據，在誤差允許的范圍內，重錘從靜止開始到打出b點的過程中，得到的結論是                                 。

　　［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）/9t 2，

　　（s5+ s6）/2t，1、5.    （4）①1.175，0.69，0.69 ②0.69， ③機械能守恒。］

　　板   書   設   計 5.9 實驗：驗證機械能守恒定律

　　一、實驗方法    驗證用自由落體運動中機械能守恒   

　　二、要注意的問題  實驗的誤差來源

　　三、速度的測量    做勻變速運動的紙帶上某點的瞬時速度，等于相鄰兩點間的平均速度.

　　教

　　學

　　后

　　記 教學體會

　　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現過程是培養學生能力的關鍵，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。學生素質的培養就成了鏡中花，水中月。