机械能教案(15篇)

作为一名默默奉献的教育工作者，常常要根据教学需要编写教案，教案是教学蓝图，可以有效提高教学效率。那么教案应该怎么写才合适呢？下面是小编收集整理的机械能教案，欢迎大家借鉴与参考，希望对大家有所帮助。

机械能教案1

一、教学目标

1．在已经学习有关机械能概念的基础上，学习机械能守恒定律，掌握机械能守恒的条件，掌握应用机械能守恒定律分析、解决问题的基本方法。

2．学习从功和能的角度分析、处理问题的方法，提高运用所学知识综合分析、解决问题的能力。

二、重点、难点分析

1．机械能守恒定律是本章教学的重点内容，本节教学的重点是使学生掌握物体系统机械能守恒的条件；能够正确分析物体系统所具有的机械能；能够应用机械能守恒定律解决有关问题。

2．分析物体系统所具有的机械能，尤其是分析、判断物体所具有的重力势能，是本节学习的难点之一。在教学中应让学生认识到，物体重力势能大小与所选取的参考平面(零势面)有关；而重力势能的变化量是与所选取的参考平面无关的。在讨论物体系统的机械能时，应先确定参考平面。

3．能否正确选用机械能守恒定律解决问题是本节学习的另一难点。通过本节学习应让学生认识到，从功和能的角度分析、解决问题是物理学的重要方法之一；同时进一步明确，在对问题作具体分析的条件下，要能够正确选用适当的物理规律分析、处理问题。

三、教具

演示物体在运动中动能与势能相互转化。

器材包括：麦克斯韦滚摆；单摆；弹簧振子。

四、主要教学过程

(一)引入新课

结合复习引入新课。

前面我们学习了动能、势能和机械能的知识。在初中学习时我们就了解到，在一定条件下，物体的动能与势能(包括重力势能和弹性势能)可以相互转化，下面我们观察演示实验中物体动能与势能转化的情况。

[演示实验] 依次演示麦克斯韦滚摆、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。

通过观察演示实验，学生回答物体运动中动能、势能变化情况，教师小结：

物体运动过程中，随动能增大，物体的势能减小；反之，随动能减小，物体的势能增大。

提出问题：上述运动过程中，物体的机械能是否变化呢？这是我们本节要学习的主要内容。

(二)教学过程设计

在观察演示实验的基础上，我们从理论上分析物理动能与势能相互转化的情况。先考虑只有重力对物体做功的理想情况。

1．只有重力对物体做功时物体的机械能

问题：质量为m的物体自由下落过程中，经过高度h1处速度为v1，下落至高度h2处速度为v2，不计空气阻力，分析由h1下落到h2过程中机械能的变化(引导学生思考分析)。

分析：根据动能定理，有

下落过程中重力对物体做功，重力做功在数值上等于物体重力势能的变化量。取地面为参考平面，有

WG＝mgh1-mgh2

由以上两式可以得到

引导学生分析上面式子所反映的物理意义，并小结：下落过程中，物体重力势能转化为动能，此过程中物体的机械能总量不变。

指出问题：上述结论是否具有普遍意义呢？作为课后作业，请同学们课后进一步分析物体做平抛和竖直上抛运动时的情况。

明确：可以证明，在只有重力做功的情况下，物体动能和势能可以相互转化，而机械能总量保持不变。

提出问题：在只有弹簧弹力做功时，物体的机械能是否变化呢？

2．弹簧和物体组成的系统的机械能

以弹簧振子为例(未讲振动，不必给出弹簧振子名称，只需讲清系统特点即可)，简要分析系统势能与动能的转化。

明确：进一步定量研究可以证明，在只有弹簧弹力做功条件下，物体的动能与势能可以相互转化，物体的机械能总量不变。

综上所述，可以得到如下结论：

3．机械能守恒定律

在只有重力和弹簧弹力对物体做功的情况下，物体的动能和势能可以相互转化，物体机械能总量保持不变。这个结论叫做机械能守恒定律。

提出问题：学习机械能守恒定律，要能应用它分析、解决问题。下面我们通过具体问题的分析来学习机械能守恒定律的应用。在具体问题分析过程中，一方面要学习应用机械能守恒定律解决问题的方法，另一方面通过问题分析加深对机械能守恒定律的理解与认识。

4．机械能守恒定律的应用

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？

归纳学生分析的结果，明确：

(1)小球下落过程中，只有重力对小球做功，满足机械能守恒条件，可以用机械能守恒定律求解；

(2)应用机械能守恒定律时，应明确所选取的运动过程，明确初、末状态小球所具有的机械能。

例题求解过程：

取地面为参考平面，抛出时小球具有的重力势能Ep1＝mgh，动能

落地时小球的速度大小为

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？

例2．小球沿光滑的斜轨道由静止开始滑下，并进入在竖直平面内的离心轨道运动，如图所示，为保持小球能够通过离心轨道最高点而不落下来，求小球至少应从多高处开始滑下？已知离心圆轨道半径为R，不计各处摩擦。

提出问题，引导学生思考分析：

(1)小球能够在离心轨道内完成完整的圆周运动，对小球通过圆轨道最高点的速度有何要求？

(2)从小球沿斜轨道滑下，到小球在离心轨道内运动的过程中，小球的机械能是否守恒？

(3)如何应用机械能守恒定律解决这一问题？如何选取物体运动的初、末状态？

归纳学生分析的结果，明确：

(1)小球能够通过圆轨道最高点，要求小球在最高点具有一定速度，即此时小球运动所需要的向心力，恰好等于小球所受重力；

(2)运动中小球的机械能守恒；

(3)选小球开始下滑为初状态，通过离心轨道最高点为末状态，研究小球这一运动过程。

例题求解过程：

取离心轨道最低点所在平面为参考平面，开始时小球具有的机械能E1＝mgh。通过离心轨道最高点时，小球速度为v，此时小球的机械能

成完整的圆周运动。

进一步说明：在中学阶段，由于数学工具的限制，我们无法应用牛顿运动定律解决小球在离心圆轨道内的运动。但应用机械能守恒定律，可以很简单地解决这类问题。

例3．长l＝80cm的细绳上端固定，下端系一个质量 m＝100g的小球。将小球拉起至细绳与竖直方向成60°角的位置，然后无初速释放。不计各处阻力，求小球通过最低点时，细绳对小球拉力多大？取g＝10m/s2。

提出问题，引导学生分析思考：

(1)释放后小球做何运动？通过最低点时，绳对小球的拉力是否等于小球的重力？

(2)能否应用机械能守恒定律求出小球通过最低点时的速度？

归纳学生分析结果，明确：

(1)小球做圆周运动，通过最低点时，绳的拉力大于小球的重力，此二力的合力等于小球在最低点时所需向心力；

(2)绳对小球的拉力不对小球做功，运动中只有重力对球做功，小球机械能守恒。

例题求解过程：

小球运动过程中，重力势能的变化量ΔEp＝-mgh＝-mgl(1-cos60°)，

在最低点时绳对小球的拉力大小为

提出问题：通过以上各例题，总结应用机械能守恒定律解决问题的基本方法。

归纳学生的分析，作课堂小结。

五、小结

1．在只有重力做功的过程中，物体的机械能总量不变。通过例题分析要加深对机械能守恒定律的理解。

2．应用机械能守恒定律解决问题时，应首先分析物体运动过程中是否满足机械能守恒条件，其次要正确选择所研究的物理过程，正确写出初、末状态物体的机械能表达式。

3．从功和能的角度分析、解决问题，是物理学研究的重要方法和途径。通过本节内容的学习，逐步培养用功和能的观点分析解决物理问题的能力。

4．应用功和能的观点分析处理的问题往往具有一定的综合性，例如与圆周运动或动量知识相结合，要注意将所学知识融汇贯通，综合应用，提高综合运用知识解决问题的能力。

六、说明

势能是相互作用的物体系统所共有的，同样，机械能也应是物体系统所共有的。在中学物理教学中，不必过份强调这点，平时我们所说物体的机械能，可以理解为是对物体系统所具有的机械能的一种简便而通俗的说法。

机械能教案2

一、教学目标

1.在物理知识方面要求.

(1)掌握机械能守恒定律的条件;

(2)理解机械能守恒定律的物理含义.

2.明确运用机械能守恒定律处理问题的优点，注意训练学生运用本定律解决问题的思路，以培养学生正确分析物理问题的习惯.

3.渗透物理学方法的教育，强调用能量的转化与守恒观点分析处理问题的重要性.

二、重点、难点分析

1.机械能守恒定律是力学知识中的一条重要规律.是一个重点知识.特别是定律的适用条件、物理意义以及具体应用都作为较高要求.

2.机械能守恒定律的适用条件的理解以及应用，对多物理生来说，虽经过一个阶段的学习，仍常常是把握不够，出现各式各样的错误.这也说明此项正是教学难点所在.

三、教具

投影片若干，投影幻灯，彩笔，细绳，小球，带有两个小球的细杆，定滑轮，物块m、M，细绳.

四、教学过程设计

(一)复习引入新课

1.提出问题(投影片).

(1)机械能守恒定律的内容.

(2)机械能守恒定律的条件.

2.根据学生的回答，进行评价和归纳总结，说明(1)机械能守恒定律的物理含义.

(2)运用机械能守恒定律分析解决物理问题的基本思路与方法.

(二)教学过程设计

1.实例及其分析.

问题1 投影片和实验演示.如图1所示.一根长L的细绳，固定在O点，绳另一端系一条质量为m的小球.起初将小球拉至水平于A点.求小球从A点由静止释放后到达最低点C时的速度.

分析及解答：小球从A点到C点过程中，不计空气阻力，只受重力和绳的拉力.由于绳的拉力始终与运动方向垂直，对小球不做功.可见只有重力对小球做功，因此满足机械能守恒定律的条件.选取小球在最低点C时重力势能为零.根据机械能守恒定律，可列出方程：

教师展出投影片后，适当讲述，然后提出问题.

问题2 出示投影片和演示实验.在上例中，将小球自水平稍向下移，使细绳与水平方向成角，如图2所示.求小球从A点由静止释放后到达最低点C的速度.

分析及解答：仍照问题1，可得结果

问题3 出示投影片和演示实验.现将问题1中的小球自水平稍向上移，使细绳与水平方向成角.如图3所示.求小球从A点由静止释放后到达最低点C的速度.

分析及解答：仿照问题1和问题2的分析.

小球由A点沿圆弧AC运动到C点的过程中，只有重力做功，满足机械能守恒.取小球在最低点C时的重力势能为零.

根据机械能守恒定律，可列出方程：

2.提出问题.

比较问题1、问题2与问题3的分析过程和结果.可能会出现什么问题.

引导学生对问题3的物理过程作细节性分析.起初，小球在A点，绳未拉紧，只受重力作用做自由落体运动，到达B点，绳被拉紧，改做

进一步分析：小球做自由落体运动和做圆周运动这两个过程，都只有重力做功，机械能守恒，而不是整个运动过程机械能都守恒，因此原分析解答不合理.

引导学生进一步分析：小球的运动过程可分为三个阶段.

(1)小球从A点的自由下落至刚到B点的过程;

(2)在到达B点时绳被拉紧，这是一个瞬时的改变运动形式的过程;

(3)在B点状态变化后，开始做圆周运动到达C点.

通过进一步讨论，相互启迪，使学生从直觉思维和理论思维的结合上认识到这一点.前后两个过程机械能分别是守恒的，而中间的瞬时变化过程中由于绳被拉紧，vB在沿绳方向的分速度改变为零，即绳的拉力对小球做负功，有机械能转化为内能，机械能并不守恒.因此，对小球运动的全过程不能运用机械能守恒定律.

正确解答过程如下：(指定一个学生在黑板上做，其余学生在座位上做，最后师生共同讨论裁定.)

小球的运动有三个过程(见图4)：

(1)从A到B，小球只受重力作用，做自由落体运动，机械能守恒.到达B点时，悬线转过2角，小球下落高度为2Lsin，取B点重力势能为零.根据机械能守恒定律

(2)小球到达B点，绳突然被拉紧，在这瞬间由于绳的拉力作用，小球沿绳方向的分速度vB∥减为零，垂直绳的分速度vB不变，即

(3)小球由B到C受绳的拉力和重力作用，做初速度为vB的圆周运动，只有重力做功，机械能守恒，有：

联立①、②、③式可解得vC.

教师对问题1、2、3的分析及解答过程，引导学生归纳总结.进一步提出问题.

问题4 出示投影片和演示实验.

如图5所示，在一根长为L的轻杆上的B点和末端C各固定一个质量为m的小球，杆可以在竖直面上绕定点A转动，现将杆拉到水平位置

与摩擦均不计).

解法(一)：取在C点的小球为研究对象.在杆转动过程中，只有重力对它做功，故机械能守恒.有：

解法(二)：取在B点的小球为研究对象，在杆转动过程中，只有重力对它做功，故机械能守恒：

由于固定在杆上B、C点的小球做圆周运动具有相同的角速度，则vB∶vC=rB∶rC=2∶3，

现比较解法(一)与解法(二)可知，两法的结果并不相同.

提出问题：

两个结果不同，问题出现在何处呢?

学生讨论，提出症结所在.教师归纳总结，运用机械能守恒定律，应注意研究对象(系统)的选取和定律守恒的的条件.在本例题中出现的问题是，整个系统机械能守恒，但是，系统的某一部分(或研究对象)的机械能并不守恒.因而出现了错误的结果.

师生共同归纳，总结解决问题的具体办法.

由于两小球、轻杆和地球组成的系统在运动过程中，势能和动能相互转化，且只有系统内两小球的重力做功，故系统机械能守恒.选杆在水平位置时为零势能点.

则有 E1=0.

而 E1=E2，

教师引导学生归纳总结以上解法的合理性，并进一步提出问题，对机械能守恒定律的理解还可有以下表述：

①物体系在任意态的总机械能等于其初态的总机械能.

②物体系势能的减小(或增加)等于其动能的增加(或减小).

③物体系中一部分物体机械能的减小等于另一部分物体机械能的增加.

请同学分成三组，每组各用一种表述，重解本例题.共同分析比较其异同，这样会更有助于对机械能守恒定律的深化.为此，给出下例，并结合牛顿第二律的运用，会对整个物理过程的认识更加深刻.

已知，小物体自光滑球面顶点从静止开始下滑.求小物体开始脱离球面时=?如图6所示.

先仔细研究过程.从运动学方面，物体先做圆周运动，脱离球面后做抛体运动.在动力学方面，物体在球面上时受重力mg和支承力N，根据牛顿第二定律

物体下滑过程中其速度v和均随之增加，故N逐步减小直到开始脱离球面时N减到零.两个物体即将离开而尚未完全离开的条件是N=0.

解：视小物体与地球组成一系统.过程自小物体离开顶点至即将脱离球面为止.球面弹性支承力N为外力，与物体运动方向垂直不做功;内力仅有重力并做功，故系统机械能守恒.以下可按两种方式考虑.

(1)以球面顶点为势能零点，系统初机械能为零，末机械能为

机械能守恒要求

两种考虑得同样结果.

〔注〕(1)本题是易于用机械能守恒定律求解的典型题，又涉及两物体从紧密接触到彼此脱离的动力学条件，故作详细分析.

(2)解题前将过程分析清楚很重要，如本题指出，物体沿球面运动时，N减小变为零而脱离球面.若过程分析不清将会导致错误.

为加深对机械能守恒定律的理解，还可补充下例.投影片.

一根细绳不可伸长，通过定滑轮，两端系有质量为M和m的小球，且Mm，开始时用手握住M，使系统处于图7所示状态.求：当M由静止释放下落h高时的速度.(h远小于半绳长，绳与滑轮质量及各种摩擦均不计)

解：两小球和地球等组成的系统在运动过程中只有重力做功，机械能守恒.有：

提问：如果M下降h刚好触地，那么m上升的总高度是多少?组织学生限用机械能守恒定律解答.

解法一：M触地，m做竖直上抛运动，机械能守恒.有：

解法二：M触地，系统机械能守恒，则M机械能的减小等于m机械能的增加.即有：

教师针对两例小结：对一个问题，从不同的角度运用机械能守恒定律.体现了思维的多向性.我们在解题时，应该像解本题这样先进行发散思维，寻求问题的多种解法，再进行集中思维，筛选出最佳解题方案.

2.归纳总结.

引导学生，结合前述实例分析、归纳总结出运用机械能守恒定律解决问题的基本思路与方法.

(1)确定研究对象(由哪些物体组成的物体系);

(2)对研究对象进行受力分析和运动过程分析.

(3)分析各个阶段诸力做功情况，满足机械能守恒定律的成立条件，才能依据机械能守恒定律列出方程;

(4)几个物体组成的物体系机械能守恒时，其中每个物体的机械能不一定守恒，因为它们之间有相互作用，在运用机械能守恒定律解题时，一定要从整体考虑.

(5)要重视对物体运动过程的分析，明确运动过程中有无机械能和其他形式能量的转换，对有能量形式转换的部分不能应用机械能守恒定律.

为进一步讨论机械能守恒定律的应用，请师生共同分析讨论如下问题.(见投影片)

如图8所示，质量为m和M的物块A和B用不可伸长的轻绳连接，A放在倾角为的固定斜面上，而B能沿杆在竖直方向上滑动，杆和滑轮中心间的距离为L，求当B由静止开始下落h时的速度多大?(轮、绳质量及各种摩擦均不计)

(指定两个学生在黑板上做题，其余学生在座位上做，最后师生共同审定.)

分析及解答如下：

设B下降h时速度为v1，此时A上升的速度为v2，沿斜面上升距离为s.

选A、B和地球组成的系统为研究对象，由于系统在运动过程中只有重力做功，系统机械能守恒，其重力势能的减小，等于其动能的增加，即有：

由于B下落，使杆与滑轮之间的一段绳子既沿其自身方向运动，又绕滑轮转动，故v1可分解为图9所示的两个分速度.由图9知：

由几何关系知：

综合上述几式，联立可解得v1.

教师归纳总结.

五、教学说明

1.精选例题.

作为机械能守恒定律的应用复习课，应在原有基础上，进一步提高分析问题和解决问题的能力.为此，精选一些具有启发性和探讨性的问题作为实例是十分必要的.

例如，两道错例，是课本例题的引伸和拓展，基本上满足了上述要求，这对于深化学生对机械能守恒和机械能守恒定律的理解，防止学生可能发生的错误，大有裨益.这种对问题的改造过程，也就是从再现思维到创造思维的飞跃过程.它在深化对知识的理解和发展思维能力方面比做一道题本身要深刻得多.

2.教学方法.

注重引导、指导、评价、发展有效结合.

(1)教师提供材料，引导学生从中发现问题.例如，在错误例题中发现两种结果不同.

(2)针对不同结果，教师启发学生找出问题的症结，指导学生共同探求解决方案.

(3)在分析解答过程中，学生运用不同角度处理同一问题，教师及时作出评价.在实际教学中，对教学过程的每一个环节，教师都要对学生学习进行评价.这一方面是实事求是地肯定他们的成绩，让他们享受成功的喜悦，激发他们的学习兴趣;另一方面也是从思维方法上帮助他们总结成功的经验，提高认识，促进他们更有效地学习.

(4)在教学的每个环节中，教师通过运用各种方法和手段，来培养和发展学生的各种能力，这在每个环节中，都有所体现.

机械能教案3

教 学 目 标知识与技能

1。会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度。

2。掌握验证机械能守恒定律的实验原理。

过程与方法

通过用纸带与打点计时器来验证机械能守恒定律，体验验证过程和物理学的研究方法。

情感、态度与价值观

通过实验验证，体会学习的快乐，激发学习的兴趣；通过亲身实践，树立“实践是检验真理的唯一标准”的科学观。培养学生的观察和实践能力，培养学生实事求是的科学态度。

教学重点、难点教学重点

掌握验证机械能守恒定律的实验原理。

教学难点

验证机械能守恒定律的误差分析及如何减小实验误差的方法。

教 学 方 法 探究、讲授、讨论、练习

教 学 手 段教具准备

重物、电磁打点计时器以及纸带、复写纸片、低压电源及两根导线、铁架台和铁夹、刻度尺、小夹子。

教 学 活 动

[新课导入]

师：上一节课我们学习了机械能守恒定律，我们首先采复习一下什么叫做机械能守恒定律?

生：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。这叫做机械能守恒定律。

师：机械能守恒的条件是什么?

生：只有重力和弹力做功。

师：自由落体运动中机械能是不是守恒?

生：自由落体运动中物体只受到重力的作用，这个过程只有重力做功，所以机械能是守恒的。

师：我们要想推导出机械能守恒定律在自由落体中的具体表达式，可以根据什么来进行推导呢?

生1：可以通过牛顿运动定律进行推导。

生2：可以根据动能定理进行推导。

(投影展示与一个自由落体运动相关的题目，从题目中知道有关的物理量，让学生分别根据牛顿运动定律和动能定理推导机械能守恒定律，再一次熟悉这个定律，并为本节课的教学打下基础)

[新课教学]

1、推导出机械能守恒定律在本实验中的具体表达式。

在图1中，质量为m的物体从o点自由下落，以地作零重力势能面，下落过程中任意两点a和b的机械能分别为：

ea= ， eb=

如果忽略空气阻力，物体下落过程中的机械能守恒，于是有

ea=eb，即 =

上式亦可写成

该式左边表示物体由a到b过程中动能的增加，右边表示物体由a到b过程中重力势能的减少。等式说明，物体重力势能的减少等于动能的增加。为了方便，可以直接从开始下落的o点至任意一点（如图1中a点）来进行研究，这时应有： ----本实验要验证的表达式，式中h是物体从o点下落至a点的高度，va是物体在a点的瞬时速度。

师：在做实验之前，我们首先要明确这样几个问题，首先这个实验需要什么器材?

生：最容易想到的器材是重物、电磁打点计时器以及纸带。复写纸片。低压电源及两根导线，铁架台和铁夹，刻度尺，小夹子。

机械能教案4

教学目标：

(一)知识与技能

1.知道什么是机械能;

2.理解动能和势能的转化，机械能守恒; 3.能的利用。

(二)过程与方法

通过体验和观察，了解机械能的转化，及机械能与其他形式能的转化。

(三)情感·态度·价值观

渗透合理利用能源、保护环境意识、安全意识的教育。

教学重点、难点：

理解动能和势能的转化。

教学方法：

实验、讨论、归纳、对比

教具学具：多媒体课件、滚摆、单摆、篮球、教科书第74页的“罐子”。

教学过程：

引入课题：

(演示实验)将教科书第74页所示的“罐子”沿不太陡的斜面滚下。

提问：会有什么出人意料的现象发生吗?

提问：开始铁罐在斜面上具有什么能?

向下滚动时具有什么能?

铁罐滚动时橡皮筋有什么变化?具有什么能?

提问：请同学们举出生活中同时具有动能和势能的事例。根据图片提问：飞行中的飞机具有什么能?

给出机械能的概念。

展示和提问：

展示射箭的图片或视频，提问：弓的弹性势能哪里去了?

提问：举高的球释放后，重力势能减小，是不是能量消失了?归纳得出：动能和势能能够相互转化。

巩固练习

请学生再分析“撑杆跳”、“蹦床”、“蹦极”运动中的能量变化。

演示滚摆实验

请学生观察滚摆的运动，思考滚摆在运动过程中动能和势能是如何变化的?

指导学生进行实验

1.指导学生做单摆实验，并在实验中观察和分析单摆小球在摆动过程中动能和势能是怎样相互转化的。

2.指导学生做教科书中的铁锁摆动的实验。实验前提问：铁锁会打到鼻子吗?

大量事实和研究表明：如果只有动能和势能的相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的总量不变。

展示图片与提问

根据过山车的图片，请学生分析图中的过山车具有什么能?过山车为什么能够不断地翻滚?

展示图片或视频

请学生观看图片或者视频，认识自然界存在的机械能。

讲授：水能和风能是水或者空气因为运动或者位置高而具有的机械能。展示：展示图片或者视频，表现自然界的机械能有利也有弊。

提问：请学生观看图片或者视频，了解：水电站是怎样使发电机转动的，风力发电是怎样的。

总结

1.什么是机械能?

2.什么叫做“机械能守恒”?巩固练习。

机械能教案5

教学过程

一、导入新课：

1、 呈现课题

2、 播放过山车视频：惊险刺激的场面，配以激情旁白（内容取自教材），给学生以强烈的

视觉冲击和心灵震撼，激发学生兴趣，引发学生思考。

3、 回忆再认（知识迁移）：动能的物理意义、影响动能大小的因素；重力势能的物理意义及影响因素；弹性势能的物理意义及影响因素。

二、进行新课：

1、 机械能

引导学生回忆：我们以前学习过哪些能量？曾经接触过哪些能量名词？

动能和势能统称为机械能。

小结：机械能是能量大家族中的一员，在国际单位制中的单位是：焦耳（j）。

2、 动能和重力势能之间的相互转化

（1）、演示滚摆实验

引导学生观察，提出问题：你看到了什么现象？为什么滚摆下降后又自动上升？引导学生分析

播放滚摆实验视频，引导学生重点关注三个要素：滚摆质量、滚摆的运动速度、滚摆离开地面的高度。并注意在全过程中哪些因素变了，哪些因素没变？

讨论：没变的是质量

变化的是——速度、高度。

两个过程：a、下降：质量不变。

现象：离开地面的高度减小，下降速度增大。

分析：离开地面的高度减小则重力势能减小了；下降速度增大了则动能增大了。 结论：增大的动能是由减小的重力势能转化而来的，即此过程是重力势能转化为动能。

在这里隐含了能量既不会无缘无故消灭，也不会无缘无故创生的思想。

b、上升：质量不变。

现象：离开地面的高度增大了，但上升的速度减小了。

分析：离开地面的高度增大了则说明重力势能增大了，而上升速度的减小说明动能减小了。

结论：增大的重力势能是由减小的动能转化而来的，即此过程是动能转化为重力势能。

小结：在这里为学生分析类似现象提供了一个模式：

a、某种能量的增减是因为能的转化导致。

b、在能的转化过程中，动能的增减由速度的变化引发，重力势能的增减是由物体与参考面的高度变化引发，同理，弹性势能的增减是由物体的弹性形变程度增大或减小而引发。

（2）、演示单摆实验并播放视频。

引导学生根据以上模式分析能量的转化。

（3）、引导学生观看教材插图15.5----2甲、乙、丙

讨论、分析能的相互转化。

3、《想想做做》

播放视频，分析能的转化。

提出问题：铁锁摆回时会碰到鼻子吗？不会！

其实这个问题很好回答，因为学生看到了实验事实。我们所关注的重点是为什么

没有碰到鼻子？

引导学生分析：铁锁会与空气摩擦，受到空气阻力的作用，一部分动能或重力势能转化成了

空气和铁锁的内能，总的机械能损失了一些（不守恒）。

这样就不难解释滚摆和单摆为什么最终会停下来的原因了————滚摆、单摆与空气之间有摩擦，滚摆的摆轴与悬线之间也有摩擦，机械能有一部分转化成了其他形式的能，总量有所减少。

教材118页最后一小段：“如果只有动能和势能相互转化，机械能的总和不变，或者说，机械能是守恒的。”这个“如果”表达的就是一种无任何摩擦的理想状态。

告诉学生：若这个“如果”成立，则运动的滚摆、单摆就不会停止，铁锁摆回时也会

碰到（接触到）鼻子的。（因为机械能守恒）

4、 动能或重力势能与弹性势能的相互转化

播放视频：皮球。

将皮球涂黑，静止在地面上时，在地上留下一个小黑点，而从高处落下与地面碰

撞时，却在地上留下了一个面积稍大的黑斑。

问题：黑斑说明了什么？

———皮球发生了形变。

讨论皮球弹跳过程中的能量转化关系（同时播放皮球弹跳的动画视频）。

下落：———能转化为————能。

与地碰撞：————————-能转化为————能。

恢复原状弹起：————---能转化为————能。

上升：————能转化为—————能。

讨论：皮球为什么不能弹回到原来的高度？

5、 随堂练习

（1）、蹦极运动（播放视频）。

（2）、蹦床运动（播放视频）。

（3）、过山车（回忆本节开头的'视频）。

解释以上三个过程中动能与势能的相互转化关系。

6、 科学世界 ————《人造地球卫星》

（1）、学生阅读。

（2）、教师介绍我国航空航天事业所取得的成就。

（3）、播放动画视频。

讨论卫星运行过程中动能与势能的相互转化关系。

7、 作业：《动手动脑学物理》的1、2、3、4、5。

教学小结

1、 机械能中的动能、重力势能、弹性势能可以相互转化。

2、 分析机械能转化的思维模式是：

质量、高度、形状三因素发生了变化，则它们所对应的某种形式的能在量上就发生了增减，根据这个量的增减来确定能的转化方向。

教学反思

1、 本节课重在思维能力的训练，而非操作能力的训练。

2、 用能的转化观念来分析物理现象，学生初学，显然不是很适应。

3、 本节课必须在学生非常熟悉影响机械能大小的诸多因素的背景下，方能顺利地展开教学，显然有的学生对前一节课的知识是存在欠账的。

4、 学生对弹性势能与动能、重力势能之间的相互转化稍显困难。

5、 信息技术手段的运用，有效地弥补了学生在直接经验上的不足，减缓了学生在抽象逻辑思维上的压力。

机械能教案6

一、教学目标

【知识与技能目标】

1、理解动能、势能的相互转化。

2、能解释一些有关动能、重力势能、弹性势能之间相互转化的简单物理现象。

【过程与方法目标】

通过观察和实验认识动能和势能的转化过程。

【情感态度价值观目标】

通过学习机械能守恒定律，培养学生的科学态度。

二、教学重、难点

【重点】

理解动能、势能的相互转化。

【难点】

理解动能、势能的相互转化。

三、教学过程

环节一：导入新课

1.我们已经学习过关于能量的转化，请问电灯工作的时候，能量是怎么转化的?风力发电机工作的时候，能量是怎么转化的?水利发动机工作的时候，能量是怎么转化的?电动机工作的时候，能量是怎么转化的?学生讨论回答。

2.创设情境

老师操作溜溜球,吸引学生注意力,并切入主题。教师先通过提出一个关于能量转化的问题,引起学生思考,并由所设计的情景，将学生引入学习。老师提问:为什么溜溜球在松手后能够不停的上下运动呢?这需要大家自己探究。

环节二：建立概念

1.想想做做：滚摆实验

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。

如果实验室滚摆数量不够，可让学生自制。做实验前，应让学生明确要观察的物理现象，着重点放在能量的转化过程。做实验时，要让学生观察清楚：滚摆下降时，位置越来越低，速度越来越大;滚摆上升时，位置越来越高，速度越来越小。再引导学生认识势能向动能转化，动能向势能转化的过程。由于有阻力，滚摆上升的最大高度将逐渐减小。对此，教学时不要明确指出，以免影响学生对动能和势能相互转化的理解。

老师展示、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，摆轮在最高点静止，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，动能最大;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。

单摆实验。

综述实验单摆和滚摆，说明动能和重力势能是可以相互转化的。

弹性势能和动能的相互转化。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。

2. 机械能

动能和势能可以相互转化，我们把动能和势能统称为机械能。物体在运动时具有动能，势能是存储着的能量。一个物体可以有动能，也可以有势能。如果只有动能和势能相互转化，机械能是守恒的。

想想做做：有条件的可以让每个学生都试一试，在实践中讨论并回答问题。

3. 人造卫星

可以让学生自学课文，了解人造卫星在环绕地球运转时的能量转化。重点解释势能的大小取决于距离地球的远近。在近地点，势能小，则动能大，也就是运行速度大。在远地点，势能大，动能就小，也就是运行速度小。

环节三：小结

请同学们总结一下，本节课你学到了哪些知识，有哪些收获?

环节三：小结

请同学们总结一下，本节课你学到了哪些知识，有哪些收获?

机械能教案7

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

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。

机械能教案8

引入新课:

一.我们在初二的时候就已经学习过关于能量的转化，请回答，电灯工作的时候，能量是怎么转化的？风力发电机工作的时候，能量是怎么转化的？水利发动机工作的时候，能量是怎么转化的？电动机工作的时候，能量是怎么转化的？

学生讨论回答

二.情景:老师操作溜溜球,吸引学生注意力,并切入主题

(教师先通过提出一个关于能量转化的问题,引起学生思考,并由所设计的情景，将学生引入学习)

动手动脑搞探究:

一.老师提问:为什么溜溜球在松手后能够不停的上下运动呢?这需要学生自己探究:实验1：滚摆实验。

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。

二.学生实验

老师展示课件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，摆轮在最高点静止，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，动能最大；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。

加强巩固

一.老师用课件展示实验2：单摆实验。

综述实验1、2，说明动能和重力势能是可以相互转化的。

二.老师用课件展示实验3：弹性势能和动能的相互转化。

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。首先分析课本图15.5—2,加深学生对动能,势能转化的认识,再请学生列举生活中动,势能转化的实例,老师和学生共同分析.

概括结论

一.学生总结,老师补充,得出结论:

动能和势能可以相互转化

二.引出机械能的定义:

动能和势能之和

拓展知识

一.学生分组做教材中的“想想做做”,请学生分析现象产生的原因,分析这其中是否有其他能量的转化

二.假设没有阻力,会怎么样呢?引出机械能守恒规律 请点击下载Word版完整教案：人教版八年级物理下册《机械能及其转化》教案设计

机械能教案9

学习目标：

1.理解动能、势能的相互转化。

2.能解释一些有关动能、重力势能、弹性势能之间相互转化的简单物理现象。

3.知道什么是机械能和机械能守恒

4.通过观察和实验认识动能和势能的转化过程。

重点难点：

理解动能和势能的相互转化；借些能和机械能守恒

器材准备：单摆、滚摆、溜溜球。

复习回顾：

我们在初二的时候就已经学习过关于能量的转化，请回答，电灯工作的时候，能量是怎么转化的？风力发电机工作的时候，能量是怎么转化的？水力发电机工作的时候，能量是怎么转化的？电动机工作的时候，能量是怎么转化的？

1．电灯： 能— 能

2. 风力发电机 能— 能

3. 水力发电机 能— 能

4. 电动机 能— 能

演示实验：溜溜球扔下去不停运动，能量如何变化？

新课学习:

一、想想做做

1.滚摆实验

动能 ，势能 。

2.分析图15.5-2所示几个运动中，动能和势能的转化

甲：动能 ，势能 。

乙：动能 ，势能 。

丙：动能 ，势能 。

结论：动能和势能 。

3. 机械能

机械能的定义： 和 之和。

机械能守恒的条件： 。

4．做教材P118页图15.5—3

5. 科学世界

(1) 当卫星从远地点向近地点运动时，它的势能，动能，速度如何变化？当卫星从近地点向远地点运动时，它的势能，动能，速度又如何变化？

(2)卫星在近地点的动能最 势能最 ；在远地点的动能最 ，势能最 。

二、巩固训练

1. 一只皮球落到地上又被弹起.在此过程中，自皮球接触地面到静止，_______能转化为_______能；自皮球恢复原状到跳起，_______能转化为_______能.

2. 运动员掷出的标枪在上升过程中，_______能转化为_______能；在下落过程中，_______能转化为_______能.

3. 甲、乙两位同学各买了一只同样大小的球.甲说：在同样条件下，我的球比你的球弹得更高，乙要甲证明这一点，甲应当（ ）

A.将两球向上抛起，落下后，看哪个球弹得高

B.将两球向地面掷去，看哪个球弹得高

C.用手捏球，看哪个球较硬

D.在同样高度，两球以同样速度落下，看哪个球弹得高

4. 一个小球从光滑的斜面上由静止开始滚下，它在斜面顶端时重力势能为100 J，当它滚到斜面的某一位置时重力势能只有30 J了.小球减少的重力势能哪儿去了？此时小球的机械能是多少？

三、课堂小结

本节课你学到了哪些知识，有哪些收获？

四、达标检测

1.物体由于 而具有的能叫做动能.物体由于 而具有的能叫做重力势能；物体由于发生 而具有的能叫做弹性势能.动能和势能统称为 .

2.动能和势能是可以相互 的.如果只在二者之间发生转化，则机械能的总和保 持不变，即机械能 .

3.如图为麦克斯韦滚摆，当它在最高处时，重力势能 ，动能 ；当它由上而下滚动时，重力势能 ，动能 ；当它到达最低处时，重力势能 ，动能 ；当它由下而上滚动时，重力势能 ，动能 .

4.关于机械能，下列说法错误的是( )

A.一个物体具有动能就是具有机械能 B.物体具有重力势能就是具有机械能

C.物体具有弹性势能就是具有机械能

D.只有当物体同时具有动能和势能时，才能说物体具有机械能

5.乒乓球由高处静止下落的过程中，它的机械能的转化情况是( )

A.弹性势能转化为动能 B.重力势能转化为动能

C.动能转化为重力势能 D.重力势能转化为弹性势能

6.跳伞运动员在空中匀速下落时，以下说法中正确的有( )

A.重力势能减少，动能增加，机械能不变

B.重力势能增加，动能减少，机械能不变

C.重力势能减少，动能不变，机械能减少

D.重力势能增加，动能不变，机械能增加

五、课下作业

动手动脑学物理 1、2、3

机械能教案10

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

机械能教案11

教学目标

一、知识与技能

1．知道什么是机械能，知道物体的动能和势能可以相互转化。

2．会正确推导物体在光滑曲面上运动过程中的机械能守恒，理解机械能守恒定律的内容，知道它的含义和适用条件。

3．在具体问题中，能判定机械能是否守恒，并能列出机械能守恒的方程式。

二、过程与方法

1．学会在具体的问题中判定物体的机械能是否守恒。

2．初步学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象，分析问题。

三、情感、态度与价值观

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

1．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。

2．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。

教学难点

1．从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件。

2．能正确判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒，能正确分析物体系统所具有的机械能，尤其是分析、判断物体所具有的重力势能。

教学方法

演绎推导法、分析归纳法、交流讨论法。

教具

细线、小球、带标尺的铁架台。

教学过程

一、引入新课

教师活动：课件展示翻滚过山车的精彩片断，激发学生学习的兴趣，引出本节课的学习内容。

在学生观看过山车的同时，教师提醒学生分析过山车在运行过程中动能和势能的变化情况。我们已学习了重力势能、弹性势能、动能，这些不同形式的能是可以相互转化的，那么在相互转化的过程中，他们的总量是否发生变化？这节课我们就来探究这方面的问题。

二、新课教学

（一）动能与势能的相互转化

教师：我们下面看这样一个例子：

演示：见教材图7。8—1，用细线、小球、带有标尺的铁架台等做实验。把一个小球用细线悬挂起来，把小球拉到一定高度的A点，然后放开，小球在摆动过程中，重力势能和动能相互转化。我们看到，小球可以摆到跟A点等高的C点，如果用尺子在某一点挡住细线，小球虽然不能摆到C点，但摆到另一侧时，也能达到跟A点相同的高度。

教师：在这个小实验中，小球的受力情况如何？各个力的做功情况如何？这个小实验说明了什么问题？

教师总结：小球在摆动过程中受重力和绳的拉力作用。拉力和速度方向总垂直，对小球不做功，只有重力对小球能做功，重力做正功，小球的重力势能减少，重力做负功，小球的重力势能增加。该过程中重力势能和动能在不断转化。在摆动过程中，小球总能回到原来的高度。可见，重力势能和动能的总和不变。

教师：上面几个例子都是说明动能和重力势能之间的相互转化，那么动能和另外一个势能——弹性势能之间的关系又是什么呢？我们看下面几个演示实验。

①拉弓射箭（势能向动能转化）

②运动会上撑竿跳高运动员在跳起的过程中（人的动能转化为杆的弹性势能，而后杆的弹性势能转化为人的重力势能）

③教材P75图7。8—2

学生思考：弹力分别做了什么功，弹性势能发生了怎样的变化？

教师总结：弹力做功，弹性势能变化，弹力做正功，弹性势能减少，弹力做负功，弹性势能增加。

教师板书：

机械能：1。重力势能、弹性势能与动能统称机械能。

2。通过重力或弹力做功，机械能可以从一种形式转化为另一种形式。

（二）机械能守恒定律

物体沿光滑曲面滑下，只有重力对物体做功。用我们学过的动能定理以及重力的功和重力势能的关系，推导出物体在A处的机械能和B处的机械能相等。

教师：为学生创设问题情境，引导学生运用所学知识独立推导出机械能守恒定律。让学生亲历知识的获得过程。

学生：独立推导。

教师：巡视指导，及时解决学生可能遇到的困难。

推导的结果为：

即

可见：在只有重力做功的物体系统内，动能和重力势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。

同样可以证明：在只有弹力做功的物体系统内，动能和弹性势能可以相互转化，总的机械能也保持不变。

1。机械能守恒定律：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和势能可以相互转化，总的机械能也保持不变。这就是机械能守恒定律。

2。公式：。

3．条件：只有重力或者弹力做功。

例题：把一个小球用细线悬挂起来，就成为一个摆，如图，摆长为l，最大摆角为θ，小球运动到最低位置时的速度是多大？

学生：学生在实物投影仪上讲解自己的解答，并相

互讨论。

教师：帮助学生总结用机械能守恒定律解题的要点、步骤，体会应用机械能守恒定律解题的优越性。

总结：

1．机械能守恒定律不涉及运动过程中的加速度和时间，用它来处理问题要比牛顿定律方便。

2．用机械能守恒定律解题，必须明确初末状态机械能，要分析机械能守恒的条件。

三、课堂小结

1。在只有重力或弹力做功的物体系统内，物体的机械能总量不变。

2。应用机械能守恒定律的解题步骤：

（1）确定研究对象；

（2）对研究对象进行正确的受力分析；

（3）判断各个力是否做功，并分析是否符合机械能守恒的条件；

（4）视解题方便选取零势能参考平面，并确定研究对象在始、末状态时的机械能；

（5）根据机械能守恒定律列出方程，或再辅之以其他方程，进行求解。

四、课堂练习

1。下列情况中，运动物体机械能一定守恒的是（ ）。

A。物体所受的合外力为零

B。物体不受摩擦力

C。物体受到重力和摩擦力

D。物体只受重力

答案：D

2。关于机械能是否守恒，下列说法正确的是（）。

A。做匀速直线运动的物体的机械能一定守恒

B。做匀变速运动的物体机械能可能守恒

C。外力对物体做功为零时，机械能一定守恒

D。只有重力对物体做功，物体机械能一定守恒

答案：BD

3。下列说法正确的是（ ）。

A。一个物体所受的合外力为零，它的机械能一定守恒

B。一个物体所受的合外力恒定不变，它的机械能可能守恒

C。一个物体做匀速直线运动，它的机械能一定守恒

D。一个物体做匀加速直线运动，它的机械能可能守恒

答案：BD

4。a、b、c三球各自同一高度以相同速率抛出，a球竖直上抛，b球水平抛出，c球竖直下抛。设三球落地的速率分别为va、vb、vc，则（ ）。

A。va>vb>vcB。va=vb>vcC。va>vb=vcD。va=vb=vc

答案：D

5。质量为m的物体，以初速度v0由固定的光滑斜面的底端沿斜面向上滑动，在滑动过程中，当高度为h时，以经过底端的水平面为参考面，该物体具有的机械能为（）。

A。B。C。mghD。

答案：A

6。如图所示，一小球从倾角为30°的固定斜面上的A点水平抛出，初动能为6J，问球落到斜面上的B点时动能有多大？

答案：设经历的时间为，则有：，所以，，则竖直位移，落到斜面时动能=14J。

7。如下图所示，一根长的细线，一端固定在顶板上，另一端拴一个质量为m的小球。现使细线偏离竖直方向α=60°角后，从A点处无初速地释放小球。试问：

（1）小球摆到最低点O时的速度多大？

（2）小球摆到左方最高点的高度（相对最低点）多高？

（3）若在悬点正下方处有一钉子，，不计悬线与钉碰撞时的能量损失，则小球碰钉后向左摆动过程中能达到的最大高度有何变化？

答案：

（1）由机械能守恒定律得：，则。

（2）。

（3）因为机械能守恒，所以最大高度不变。

五、布置作业

1。教材P78问题与练习第1、3、4题。

2。观察记录生活中其他的物理情景，判断其是否符合机械能守恒定律。

机械能教案12

导入一：

如图所示，小朋友在玩荡秋千，当被推动几下后，秋千就会荡起来，秋千荡得越高，感觉到荡的过程速度就越大。

荡秋千的过程中，小朋友的动能和势能是如何变化的。

导入二：

手持粉笔头高高举起。

提问：被举高的粉笔头具不具有能量为什么。

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）

在粉笔头下落的过程，重力势能和动能都有变化，指出自然界中动能和势能变化的事例很多。

[设计意图]从身边的实验出发，充分调动学生参与课堂教学的积极性。

导入三：

教师利用事先准备好的演示器材，请两个同学配合，指导他们完成一个小游戏，让同学们认真观察并思考游戏里面的科学道理。

如图，将小钢球或铁锁固定在细线的一端，细线的另一端系在铁架台上，使小钢球与细线形成一个摆、让一个同学靠近铁架台，头稍低，另一同学把小钢球由该同学的鼻子处释放，小钢球（铁锁）摆动过程中能否碰到该同学的鼻子，提醒注意安全，并思考其中的科学道理。

导入四：

多媒体展示过山车的动画过程、画面上出现：过山车从很高的轨道一侧的顶端释放，不断地加速向下运动，越过圆环轨道的最高点，最后冲上轨道的另一侧、

在学生观看过山车的同时，教师提醒学生分析过山车在运行过程中动能和势能的变化情况、

思考：过山车为什么要从很高的轨道一侧的顶端释放

说明：教师不对学生的回答做评判，只告诉学生，要回答这个问题，需要学习本节课的内容、引出本节课的课题：机械能及其转化。

一、机械能及其转化

思路一

给出机械能的概念，重力势能、弹性势能统称为势能，动能、势能统称为机械能、物体具有的机械能等于动能、势能两种能量之和。

[知识拓展]能量的种类很多，如太阳能、电能、原子能等，而机械能是与物体的机械运动情况有关的一种能量，单位跟其他形式的能量单位相同，都是焦耳（J）。

之所以把动能、势能统称为机械能，是因为动能和势能可以相互转化，滚摆和单摆是动能和势能可以相互转化的常见实例、下面通过实验分析实例中动能和势能是如何相互转化的。

1、探究活动一：

如图所示，将滚摆卷起后释放，让学生观察分析：

①滚摆在最高处时具有什么能。

②释放后观察滚摆的高度、速度、质量的变化，分别分析滚摆下降和上升过程中动能、势能的变化情况。

③动能和重力势能之间是否可以相互转化。

学生进行实验并回答问题：

①重力势能。

②下降时：质量不变、高度变小、速度变大、重力势能变小、动能变大，减小的重力势能变成了动能、上升时：质量不变、高度变大、速度变小、重力势能变大、动能变小、减小的动能变成了重力势能。

③动能和重力势能之间可以相互转化。

[设计意图]让学生参与实验探究、在实验中获取知识，增长本领。

2、探究活动二：

如图所示，将单摆的摆球置于A处，然后释放、摆球就可以在A，C之间来回摆动。

①摆球在哪些位置高度最高。

②摆球在哪些位置速度最大。

③分析摆球从A~B运动过程中，动能、势能的变化情况。

④分析摆球从B~C运动过程中，动能、势能的变化情况。

学生进行实验并回答问题：

①摆球在A，C处高度最高，具有的重力势能最大。

②摆球在B处速度最大，具有的动能最大。

③摆球从A~B运动过程中，重力势能不断减小，动能不断变大，是重力势能不断转化为动能。

④摆球从B~C运动过程中，重力势能不断增大，动能不断减小，是动能不断转化为重力势能。

总结：动能和重力势能可以相互转化、

3、探究活动三：

（1）手持着木球将弹簧片推弯，而后突然释放木球，观察到什么现象在此过程中，涉及哪些能量的转化

（2）按下图进行实验：

让木球从斜槽上端滚下，观察木球碰击弹簧的过程、分析图中，木球从甲→乙图和乙→丙图能量转化的过程。

学生进行实验并回答问题：

（1）观察到木球在弹簧片的作用下在水平槽内运动、在此过程中，弹簧片的弹性势能转化为木球的动能。

（2）从甲→乙图中，木球的动能转化为弹簧的弹性势能、从乙→丙图中，弹簧的弹性势能转化为木球的动能。

这说明动能和弹性势能可以相互转化、

[设计意图]通过精心设计的问题，激活学生的思维，提高学生参与课堂教学的积极性和有效性、

4、回顾滚摆实验后思考：

①滚摆上下运动的过程中机械能总量有什么变化，为什么

②滚摆机械能总量减小的原因是什么如果没有摩擦和空气阻力，机械能的总量还会不会变化

学生讨论回答：

①滚摆上升的最大高度越来越小，说明滚摆具有的机械能总量不断减小。

②滚摆机械能总量减小的原因是摩擦和空气阻力、如果没有摩擦和空气阻力，机械能的总量不会变化。

总结：在动能和势能相互转化的过程中，如果没有摩擦和空气阻力则机械能的总量保持不变，这就是机械能守恒定律。

思考：乒乓球落地后又弹起来，为什么达不到原来的高度，能量是怎么转化的。

介绍人造地球卫星在运行过程中发生动能和势能的相互转化。

思考：

①卫星运行过程中机械能是否守恒

②卫星从近地点向远地点运动时重力势能、动能、速度分别怎么变化

③卫星在什么时候动能最大什么时候重力势能最大

学生思考后回答：

①守恒，因为卫星在太空运行，没有空气阻力，只有动能和势能之间的相互转化。

②重力势能增大，动能减小，速度减小。

③在近地点时动能最大，在远地点时重力势能最大。

[设计意图]人造地球卫星涉及机械能的转化和守恒，可以拓宽学生视野。

思路二

1、机械能：动能、重力势能和弹性势能统称为机械能、一个物体可以既有动能，又有势能。

多媒体展示：从高处下落的苹果，速度越来越快，用频闪摄像机摄下它下落的过程，如图所示。

提出问题：被举高的苹果具不具有能量为什么

学生活动：学生回答提问后，再引导学生分析苹果下落的过程、首先提出，当苹果下落到某一点时，苹果具有什么能量（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，苹果的重力势能和动能各有什么变化（重力势能减少，动能增加）。

在苹果下落的过程，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。

2、动能与重力势能的相互转化

实验1：用细线把小球系好，吊在天花板上，做成如图甲所示的单摆、将单摆拉至A点处，松手，让单摆自由摆动、发现单摆从A点运动到B点的过程中，速度越来越大，从B点运动到C点的过程中，速度越来越小。

实验2：把一个滚摆悬挂起来，如图乙所示，用手捻动滚摆使悬线缠在轴上，滚摆升高到最高点，松手，发现滚摆下落的过程中，速度越来越快，滚摆上升的过程中速度越来越慢。

问题研讨

问题1：

单摆从A点运动到B点，C点的过程中，动能和重力势能是如何变化的又是如何转化的呢？

答：

问题2：

滚摆在下落、上升的过程中，动能和重力势能是如何变化的又是如何转化的呢？

答：

学生活动：交流讨论，思考回答。

（1）单摆从A点运动到B点的过程中，动能变大，重力势能变小，重力势能转化为动能；单摆从B点运动到C点的过程中，动能变小，重力势能变大，动能转化为重力势能、

（2）滚摆在下落的过程中，动能变大，重力势能变小，重力势能转化为动能；滚摆上升的过程中，动能变小，重力势能变大，动能转化为重力势能。

知识归纳：在一定的条件下，物体所具有的动能和重力势能可以相互转化。

友情提示：

在动能和势能的相互转化过程中，一种形式的能减少，另一种形式的能增加，减少的那种形式的能转化为增加的那种形式的能。

3、动能与弹性势能的相互转化

实验3：如图所示，在水平槽里竖立一个弹簧片，让木球从斜槽滚入水平槽，撞击弹簧片、观察到木球接触、碰撞弹簧片的过程中，木球的速度越来越慢，弹簧片弯曲程度越来越大；木球被弹簧片弹回的过程中，木球的速度越来越快，弹簧片弯曲程度越来越小。

问题研讨

问题1：

在木球与弹簧片接触、碰撞和被反弹的过程中，动能和弹性势能是如何变化的又是如何转化的呢？

答：

问题2：

由上面的实验，你能得出什么结论

答：

学生活动：交流讨论，思考回答。

（1）在木球与弹簧片接触、碰撞的过程中，木球的动能减小，弹簧片的弹性势能增大，木球的动能转化为弹簧片的弹性势能、被反弹的过程中，弹簧片的弹性势能减小，木球的动能增大，弹簧片的弹性势能转化为木球的动能。

（2）动能和弹性势能能够相互转化。

实验4：用弹簧振子演示动能和弹性势能的相互转化。

学生活动：观察演示实验，思考问题，选出代表发表见解。

问题：这个实验中，小球的受力情况如何各个力的做功情况如何这个实验说明了什么。

小球在往复运动过程中，竖直方向上受重力和杆的支持力作用，水平方向上受弹力作用、重力、支持力和速度方向总垂直，对小球不做功；只有弹簧的弹力对小球做功。

实验表明，小球在往复运动过程中总能回到原来的位置，小球在往复运动过程中弹性势能和动能在不断转化。

知识归纳：在一定的条件下，物体所具有的动能和弹性势能可以相互转化。

友情提示：动能和重力势能可以相互转化，动能和弹性势能也可以相互转化；不同形式的机械能都可以相互转化。

[知识拓展]各种形式的能量都可以相互转化，如电能可以转化为光能，太阳能可以转化为电能等，动能和势能的相互转化只是能量转化中的一种形式，能量转化过程中总是一种能量减少，另一种能量增加。

二、水能和风能的利用

请学生观看图片或者视频，认识自然界存在的机械能、指出：水能和风能是水或者空气因为运动或者位置高而具有的机械能。

修筑拦河坝可以提高坝前上游的水位，水位越高，水的重力势能就越大、这样水从坝上落下时转化成的动能就越大，水推动坝下方的水轮机转动，水轮机又带动发电机发电，水能最终转化为电能。

利用风能做功主要是靠风车，也可以用风车的转动带动发电机发电、利用风能不会有环境污染，但风能不稳定，不像拦河坝那样能把“风能”储存起来。

展示图片或者视频，表现自然界的机械能有利也有弊。

在水（风）力发电站，将水（风）的机械能转化为电能。

[设计意图]通过水能和风能的利用，知道人类如何利用机械能的转化与守恒解决实际问题、提高运用机械能转化与守恒观点分析力学问题的意识。

课堂小结：通过今天的学习，同学们有哪些收获在实验探究中又存在哪些问题还有什么想探究的问题

学生可以个别回答，或相互交流，在交流的基础上进行学习小结。

[设计意图]加强知识的巩固掌握、提高学生的交流表达能力、

1、如图所示，已知某人造地球卫星沿椭圆轨道运行，其近地点距离地面高439km，远地点距离地面高2384km，卫星在近地点时动能，在远地点时势能（前两空选填“最大”或“最小”）、从近地点向远地点运动过程中，转化为（后两空选填“动能”或“势能”）。

解析：本题主要考查动能和势能的相互转化、卫星环绕地球运动过程中，其动能和重力势能相互转化、卫星从近地点向远地点运动的过程中，高度增大，重力势能增加，增加的重力势能由动能转化而来，则动能减小；卫星从远地点向近地点运动的过程中，高度减小，重力势能减小，减小的重力势能转化为动能，则动能增加、在近地点时，卫星的动能最大；在远地点时，卫星的势能最大。

【答案】最大最大动能势能

2、在一次军事演习中，一架飞机沿水平方向一边匀速飞行一边投放军用物资，在此过程中飞机的动能（填“变大”“变小”或“不变”），物资在加速下落过程中，动能和重力势能之间的转化情况是、

解析：本题考查动能和势能之间的转化、飞机沿水平方向一边匀速飞行一边投放军用物资，在此过程中飞机的速度不变，质量变小，所以动能变小；物资在加速下落过程中，质量不变，高度变小，重力势能变小，但速度越来越快，动能越来越大，所以，重力势能转化为动能、

【答案】变小重力势能转化为动能

3、如图所示是某建筑工地用起重机起吊货物的情景、货物在钢绳的拉力作用下先沿竖直方向匀速上升，再水平移动到卸货地点、若不计摩擦和空气阻力，则货物在匀速上升过程中（）

A、重力势能增加，动能减少。

B、重力势能增加，机械能增加。

C、动能不变，机械能增加。

D、动能减少，机械能减少。

解析：质量越大，速度越大，物体的动能就越大；质量越大，高度越高，物体的重力势能就越大、本题中，货物的质量不变，在匀速上升过程中，货物的速度不变，所以动能不变，而高度增加，所以货物的重力势能在增加，又因为机械能为动能和重力势能之和，所以机械能增加，故B，C选项正确、故选BC。

4、如图所示，小球沿轨道由静止从A处运动到D处的过程中，忽略空气阻力和摩擦力，仅有动能和势能互相转化、则（）

A、小球在A处的动能等于在D处的动能。

B、小球在A处的动能大于在D处的动能。

C、小球在B处的机械能小于在C处的机械能。

D、小球在B处的机械能等于在C处的机械能。

解析：对于AB选项：根据题意，小球在运动的过程中仅有动能和势能互相转化，所以小球在重力势能较大的地方其动能肯定较小、观察图像，发现小球在A处比在D处所处的高度较高，具有的重力势能较大，所以小球在A处具有的动能较小，故AB选项都不正确、对于CD选项：根据题意“小球沿轨道由静止从A处运动到D处的过程中，忽略空气阻力和摩擦力，仅有动能和势能互相转化”，所以在整个过程中没有能量的损耗，动能和势能的总和即机械能是不会减少的，小球在各处的机械能都是相等的，故D符合题意，C不符合题意、故选D。

5、如图所示为小球在地面弹跳的频闪照片、根据此图，以下分析正确的是（）

A、小球在下落时，它的重力势能减小，动能不变。

B、小球在上升时，它的重力势能减小，动能减小。

C、小球在弹跳过程中，它的高度下降，机械能减小。

D、小球在弹跳过程中，它的高度下降，机械能不变。

解析：小球在下落时，其质量不变，高度变小，所以重力势能减小，下落速度越来越快，所以动能增大，A说法错误；小球上升过程中，质量不变，高度增大，所以重力势能增大，速度越来越慢，所以动能减小，B说法错误；在弹跳过程中，由于克服阻力做功，部分机械能转化为内能消耗掉，所以高度越来越小，机械能减小，所以C正确，D错误、故选C。

1、动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。

2、一个物体的势能和动能之和，就是物体的总的机械能。

3、机械能=动能+势能。

4、动能和势能可以相互转化。

5、机械能守恒：如果只有动能和势能相互转化时，（不计摩擦）机械能的总和保持不变即物体的机械能守恒。

一、教材作业

【必做题】

教材第74页动手动脑学物理的2，3题。

【选做题】

教材第74页动手动脑学物理的1，4题。

机械能教案13

一、教学目标

知识与技能：知道动能和势能之间的转化关系，会用动能定理进行计算;

过程与方法：通过对机械能守恒的探究过程，提高学生观察和分析的能力；

情感态度与价值观：体会物理之间的紧密联系，提高科学的严谨性。

二、教学重难点

重点：机械能守恒定律的理解与应用;

难点：动能与势能之间的转化关系。

三、教学过程

环节一：新课导入

教师找学生上台演示实验：用细绳拴住一个小球，将小球摆动一定的角度，并靠近同学的鼻尖，根据实验结果让学生分析并不会碰到鼻子的原因是什么?引入新课“机械能守恒定律”。

环节二：新课讲授

(一)动能与势能饿相互转化

通过上述实验引导学生得到动能和势能之间可以相互转化，并通过自由落体得出重力势能减少，动能增加的关系。

教师接下来组织学生进行思考讨论，还有哪些动能与势能之间相互转化的例子，并找同学分享讨论的结果。

教师总结：上述例子能够看出动能和势能之间可以相互转化，动能和势能统称为机械能，弹性势能属于势能，并提问学生他们之间有哪些关系?从而引入机械能守恒定律。

(二)机械能守恒定律

结合教材中给出的自由落体例子，提示学生在AB两点的机械能是多少?从A-B动能怎么变化，重力做功与重力势能之间的关系，并组织学生以4人为一组进行讨论，教师加以指导。并提问学生的讨论结果。

教师通过让学生根据结论总结出规律后在给出机械能守恒定律的定义：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。这叫做机械能守恒定律。

教师强调出机械能守恒定律的适用条件。

环节三：巩固提高

例题巩固

学生判断以下几种情况机械能是否守恒?( )

A、竖直上抛运动

B、做平抛运动的小球

C、沿光滑的斜面下滑的物体

D、竖直方向匀速下降的物体

环节四：小结作业

小结：师生共同总结本节课的内容

作业：完成书后的练习题。

【板书设计】

（略）

机械能教案14

教学目标

一、知识与技能

1．会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度。

2．掌握验证机械能守恒定律的实验原理。

二、过程与方法

通过用纸带与打点计时器来验证机械能守恒定律，体验验证过程和物理学的研究方法。

三、情感、态度与价值观

通过实验验证，体会学习的快乐，激发学习的兴趣；通过亲身实践，树立“实践是检验真理的唯一标准”的科学观。培养学生的观察和实践能力，培养学生实事求是的科学态度。

教学重点

1.验证机械能守恒定律的实验原理。

2.实验原理及方法的选择及掌握。

教学难点

实验误差分析的方法。

教学过程

一、导入新课

通过上一节课的学习，我们知道机械能守恒定律及其表达式以及其在物理学中的重要地位。一个规律的提出，不但要有理论的支持，还要由实验的验证，今天我们就设计实验，来验证机械能守恒定律。

二、新课教学

（一）实验方法

在图1中，质量为m的物体从O点自由下落，以地作零重力势能面，下落过程中任意两点A和B的机械能分别为：

EA=，EB=

如果忽略空气阻力，物体下落过程中的机械能守恒，于是有

EA=EB，即=

上式亦可写成

该式左边表示物体由A到B过程中动能的增加，右边表示物体由A到B过程中重力势能的减少。等式说明，物体重力势能的减少等于动能的增加。为了方便，可以直接从开始下落的O点至任意一点（如图1中A点）来进行研究，这时应有：——本实验要验证的表达式，式中h是物体从O点下落至A点的高度，vA是物体在A点的瞬时速度。

（二）实验中需要注意的问题

教师：请同学们看教材P79“要注意的问题”部分，思考一下问题：

1．重物选取的原则是什么？为什么？

2．本实验误差的主要来源是什么？怎样有效地减小误差？

3．为了利用重物下落的某个过程验证机械能守恒，如何恰当的选取重物下落的初末位置？

4．重物的质量是否需要测量？为什么？

学生看书思考、讨论并回答：

1.重物和纸带下落过程中要克服阻力，主要是纸带和计时器之间的摩擦力，计时器平面不在竖直方向上，为减小误差，固定打点计时器时，计时器平面要竖直以利于减小纸带与计时器的摩擦力。

2.实验用的纸带一般小于1m，从起始点开始大约能打出20个左右的计数点，终结位置的点可以选择倒数第一个点或者倒数第二个点，从这一个点向前数4~6个点当开始的点。这样选取的目的是可以减小这两个点瞬时速度和两点之间的距离（高度h）测量的误差。一般情况下，打的第一个点作为起始点，这样测量和计算方便一些。

3.不需要测量重物的质量，因为这个物理量在式子两边可以约掉。

（三）速度的测量和重物下落的高度的确定

1.速度的测量

根据做匀加速直线运动的物体在某一段时间t内的平均速度等于该时间中间时刻的瞬时速度可求出A点的瞬时速度vA。

图2（见下页）是竖直纸带由下而上实际打点后的情况。从O点开始依次取点1，2，3，图中s1，s2，s3，……分别为0～2点，1～3点，2～4点……各段间的距离。

根据公式，t=2×0.02s（纸带上任意两个相邻的点间所表示的时间都是0.02s），可求出各段的平均速度。这些平均速度就等于是1，2，3，……各点相对应的瞬时速度v1，v2，v3，……。例如：量出0～2点间距离s1，则在这段时间里的平均速度，这就是点1处的瞬时速度v1。依次类推可求出点2，3，……处的瞬时速度v2，v3，……。

2.重物下落的高度的确定

图2中h1，h2，h3，……分别为纸带从O点下落的高度。

（四）实验步骤

1．把打点计时器安装在铁架台上，用导线将学生电源和打点计时器接好。

2．把纸带的一端用夹子固定在重锤上，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手竖直提起纸带，使重锤停靠在打点计时器附近。

3．接通电源，待计时器打点稳定后再松开纸带，让重锤自由下落，打点计时器就在纸带上打出一系列的点。

4．重复上一步的过程，打三到五条纸带。

5．选择一条点迹清晰且第l、2点间距离接近2mm的纸带，在起始点标上0，以后各点依次为1、2、3……用刻度尺测量对应下落的高度h1、h2、h3……记录在表格中。

6．用公式vn=（hn+1–hn–1）/2t，计算出各点的瞬时速度v1、v2、v3……并记录在表格中。

（五）数据处理

1.列表处理数据（见下页）

各计数点

l

2

3

4

5

6

下落高度

速度

势能

动能

结论

2.图像处理

在验证机械能守恒定律时，如果以v2／2为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的图线在误差允许的范围内如果是一条过原点的直线，就能验证机械能守恒定律。

（六）实验结论

在误差允许的范围内，验证了机械能守恒定律。

（七）误差分析

实际上，重物拖着纸带在下落过程中，受到阻力作用，机械能在不断减小，故有EB>ED。又因为在初始点时重物的机械能为0，所以有0>EB>ED，mvB2–mghB<0>，–mghD<0>，说明重物在实际下落过程中，重力势能的减少量大于动能的增加量。

三、课堂小结

本节课主要学习了：

1.实验目的：用自由落体运动验证机械能守恒。

2.纸带的选取及重物速度的测量方法。

3.实验的误差来源及注意事项。

四、课堂练习

1．用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中，下面哪些测量工具是必需的（）。

A.天平B.弹簧测力计C.刻度尺D.秒表

答案：C

2．在做验证机械能守恒定律实验时，以下说法正确的是（）。

A.选用重锤时，重的比轻的好

B.选用重锤时，密度大的比密度小的好

C.选用重锤后要称质量

D.重锤所受重力要远大于它所受的空气阻力和打点计时器对纸带的阻力

答案：D

3.在做验证机械能守恒定律的实验中，下列物理量需要用工具测量的是（）；通过计算得到的是（）。

A.重锤的质量B.重力加速度C.重锤下落的高度D.重锤下落的瞬时速度

答案：C；D

4．在“验证机械能守恒定律”的实验中，由于打点计时器两限位孔不在同一竖直线上，使纸带通过时受到较大阻力，这样的结果会有（）。

A.B.

C.D.以上都有可能

答案：B

5.关于“验证机械能守恒定律”的实验误差，下列说法正确的是（）。

A.重物的质量测量不准会产生误差

B.重物的质量大一些，有利于减小误差

C.重物的质量小一些，有利于减小误差

D.先释放重物，后接通电源会造成较大误差

答案：B

6.本实验中，若以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出-h图像应是，才能验证机械能守恒；-h图像的斜率等于的数值。

答案：一条过原点的倾斜直线；重力加速度

7.在用落体法验证机械能守恒定律的实验中：所用重锤的质量m=1.0kg，打点计时器所用电源频率50Hz，打下的纸带如图所示（图中的数据为从起始点O到该点的距离），则在打B点时，重锤的速度vB=m／s，重锤的动能Ek=J，从开始下落到打B点时，重锤的势能减小量是J（取两位有效数字）。

答案：0.79；0.31；0.31

五、布置作业

书写实验报告。

机械能教案15

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：