機械能教案15篇

作爲一位無私奉獻的人民教師，就難以避免地要準備教案，教案是教學活動的總的組織綱領和行動方案。來參考自己需要的教案吧！以下是小編整理的機械能教案，希望能夠幫助到大家。

機械能教案1

教學目標

一、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．掌握驗證機械能守恆定律的實驗原理。

二、過程與方法

通過用紙帶與打點計時器來驗證機械能守恆定律，體驗驗證過程和物理學的研究方法。

三、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

1.驗證機械能守恆定律的實驗原理。

2.實驗原理及方法的選擇及掌握。

教學難點

實驗誤差分析的方法。

教學過程

一、導入新課

通過上一節課的學習，我們知道機械能守恆定律及其表達式以及其在物理學中的重要地位。一個規律的提出，不但要有理論的支持，還要由實驗的驗證，今天我們就設計實驗，來驗證機械能守恆定律。

二、新課教學

（一）實驗方法

在圖1中，質量爲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的機械能分別爲：

EA=，EB=

如果忽略空氣阻力，物體下落過程中的機械能守恆，於是有

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於動能的增加。爲了方便，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。

（二）實驗中需要注意的問題

教師：請同學們看教材P79“要注意的問題”部分，思考一下問題：

1．重物選取的原則是什麼？爲什麼？

2．本實驗誤差的主要來源是什麼？怎樣有效地減小誤差？

3．爲了利用重物下落的某個過程驗證機械能守恆，如何恰當的選取重物下落的初末位置？

4．重物的質量是否需要測量？爲什麼？

學生看書思考、討論並回答：

1.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，爲減小誤差，固定打點計時器時，計時器平面要豎直以利於減小紙帶與計時器的摩擦力。

2.實驗用的紙帶一般小於1m，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。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。一般情況下，打的第一個點作爲起始點，這樣測量和計算方便一些。

3.不需要測量重物的質量，因爲這個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

根據做勻加速直線運動的物體在某一段時間t內的平均速度等於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（見下頁）是豎直紙帶由下而上實際打點後的情況。從O點開始依次取點1，2，3，圖中s1，s2，s3，……分別爲0～2點，1～3點，2～4點……各段間的距離。

根據公式，t=2×0.02s（紙帶上任意兩個相鄰的點間所表示的時間都是0.02s），可求出各段的平均速度。這些平均速度就等於是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，則在這段時間裏的平均速度，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，……。

2.重物下落的高度的確定

圖2中h1，h2，h3，……分別爲紙帶從O點下落的高度。

（四）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，待計時器打點穩定後再鬆開紙帶，讓重錘自由下落，打點計時器就在紙帶上打出一系列的點。

4．重複上一步的過程，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2mm的紙帶，在起始點標上0，以後各點依次爲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，計算出各點的瞬時速度v1、v2、v3……並記錄在表格中。

（五）數據處理

1.列表處理數據（見下頁）

各計數點

l

2

3

4

5

6

下落高度

速度

勢能

動能

結論

2.圖像處理

在驗證機械能守恆定律時，如果以v2／2爲縱軸，以h爲橫軸，根據實驗數據繪出的圖線在誤差允許的範圍內如果是一條過原點的直線，就能驗證機械能守恆定律。

（六）實驗結論

在誤差允許的範圍內，驗證了機械能守恆定律。

（七）誤差分析

實際上，重物拖着紙帶在下落過程中，受到阻力作用，機械能在不斷減小，故有EB>ED。又因爲在初始點時重物的機械能爲0，所以有0>EB>ED，mvB2–mghB<0>，–mghD<0>，說明重物在實際下落過程中，重力勢能的減少量大於動能的增加量。

三、課堂小結

本節課主要學習了：

1.實驗目的：用自由落體運動驗證機械能守恆。

2.紙帶的選取及重物速度的測量方法。

3.實驗的誤差來源及注意事項。

四、課堂練習

1．用自由落體法驗證機械能守恆定律的實驗中，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.秒錶

答案：C

2．在做驗證機械能守恆定律實驗時，以下說法正確的是（）。

A.選用重錘時，重的比輕的好

B.選用重錘時，密度大的比密度小的好

C.選用重錘後要稱質量

D.重錘所受重力要遠大於它所受的空氣阻力和打點計時器對紙帶的阻力

答案：D

3.在做驗證機械能守恆定律的實驗中，下列物理量需要用工具測量的是（）；通過計算得到的是（）。

A.重錘的質量B.重力加速度C.重錘下落的高度D.重錘下落的瞬時速度

答案：C；D

4．在“驗證機械能守恆定律”的實驗中，由於打點計時器兩限位孔不在同一豎直線上，使紙帶通過時受到較大阻力，這樣的結果會有（）。

A.B.

C.D.以上都有可能

答案：B

5.關於“驗證機械能守恆定律”的實驗誤差，下列說法正確的是（）。

A.重物的質量測量不準會產生誤差

B.重物的質量大一些，有利於減小誤差

C.重物的質量小一些，有利於減小誤差

D.先釋放重物，後接通電源會造成較大誤差

答案：B

6.本實驗中，若以爲縱軸，以h爲橫軸，根據實驗數據繪出-h圖像應是，才能驗證機械能守恆；-h圖像的斜率等於的數值。

答案：一條過原點的傾斜直線；重力加速度

7.在用落體法驗證機械能守恆定律的實驗中：所用重錘的質量m=1.0kg，打點計時器所用電源頻率50Hz，打下的紙帶如圖所示（圖中的數據爲從起始點O到該點的距離），則在打B點時，重錘的速度vB=m／s，重錘的動能Ek=J，從開始下落到打B點時，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、佈置作業

書寫實驗報告。

機械能教案2

教學目標：

(一)知識與技能

1.知道什麼是機械能;

2.理解動能和勢能的轉化，機械能守恆; 3.能的利用。

(二)過程與方法

通過體驗和觀察，瞭解機械能的轉化，及機械能與其他形式能的轉化。

(三)情感·態度·價值觀

滲透合理利用能源、保護環境意識、安全意識的教育。

教學重點、難點：

理解動能和勢能的轉化。

教學方法：

實驗、討論、歸納、對比

教具學具：多媒體課件、滾擺、單擺、籃球、教科書第74頁的“罐子”。

教學過程：

引入課題：

(演示實驗)將教科書第74頁所示的“罐子”沿不太陡的斜面滾下。

提問：會有什麼出人意料的現象發生嗎?

提問：開始鐵罐在斜面上具有什麼能?

向下滾動時具有什麼能?

鐵罐滾動時橡皮筋有什麼變化?具有什麼能?

提問：請同學們舉出生活中同時具有動能和勢能的事例。根據圖片提問：飛行中的飛機具有什麼能?

給出機械能的概念。

展示和提問：

展示射箭的圖片或視頻，提問：弓的彈性勢能哪裏去了?

提問：舉高的球釋放後，重力勢能減小，是不是能量消失了?歸納得出：動能和勢能能夠相互轉化。

鞏固練習

請學生再分析“撐杆跳”、“蹦牀”、“蹦極”運動中的能量變化。

演示滾擺實驗

請學生觀察滾擺的運動，思考滾擺在運動過程中動能和勢能是如何變化的?

指導學生進行實驗

1.指導學生做單擺實驗，並在實驗中觀察和分析單擺小球在擺動過程中動能和勢能是怎樣相互轉化的。

2.指導學生做教科書中的鐵鎖擺動的實驗。實驗前提問：鐵鎖會打到鼻子嗎?

大量事實和研究表明：如果只有動能和勢能的相互轉化，儘管動能、勢能的大小會變化，但機械能的總量不變。

展示圖片與提問

根據過山車的圖片，請學生分析圖中的過山車具有什麼能?過山車爲什麼能夠不斷地翻滾?

展示圖片或視頻

請學生觀看圖片或者視頻，認識自然界存在的機械能。

講授：水能和風能是水或者空氣因爲運動或者位置高而具有的機械能。展示：展示圖片或者視頻，表現自然界的機械能有利也有弊。

提問：請學生觀看圖片或者視頻，瞭解：水電站是怎樣使發電機轉動的，風力發電是怎樣的。

總結

1.什麼是機械能?

2.什麼叫做“機械能守恆”?鞏固練習。

機械能教案3

一、教學目標

1.在物理知識方面要求.

(1)掌握機械能守恆定律的條件;

(2)理解機械能守恆定律的物理含義.

2.明確運用機械能守恆定律處理問題的優點，注意訓練學生運用本定律解決問題的思路，以培養學生正確分析物理問題的習慣.

3.滲透物理學方法的教育，強調用能量的轉化與守恆觀點分析處理問題的重要性.

二、重點、難點分析

1.機械能守恆定律是力學知識中的一條重要規律.是一個重點知識.特別是定律的適用條件、物理意義以及具體應用都作爲較高要求.

2.機械能守恆定律的適用條件的理解以及應用，對多物理生來說，雖經過一個階段的學習，仍常常是把握不夠，出現各式各樣的錯誤.這也說明此項正是教學難點所在.

三、教具

投影片若干，投影幻燈，彩筆，細繩，小球，帶有兩個小球的細杆，定滑輪，物塊m、M，細繩.

四、教學過程設計

(一)複習引入新課

1.提出問題(投影片).

(1)機械能守恆定律的內容.

(2)機械能守恆定律的條件.

2.根據學生的回答，進行評價和歸納總結，說明(1)機械能守恆定律的物理含義.

(2)運用機械能守恆定律分析解決物理問題的基本思路與方法.

(二)教學過程設計

1.實例及其分析.

問題1 投影片和實驗演示.如圖1所示.一根長L的細繩，固定在O點，繩另一端系一條質量爲m的小球.起初將小球拉至水平於A點.求小球從A點由靜止釋放後到達最低點C時的速度.

分析及解答：小球從A點到C點過程中，不計空氣阻力，只受重力和繩的拉力.由於繩的拉力始終與運動方向垂直，對小球不做功.可見只有重力對小球做功，因此滿足機械能守恆定律的條件.選取小球在最低點C時重力勢能爲零.根據機械能守恆定律，可列出方程：

教師展出投影片後，適當講述，然後提出問題.

問題2 出示投影片和演示實驗.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點由靜止釋放後到達最低點C的速度.

分析及解答：仍照問題1，可得結果

問題3 出示投影片和演示實驗.現將問題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點由靜止釋放後到達最低點C的速度.

分析及解答：仿照問題1和問題2的分析.

小球由A點沿圓弧AC運動到C點的過程中，只有重力做功，滿足機械能守恆.取小球在最低點C時的重力勢能爲零.

根據機械能守恆定律，可列出方程：

2.提出問題.

比較問題1、問題2與問題3的分析過程和結果.可能會出現什麼問題.

引導學生對問題3的物理過程作細節性分析.起初，小球在A點，繩未拉緊，只受重力作用做自由落體運動，到達B點，繩被拉緊，改做

進一步分析：小球做自由落體運動和做圓周運動這兩個過程，都只有重力做功，機械能守恆，而不是整個運動過程機械能都守恆，因此原分析解答不合理.

引導學生進一步分析：小球的運動過程可分爲三個階段.

(1)小球從A點的自由下落至剛到B點的過程;

(2)在到達B點時繩被拉緊，這是一個瞬時的改變運動形式的過程;

(3)在B點狀態變化後，開始做圓周運動到達C點.

通過進一步討論，相互啓迪，使學生從直覺思維和理論思維的結合上認識到這一點.前後兩個過程機械能分別是守恆的，而中間的瞬時變化過程中由於繩被拉緊，vB在沿繩方向的分速度改變爲零，即繩的拉力對小球做負功，有機械能轉化爲內能，機械能並不守恆.因此，對小球運動的全過程不能運用機械能守恆定律.

正確解答過程如下：(指定一個學生在黑板上做，其餘學生在座位上做，最後師生共同討論裁定.)

小球的運動有三個過程(見圖4)：

(1)從A到B，小球只受重力作用，做自由落體運動，機械能守恆.到達B點時，懸線轉過2角，小球下落高度爲2Lsin，取B點重力勢能爲零.根據機械能守恆定律

(2)小球到達B點，繩突然被拉緊，在這瞬間由於繩的拉力作用，小球沿繩方向的分速度vB∥減爲零，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，做初速度爲vB的圓周運動，只有重力做功，機械能守恆，有：

聯立①、②、③式可解得vC.

教師對問題1、2、3的分析及解答過程，引導學生歸納總結.進一步提出問題.

問題4 出示投影片和演示實驗.

如圖5所示，在一根長爲L的輕杆上的B點和末端C各固定一個質量爲m的小球，杆可以在豎直面上繞定點A轉動，現將杆拉到水平位置

與摩擦均不計).

解法(一)：取在C點的小球爲研究對象.在杆轉動過程中，只有重力對它做功，故機械能守恆.有：

解法(二)：取在B點的小球爲研究對象，在杆轉動過程中，只有重力對它做功，故機械能守恆：

由於固定在杆上B、C點的小球做圓周運動具有相同的角速度，則vB∶vC=rB∶rC=2∶3，

現比較解法(一)與解法(二)可知，兩法的結果並不相同.

提出問題：

兩個結果不同，問題出現在何處呢?

學生討論，提出癥結所在.教師歸納總結，運用機械能守恆定律，應注意研究對象(系統)的選取和定律守恆的的條件.在本例題中出現的問題是，整個系統機械能守恆，但是，系統的某一部分(或研究對象)的機械能並不守恆.因而出現了錯誤的結果.

師生共同歸納，總結解決問題的具體辦法.

由於兩小球、輕杆和地球組成的系統在運動過程中，勢能和動能相互轉化，且只有系統內兩小球的重力做功，故系統機械能守恆.選杆在水平位置時爲零勢能點.

則有 E1=0.

而 E1=E2，

教師引導學生歸納總結以上解法的合理性，並進一步提出問題，對機械能守恆定律的理解還可有以下表述：

①物體系在任意態的總機械能等於其初態的總機械能.

②物體系勢能的減小(或增加)等於其動能的增加(或減小).

③物體系中一部分物體機械能的減小等於另一部分物體機械能的增加.

請同學分成三組，每組各用一種表述，重解本例題.共同分析比較其異同，這樣會更有助於對機械能守恆定律的深化.爲此，給出下例，並結合牛頓第二律的運用，會對整個物理過程的認識更加深刻.

已知，小物體自光滑球面頂點從靜止開始下滑.求小物體開始脫離球面時=?如圖6所示.

先仔細研究過程.從運動學方面，物體先做圓周運動，脫離球面後做拋體運動.在動力學方面，物體在球面上時受重力mg和支承力N，根據牛頓第二定律

物體下滑過程中其速度v和均隨之增加，故N逐步減小直到開始脫離球面時N減到零.兩個物體即將離開而尚未完全離開的條件是N=0.

解：視小物體與地球組成一系統.過程自小物體離開頂點至即將脫離球面爲止.球面彈性支承力N爲外力，與物體運動方向垂直不做功;內力僅有重力並做功，故系統機械能守恆.以下可按兩種方式考慮.

(1)以球面頂點爲勢能零點，系統初機械能爲零，末機械能爲

機械能守恆要求

兩種考慮得同樣結果.

〔注〕(1)本題是易於用機械能守恆定律求解的典型題，又涉及兩物體從緊密接觸到彼此脫離的動力學條件，故作詳細分析.

(2)解題前將過程分析清楚很重要，如本題指出，物體沿球面運動時，N減小變爲零而脫離球面.若過程分析不清將會導致錯誤.

爲加深對機械能守恆定律的理解，還可補充下例.投影片.

一根細繩不可伸長，通過定滑輪，兩端繫有質量爲M和m的小球，且Mm，開始時用手握住M，使系統處於圖7所示狀態.求：當M由靜止釋放下落h高時的速度.(h遠小於半繩長，繩與滑輪質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過程中只有重力做功，機械能守恆.有：

提問：如果M下降h剛好觸地，那麼m上升的總高度是多少?組織學生限用機械能守恆定律解答.

解法一：M觸地，m做豎直上拋運動，機械能守恆.有：

解法二：M觸地，系統機械能守恆，則M機械能的減小等於m機械能的增加.即有：

教師針對兩例小結：對一個問題，從不同的角度運用機械能守恆定律.體現了思維的多向性.我們在解題時，應該像解本題這樣先進行發散思維，尋求問題的多種解法，再進行集中思維，篩選出最佳解題方案.

2.歸納總結.

引導學生，結合前述實例分析、歸納總結出運用機械能守恆定律解決問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)對研究對象進行受力分析和運動過程分析.

(3)分析各個階段諸力做功情況，滿足機械能守恆定律的成立條件，才能依據機械能守恆定律列出方程;

(4)幾個物體組成的物體系機械能守恆時，其中每個物體的機械能不一定守恆，因爲它們之間有相互作用，在運用機械能守恆定律解題時，一定要從整體考慮.

(5)要重視對物體運動過程的分析，明確運動過程中有無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恆定律.

爲進一步討論機械能守恆定律的應用，請師生共同分析討論如下問題.(見投影片)

如圖8所示，質量爲m和M的物塊A和B用不可伸長的輕繩連接，A放在傾角爲的固定斜面上，而B能沿杆在豎直方向上滑動，杆和滑輪中心間的距離爲L，求當B由靜止開始下落h時的速度多大?(輪、繩質量及各種摩擦均不計)

(指定兩個學生在黑板上做題，其餘學生在座位上做，最後師生共同審定.)

分析及解答如下：

設B下降h時速度爲v1，此時A上升的速度爲v2，沿斜面上升距離爲s.

選A、B和地球組成的系統爲研究對象，由於系統在運動過程中只有重力做功，系統機械能守恆，其重力勢能的減小，等於其動能的增加，即有：

由於B下落，使杆與滑輪之間的一段繩子既沿其自身方向運動，又繞滑輪轉動，故v1可分解爲圖9所示的兩個分速度.由圖9知：

由幾何關係知：

綜合上述幾式，聯立可解得v1.

教師歸納總結.

五、教學說明

1.精選例題.

作爲機械能守恆定律的應用複習課，應在原有基礎上，進一步提高分析問題和解決問題的能力.爲此，精選一些具有啓發性和探討性的問題作爲實例是十分必要的.

例如，兩道錯例，是課本例題的引伸和拓展，基本上滿足了上述要求，這對於深化學生對機械能守恆和機械能守恆定律的理解，防止學生可能發生的錯誤，大有裨益.這種對問題的改造過程，也就是從再現思維到創造思維的飛躍過程.它在深化對知識的理解和發展思維能力方面比做一道題本身要深刻得多.

2.教學方法.

注重引導、指導、評價、發展有效結合.

(1)教師提供材料，引導學生從中發現問題.例如，在錯誤例題中發現兩種結果不同.

(2)針對不同結果，教師啓發學生找出問題的癥結，指導學生共同探求解決方案.

(3)在分析解答過程中，學生運用不同角度處理同一問題，教師及時作出評價.在實際教學中，對教學過程的每一個環節，教師都要對學生學習進行評價.這一方面是實事求是地肯定他們的成績，讓他們享受成功的喜悅，激發他們的學習興趣;另一方面也是從思維方法上幫助他們總結成功的經驗，提高認識，促進他們更有效地學習.

(4)在教學的每個環節中，教師通過運用各種方法和手段，來培養和發展學生的各種能力，這在每個環節中，都有所體現.

機械能教案4

教學目標

1．知道動能和勢能、彈性勢能可以相互轉化。

2．能解釋有關動能和勢能相互轉化的例子。

重點動能和勢能相互轉化

難點能解釋有關動能和勢能相互轉化的簡單物理現象。

教具[演示[滾擺、小球、木板、斜面。

學生

　一．複習提問：什麼叫動能、重力勢能、彈性勢能？它們的大小各由什麼因素決定？

二．引入新課：演示小球豎直上拋，分析其上升和下落過程。

三．新課教學

1．動能和重力勢能、彈性勢能的相互轉化。

（1）．指出演示小球豎直上拋過程中，動能轉化成勢能（上升），勢能轉化成動能（下落）。

（2）．演示滾擺實驗。

A．學生觀察並分析滾擺下落，上升過程中能的轉化．

B．歸納：下降：高度↓，速度↑，質量不變，是重力勢能轉化爲動能。

上降：高度↑，速度↓，質量不變，是動能轉化爲重力勢能。

（3）．舉例說明動能和重力勢能相互轉化的例子。如自行車下坡、盪鞦韆、高空擲物、盪鞦韆、人造地球衛星等。

2．動能和彈性勢能的相互轉化。

（1）演示實驗：小車的動能與彈性勢能的相互轉化。

A．學生觀察並分析小車運動過程中能的轉化．

B．歸納：彈簧壓縮：小車速度↓，彈簧形變↑，是動能轉化爲彈性勢能。

彈簧恢復：小車速度↑，彈簧形變↓，是彈性勢能轉化爲動能。

（2）演示實驗：分析乒乓球從手中下落到地上，又向上彈的過程中能的轉化情況。

分析：乒乓球從手中下落到剛接觸地面是重力勢能轉化成動能，從接觸地面到發生到最大形變是動能轉化成彈性勢能，從恢復形變到離開地面是彈性勢能轉化爲動動，從離開地面上升的過程是動能轉化爲重力勢能。

（3）舉例動能與彈性勢能相互轉化的例子。

3．學生討論“想想議議”。

4．練習

5．小結。

機械能教案5

一、教學目標

知識與技能：知道動能和勢能之間的轉化關係，會用動能定理進行計算;

過程與方法：通過對機械能守恆的探究過程，提高學生觀察和分析的能力；

情感態度與價值觀：體會物理之間的緊密聯繫，提高科學的嚴謹性。

二、教學重難點

重點：機械能守恆定律的理解與應用;

難點：動能與勢能之間的轉化關係。

三、教學過程

環節一：新課導入

教師找學生上臺演示實驗：用細繩拴住一個小球，將小球擺動一定的角度，並靠近同學的鼻尖，根據實驗結果讓學生分析並不會碰到鼻子的原因是什麼?引入新課“機械能守恆定律”。

環節二：新課講授

(一)動能與勢能餓相互轉化

通過上述實驗引導學生得到動能和勢能之間可以相互轉化，並通過自由落體得出重力勢能減少，動能增加的關係。

教師接下來組織學生進行思考討論，還有哪些動能與勢能之間相互轉化的例子，並找同學分享討論的結果。

教師總結：上述例子能夠看出動能和勢能之間可以相互轉化，動能和勢能統稱爲機械能，彈性勢能屬於勢能，並提問學生他們之間有哪些關係?從而引入機械能守恆定律。

(二)機械能守恆定律

結合教材中給出的自由落體例子，提示學生在AB兩點的機械能是多少?從A-B動能怎麼變化，重力做功與重力勢能之間的關係，並組織學生以4人爲一組進行討論，教師加以指導。並提問學生的討論結果。

教師通過讓學生根據結論總結出規律後在給出機械能守恆定律的定義：在只有重力或彈力做功的物體系統內，動能與勢能可以互相轉化，而總的機械能保持不變。這叫做機械能守恆定律。

教師強調出機械能守恆定律的適用條件。

環節三：鞏固提高

例題鞏固

學生判斷以下幾種情況機械能是否守恆?( )

A、豎直上拋運動

B、做平拋運動的小球

C、沿光滑的斜面下滑的物體

D、豎直方向勻速下降的物體

環節四：小結作業

小結：師生共同總結本節課的內容

作業：完成書後的練習題。

【板書設計】

（略）

機械能教案6

知識和能力目標:

1、知道機械能包括動能和勢能，能用實例說明動能和勢能之間可以相互轉化，能解釋有關動能、重力勢能和彈性勢能之間相互轉化的簡單現象。

2、 初步理解機械能守恆的含義

過程和方法目標:

通過觀察動能和勢能之間的相互轉化的實例，培養學生動手操作能力、觀察和分析的能力。情感態度與價值觀目標：

通過實驗探究和合作學習，關心機械能與人們日常生活的聯繫，樹立將機械能知識應用於日常生活的意識。

學習重難點

動能和勢能的相互轉化，機械能守恆。

教具準備：

小鋼球、彈簧、細繩、鐵鎖、鐵架臺

教學過程：

一、預習導學

二、合作探究

1、 情景導入

降落的小鋼球 開始靜止無動能但具有勢能，落下的過程中，勢能減少，速度由靜止轉變成運動，動能增加

2、 提出問題：小鋼球減少的重力勢能和增加的動能之間有沒有什麼關係呢？

3、 學生討論得出初步結論：勢能減少、動能增加。

4、 老師引導探究：

教師演示實驗：懸掛的金屬小球，把小球拉到一定高度鬆手，小球做往復來回運動。

教師引導：從小球最高點，動能爲0，重力勢能最大，到最低點時候，重力勢能最小，動能最大。從這個過程來看，重力勢能的減少帶來了小球動能的增加。結論：重力勢能轉化爲了動能

從最低點到另外一側的最高點，重力勢能增加，動能由最大減少到0。結論：動能轉化爲了重力勢能。

學生探討課本71頁圖11、4—2想想做做動能和勢能的轉化

師生綜合分析：動能、重力勢能之間是可以相互轉化的。

教師演示實驗：鋼球固定在彈簧的一端，彈簧另外一端固定 ，把鋼球水平拉伸一定位置放手，發現小球水平做往復運動。

教師引導分析：

鬆手時刻：彈性勢能最大，動能爲O

彈簧的自然伸直位置：彈性勢能爲0，鋼球速度大，具有動能。

彈簧被壓縮至最短位置，小球靜止：小球速度爲0，動能爲0，彈簧被壓縮，具有彈性勢能。

綜上分析：小球水平運動過程中，小球所具有的彈性勢能和動能相互轉化。

教師歸納：從以上兩個實驗可以看出：動能和重力勢能，動能和彈性勢能是可以相互轉化的，即動能和勢能可以相互轉化

引入新概念：

機械能：動能和勢能的總和爲機械能。

學生分組討論72頁圖11、4—3鐵鎖擺動時會碰到鼻子嗎？

實驗表明鐵鎖不會碰到鼻子，距離鼻子的距離變大，這表明鐵鎖的機械能總量變小

由此可見，在機械能的相互轉化過程中，機械能的總量可能會減小

問：鐵鎖的機械能總量爲什麼會減小呢？

學生分組討論

師生共同總結：鐵鎖在運動的過程中要克服空氣阻力做功，導致機械能的總量減小

大量的實驗表明：在機械能的相互轉化過程中，如果只有動能和勢能的相互轉化，機械能的總和是不變的即機械能守恆

注意：實際生活中，在機械能的相互轉化過程中，往往要克服摩擦力，使機械能總和減小

三、鞏固提高：

發揮學生主動性，通過動能和勢能相互轉化的規律，在現實生活中找出它們相互轉化的具體事例：

教師引導：奧運賽場上的蹦牀比賽、射箭比賽用的弓，蹦極遊戲、兒時的玩具：彈弓、玩具不倒翁等

動能和勢能的相互轉化應用實例：

風能和水能的利用

空氣的流動形成風，它具有動能，通過風機葉輪，把它們的動能轉化成了葉輪的動能，動能又用來發電等。

水在高處有重力勢能，在從高處落下的過程中，重力勢能就會轉化成水的動能，流動的水通過沖擊水力發電機的葉輪，把它們的動能轉化成了葉輪的動能，進而帶動水力發電機發電供人類來使用。

四、拓展延伸：

1、科學世界：人造地球衛星的機械能轉化

2、課後作業

3、提問學生：說說我國有哪些水電站？（三峽葛洲壩等）拓展考察學生認知能力。

五、教後記

機械能教案7

一、教學目標

【知識與技能目標】

1、理解動能、勢能的相互轉化。

2、能解釋一些有關動能、重力勢能、彈性勢能之間相互轉化的簡單物理現象。

【過程與方法目標】

通過觀察和實驗認識動能和勢能的轉化過程。

【情感態度價值觀目標】

通過學習機械能守恆定律，培養學生的科學態度。

二、教學重、難點

【重點】

理解動能、勢能的相互轉化。

【難點】

理解動能、勢能的相互轉化。

三、教學過程

環節一：導入新課

1.我們已經學習過關於能量的轉化，請問電燈工作的時候，能量是怎麼轉化的?風力發電機工作的時候，能量是怎麼轉化的?水利發動機工作的時候，能量是怎麼轉化的?電動機工作的時候，能量是怎麼轉化的?學生討論回答。

2.創設情境

老師操作溜溜球,吸引學生注意力,並切入主題。教師先通過提出一個關於能量轉化的問題,引起學生思考,並由所設計的情景，將學生引入學習。老師提問:爲什麼溜溜球在鬆手後能夠不停的上下運動呢?這需要大家自己探究。

環節二：建立概念

1.想想做做：滾擺實驗

出示滾擺，並簡單介紹滾擺的構造及實驗的做法。事先應在擺輪的側面某處塗上鮮明的顏色標誌，告訴學生觀察顏色標誌，可以判斷擺輪轉動的快慢。

如果實驗室滾擺數量不夠，可讓學生自制。做實驗前，應讓學生明確要觀察的物理現象，着重點放在能量的轉化過程。做實驗時，要讓學生觀察清楚：滾擺下降時，位置越來越低，速度越來越大;滾擺上升時，位置越來越高，速度越來越小。再引導學生認識勢能向動能轉化，動能向勢能轉化的過程。由於有阻力，滾擺上升的最大高度將逐漸減小。對此，教學時不要明確指出，以免影響學生對動能和勢能相互轉化的理解。

老師展示、引導學生複述並分析實驗中觀察到的現象。開始釋放擺輪時，擺輪在最高點靜止，此時擺輪只有重力勢能，沒有動能。擺輪下降時其高度降低，重力勢能減少;擺輪旋轉着下降;而且越轉越快，其動能越來越大。擺輪到最低點時，轉動最快，動能最大;其高度最低，重力勢能最小。在擺輪下降的過程中，其重力勢能逐漸轉化爲動能。仿照擺輪下降過程的分析，得出擺輪上升過程中，擺輪的動能逐漸轉化爲重力勢能。

單擺實驗。

綜述實驗單擺和滾擺，說明動能和重力勢能是可以相互轉化的。

彈性勢能和動能的相互轉化。得出：動能和彈性勢能也是可以相互轉化的。

自然界中動能和勢能相互轉化的事例很多。

2. 機械能

動能和勢能可以相互轉化，我們把動能和勢能統稱爲機械能。物體在運動時具有動能，勢能是存儲着的能量。一個物體可以有動能，也可以有勢能。如果只有動能和勢能相互轉化，機械能是守恆的。

想想做做：有條件的可以讓每個學生都試一試，在實踐中討論並回答問題。

3. 人造衛星

可以讓學生自學課文，瞭解人造衛星在環繞地球運轉時的能量轉化。重點解釋勢能的大小取決於距離地球的遠近。在近地點，勢能小，則動能大，也就是運行速度大。在遠地點，勢能大，動能就小，也就是運行速度小。

環節三：小結

請同學們總結一下，本節課你學到了哪些知識，有哪些收穫?

環節三：小結

請同學們總結一下，本節課你學到了哪些知識，有哪些收穫?

機械能教案8

教學目標

一、知識與技能

1．知道什麼是機械能，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恆，理解機械能守恆定律的內容，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恆，並能列出機械能守恆的方程式。

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恆。

2．初步學會從能量轉化和守恆的觀點來解釋物理現象，分析問題。

三、情感、態度與價值觀

通過能量守恆的教學，使學生樹立科學觀點，理解和運用自然規律，並用來解決實際問題。

教學重點

1．掌握機械能守恆定律的推導、建立過程，理解機械能守恆定律的內容。

2．在具體的問題中能判定機械能是否守恆，並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係出發理解機械能守恆的條件。

2．能正確判斷研究對象在所經歷的過程中機械能是否守恆，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：課件展示翻滾過山車的精彩片斷，激發學生學習的興趣，引出本節課的學習內容。

在學生觀看過山車的同時，教師提醒學生分析過山車在運行過程中動能和勢能的變化情況。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，那麼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、新課教學

（一）動能與勢能的相互轉化

教師：我們下面看這樣一個例子：

演示：見教材圖7。8—1，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A點，然後放開，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A點等高的C點，如果用尺子在某一點擋住細線，小球雖然不能擺到C點，但擺到另一側時，也能達到跟A點相同的高度。

教師：在這個小實驗中，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麼問題？

教師總結：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，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不變。

教師：上面幾個例子都是說明動能和重力勢能之間的相互轉化，那麼動能和另外一個勢能——彈性勢能之間的關係又是什麼呢？我們看下面幾個演示實驗。

①拉弓射箭（勢能向動能轉化）

②運動會上撐竿跳高運動員在跳起的過程中（人的動能轉化爲杆的彈性勢能，而後杆的彈性勢能轉化爲人的重力勢能）

③教材P75圖7。8—2

學生思考：彈力分別做了什麼功，彈性勢能發生了怎樣的變化？

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：

機械能：1。重力勢能、彈性勢能與動能統稱機械能。

2。通過重力或彈力做功，機械能可以從一種形式轉化爲另一種形式。

（二）機械能守恆定律

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係，推導出物體在A處的機械能和B處的機械能相等。

教師：爲學生創設問題情境，引導學生運用所學知識獨立推導出機械能守恆定律。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。

推導的結果爲：

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。

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

2。公式：。

3．條件：只有重力或者彈力做功。

例題：把一個小球用細線懸掛起來，就成爲一個擺，如圖，擺長爲l，最大擺角爲θ，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，並相

互討論。

教師：幫助學生總結用機械能守恆定律解題的要點、步驟，體會應用機械能守恆定律解題的優越性。

總結：

1．機械能守恆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．用機械能守恆定律解題，必須明確初末狀態機械能，要分析機械能守恆的條件。

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。應用機械能守恆定律的解題步驟：

（1）確定研究對象；

（2）對研究對象進行正確的受力分析；

（3）判斷各個力是否做功，並分析是否符合機械能守恆的條件；

（4）視解題方便選取零勢能參考平面，並確定研究對象在始、末狀態時的機械能；

（5）根據機械能守恆定律列出方程，或再輔之以其他方程，進行求解。

四、課堂練習

1。下列情況中，運動物體機械能一定守恆的是（ ）。

A。物體所受的合外力爲零

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。關於機械能是否守恆，下列說法正確的是（）。

A。做勻速直線運動的物體的機械能一定守恆

B。做勻變速運動的物體機械能可能守恆

C。外力對物體做功爲零時，機械能一定守恆

D。只有重力對物體做功，物體機械能一定守恆

答案：BD

3。下列說法正確的是（ ）。

A。一個物體所受的合外力爲零，它的機械能一定守恆

B。一個物體所受的合外力恆定不變，它的機械能可能守恆

C。一個物體做勻速直線運動，它的機械能一定守恆

D。一個物體做勻加速直線運動，它的機械能可能守恆

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爲va、vb、vc，則（ ）。

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

答案：D

5。質量爲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，在滑動過程中，當高度爲h時，以經過底端的水平面爲參考面，該物體具有的機械能爲（）。

A。B。C。mghD。

答案：A

6。如圖所示，一小球從傾角爲30°的固定斜面上的A點水平拋出，初動能爲6J，問球落到斜面上的B點時動能有多大？

答案：設經歷的時間爲，則有：，所以，，則豎直位移，落到斜面時動能=14J。

7。如下圖所示，一根長的細線，一端固定在頂板上，另一端拴一個質量爲m的小球。現使細線偏離豎直方向α=60°角後，從A點處無初速地釋放小球。試問：

（1）小球擺到最低點O時的速度多大？

（2）小球擺到左方最高點的高度（相對最低點）多高？

（3）若在懸點正下方處有一釘子，，不計懸線與釘碰撞時的能量損失，則小球碰釘後向左擺動過程中能達到的最大高度有何變化？

答案：

（1）由機械能守恆定律得：，則。

（2）。

（3）因爲機械能守恆，所以最大高度不變。

五、佈置作業

1。教材P78問題與練習第1、3、4題。

2。觀察記錄生活中其他的物理情景，判斷其是否符合機械能守恆定律。

機械能教案9

導入一：

如圖所示，小朋友在玩盪鞦韆，當被推動幾下後，鞦韆就會蕩起來，鞦韆蕩得越高，感覺到蕩的過程速度就越大。

盪鞦韆的過程中，小朋友的動能和勢能是如何變化的。

導入二：

手持粉筆頭高高舉起。

提問：被舉高的粉筆頭具不具有能量爲什麼。

學生回答提問後，再引導學生分析粉筆頭下落的過程、首先提出當粉筆頭下落路過某一點時，粉筆頭具有什麼能量（此時既有重力勢能，又有動能）繼而讓學生比較在該位置和起始位置，粉筆頭的重力勢能和動能各有什麼變化（重力勢能減少，動能增加）

在粉筆頭下落的過程，重力勢能和動能都有變化，指出自然界中動能和勢能變化的事例很多。

[設計意圖]從身邊的實驗出發，充分調動學生參與課堂教學的積極性。

導入三：

教師利用事先準備好的演示器材，請兩個同學配合，指導他們完成一個小遊戲，讓同學們認真觀察並思考遊戲裏面的科學道理。

如圖，將小鋼球或鐵鎖固定在細線的一端，細線的另一端系在鐵架臺上，使小鋼球與細線形成一個擺、讓一個同學靠近鐵架臺，頭稍低，另一同學把小鋼球由該同學的鼻子處釋放，小鋼球（鐵鎖）擺動過程中能否碰到該同學的鼻子，提醒注意安全，並思考其中的科學道理。

導入四：

多媒體展示過山車的動畫過程、畫面上出現：過山車從很高的軌道一側的頂端釋放，不斷地加速向下運動，越過圓環軌道的最高點，最後衝上軌道的另一側、

在學生觀看過山車的同時，教師提醒學生分析過山車在運行過程中動能和勢能的變化情況、

思考：過山車爲什麼要從很高的軌道一側的頂端釋放

說明：教師不對學生的回答做評判，只告訴學生，要回答這個問題，需要學習本節課的內容、引出本節課的課題：機械能及其轉化。

一、機械能及其轉化

思路一

給出機械能的概念，重力勢能、彈性勢能統稱爲勢能，動能、勢能統稱爲機械能、物體具有的機械能等於動能、勢能兩種能量之和。

[知識拓展]能量的種類很多，如太陽能、電能、原子能等，而機械能是與物體的機械運動情況有關的一種能量，單位跟其他形式的能量單位相同，都是焦耳（J）。

之所以把動能、勢能統稱爲機械能，是因爲動能和勢能可以相互轉化，滾擺和單擺是動能和勢能可以相互轉化的常見實例、下面通過實驗分析實例中動能和勢能是如何相互轉化的。

1、探究活動一：

如圖所示，將滾擺捲起後釋放，讓學生觀察分析：

①滾擺在最高處時具有什麼能。

②釋放後觀察滾擺的高度、速度、質量的變化，分別分析滾擺下降和上升過程中動能、勢能的變化情況。

③動能和重力勢能之間是否可以相互轉化。

學生進行實驗並回答問題：

①重力勢能。

②下降時：質量不變、高度變小、速度變大、重力勢能變小、動能變大，減小的重力勢能變成了動能、上升時：質量不變、高度變大、速度變小、重力勢能變大、動能變小、減小的動能變成了重力勢能。

③動能和重力勢能之間可以相互轉化。

[設計意圖]讓學生參與實驗探究、在實驗中獲取知識，增長本領。

2、探究活動二：

如圖所示，將單擺的擺球置於A處，然後釋放、擺球就可以在A，C之間來回擺動。

①擺球在哪些位置高度最高。

②擺球在哪些位置速度最大。

③分析擺球從A~B運動過程中，動能、勢能的變化情況。

④分析擺球從B~C運動過程中，動能、勢能的變化情況。

學生進行實驗並回答問題：

①擺球在A，C處高度最高，具有的重力勢能最大。

②擺球在B處速度最大，具有的動能最大。

③擺球從A~B運動過程中，重力勢能不斷減小，動能不斷變大，是重力勢能不斷轉化爲動能。

④擺球從B~C運動過程中，重力勢能不斷增大，動能不斷減小，是動能不斷轉化爲重力勢能。

總結：動能和重力勢能可以相互轉化、

3、探究活動三：

（1）手持着木球將彈簧片推彎，而後突然釋放木球，觀察到什麼現象在此過程中，涉及哪些能量的轉化

（2）按下圖進行實驗：

讓木球從斜槽上端滾下，觀察木球碰擊彈簧的過程、分析圖中，木球從甲→乙圖和乙→丙圖能量轉化的過程。

學生進行實驗並回答問題：

（1）觀察到木球在彈簧片的作用下在水平槽內運動、在此過程中，彈簧片的彈性勢能轉化爲木球的動能。

（2）從甲→乙圖中，木球的動能轉化爲彈簧的彈性勢能、從乙→丙圖中，彈簧的彈性勢能轉化爲木球的動能。

這說明動能和彈性勢能可以相互轉化、

[設計意圖]通過精心設計的問題，激活學生的思維，提高學生參與課堂教學的積極性和有效性、

4、回顧滾擺實驗後思考：

①滾擺上下運動的過程中機械能總量有什麼變化，爲什麼

②滾擺機械能總量減小的原因是什麼如果沒有摩擦和空氣阻力，機械能的總量還會不會變化

學生討論回答：

①滾擺上升的最大高度越來越小，說明滾擺具有的機械能總量不斷減小。

②滾擺機械能總量減小的原因是摩擦和空氣阻力、如果沒有摩擦和空氣阻力，機械能的總量不會變化。

總結：在動能和勢能相互轉化的過程中，如果沒有摩擦和空氣阻力則機械能的總量保持不變，這就是機械能守恆定律。

思考：乒乓球落地後又彈起來，爲什麼達不到原來的高度，能量是怎麼轉化的。

介紹人造地球衛星在運行過程中發生動能和勢能的相互轉化。

思考：

①衛星運行過程中機械能是否守恆

②衛星從近地點向遠地點運動時重力勢能、動能、速度分別怎麼變化

③衛星在什麼時候動能最大什麼時候重力勢能最大

學生思考後回答：

①守恆，因爲衛星在太空運行，沒有空氣阻力，只有動能和勢能之間的相互轉化。

②重力勢能增大，動能減小，速度減小。

③在近地點時動能最大，在遠地點時重力勢能最大。

[設計意圖]人造地球衛星涉及機械能的轉化和守恆，可以拓寬學生視野。

思路二

1、機械能：動能、重力勢能和彈性勢能統稱爲機械能、一個物體可以既有動能，又有勢能。

多媒體展示：從高處下落的蘋果，速度越來越快，用頻閃攝像機攝下它下落的過程，如圖所示。

提出問題：被舉高的蘋果具不具有能量爲什麼

學生活動：學生回答提問後，再引導學生分析蘋果下落的過程、首先提出，當蘋果下落到某一點時，蘋果具有什麼能量（此時既有重力勢能，又有動能）繼而讓學生比較在該位置和起始位置，蘋果的重力勢能和動能各有什麼變化（重力勢能減少，動能增加）。

在蘋果下落的過程，重力勢能和動能都有變化，自然界中動能和勢能變化的事例很多，下面我們共同觀察滾擺的運動，並思考動能和勢能的變化。

2、動能與重力勢能的相互轉化

實驗1：用細線把小球繫好，吊在天花板上，做成如圖甲所示的單擺、將單擺拉至A點處，鬆手，讓單擺自由擺動、發現單擺從A點運動到B點的過程中，速度越來越大，從B點運動到C點的過程中，速度越來越小。

實驗2：把一個滾擺懸掛起來，如圖乙所示，用手捻動滾擺使懸線纏在軸上，滾擺升高到最高點，鬆手，發現滾擺下落的過程中，速度越來越快，滾擺上升的過程中速度越來越慢。

問題研討

問題1：

單擺從A點運動到B點，C點的過程中，動能和重力勢能是如何變化的又是如何轉化的呢？

答：

問題2：

滾擺在下落、上升的過程中，動能和重力勢能是如何變化的又是如何轉化的呢？

答：

學生活動：交流討論，思考回答。

（1）單擺從A點運動到B點的過程中，動能變大，重力勢能變小，重力勢能轉化爲動能；單擺從B點運動到C點的過程中，動能變小，重力勢能變大，動能轉化爲重力勢能、

（2）滾擺在下落的過程中，動能變大，重力勢能變小，重力勢能轉化爲動能；滾擺上升的過程中，動能變小，重力勢能變大，動能轉化爲重力勢能。

知識歸納：在一定的條件下，物體所具有的動能和重力勢能可以相互轉化。

友情提示：

在動能和勢能的相互轉化過程中，一種形式的能減少，另一種形式的能增加，減少的那種形式的能轉化爲增加的那種形式的能。

3、動能與彈性勢能的相互轉化

實驗3：如圖所示，在水平槽裏豎立一個彈簧片，讓木球從斜槽滾入水平槽，撞擊彈簧片、觀察到木球接觸、碰撞彈簧片的過程中，木球的速度越來越慢，彈簧片彎曲程度越來越大；木球被彈簧片彈回的過程中，木球的速度越來越快，彈簧片彎曲程度越來越小。

問題研討

問題1：

在木球與彈簧片接觸、碰撞和被反彈的過程中，動能和彈性勢能是如何變化的又是如何轉化的呢？

答：

問題2：

由上面的實驗，你能得出什麼結論

答：

學生活動：交流討論，思考回答。

（1）在木球與彈簧片接觸、碰撞的過程中，木球的動能減小，彈簧片的彈性勢能增大，木球的動能轉化爲彈簧片的彈性勢能、被反彈的過程中，彈簧片的彈性勢能減小，木球的動能增大，彈簧片的彈性勢能轉化爲木球的動能。

（2）動能和彈性勢能能夠相互轉化。

實驗4：用彈簧振子演示動能和彈性勢能的相互轉化。

學生活動：觀察演示實驗，思考問題，選出代表發表見解。

問題：這個實驗中，小球的受力情況如何各個力的做功情況如何這個實驗說明了什麼。

小球在往復運動過程中，豎直方向上受重力和杆的支持力作用，水平方向上受彈力作用、重力、支持力和速度方向總垂直，對小球不做功；只有彈簧的彈力對小球做功。

實驗表明，小球在往復運動過程中總能回到原來的位置，小球在往復運動過程中彈性勢能和動能在不斷轉化。

知識歸納：在一定的條件下，物體所具有的動能和彈性勢能可以相互轉化。

友情提示：動能和重力勢能可以相互轉化，動能和彈性勢能也可以相互轉化；不同形式的機械能都可以相互轉化。

[知識拓展]各種形式的能量都可以相互轉化，如電能可以轉化爲光能，太陽能可以轉化爲電能等，動能和勢能的相互轉化只是能量轉化中的一種形式，能量轉化過程中總是一種能量減少，另一種能量增加。

二、水能和風能的利用

請學生觀看圖片或者視頻，認識自然界存在的機械能、指出：水能和風能是水或者空氣因爲運動或者位置高而具有的機械能。

修築攔河壩可以提高壩前上游的水位，水位越高，水的重力勢能就越大、這樣水從壩上落下時轉化成的動能就越大，水推動壩下方的水輪機轉動，水輪機又帶動發電機發電，水能最終轉化爲電能。

利用風能做功主要是靠風車，也可以用風車的轉動帶動發電機發電、利用風能不會有環境污染，但風能不穩定，不像攔河壩那樣能把“風能”儲存起來。

展示圖片或者視頻，表現自然界的機械能有利也有弊。

在水（風）力發電站，將水（風）的機械能轉化爲電能。

[設計意圖]通過水能和風能的利用，知道人類如何利用機械能的轉化與守恆解決實際問題、提高運用機械能轉化與守恆觀點分析力學問題的意識。

課堂小結：通過今天的學習，同學們有哪些收穫在實驗探究中又存在哪些問題還有什麼想探究的問題

學生可以個別回答，或相互交流，在交流的基礎上進行學習小結。

[設計意圖]加強知識的鞏固掌握、提高學生的交流表達能力、

1、如圖所示，已知某人造地球衛星沿橢圓軌道運行，其近地點距離地面高439km，遠地點距離地面高2384km，衛星在近地點時動能，在遠地點時勢能（前兩空選填“最大”或“最小”）、從近地點向遠地點運動過程中，轉化爲（後兩空選填“動能”或“勢能”）。

解析：本題主要考查動能和勢能的相互轉化、衛星環繞地球運動過程中，其動能和重力勢能相互轉化、衛星從近地點向遠地點運動的過程中，高度增大，重力勢能增加，增加的重力勢能由動能轉化而來，則動能減小；衛星從遠地點向近地點運動的過程中，高度減小，重力勢能減小，減小的重力勢能轉化爲動能，則動能增加、在近地點時，衛星的動能最大；在遠地點時，衛星的勢能最大。

【答案】最大最大動能勢能

2、在一次軍事演習中，一架飛機沿水平方向一邊勻速飛行一邊投放軍用物資，在此過程中飛機的動能（填“變大”“變小”或“不變”），物資在加速下落過程中，動能和重力勢能之間的轉化情況是、

解析：本題考查動能和勢能之間的轉化、飛機沿水平方向一邊勻速飛行一邊投放軍用物資，在此過程中飛機的速度不變，質量變小，所以動能變小；物資在加速下落過程中，質量不變，高度變小，重力勢能變小，但速度越來越快，動能越來越大，所以，重力勢能轉化爲動能、

【答案】變小重力勢能轉化爲動能

3、如圖所示是某建築工地用起重機起吊貨物的情景、貨物在鋼繩的拉力作用下先沿豎直方向勻速上升，再水平移動到卸貨地點、若不計摩擦和空氣阻力，則貨物在勻速上升過程中（）

A、重力勢能增加，動能減少。

B、重力勢能增加，機械能增加。

C、動能不變，機械能增加。

D、動能減少，機械能減少。

解析：質量越大，速度越大，物體的動能就越大；質量越大，高度越高，物體的重力勢能就越大、本題中，貨物的質量不變，在勻速上升過程中，貨物的速度不變，所以動能不變，而高度增加，所以貨物的重力勢能在增加，又因爲機械能爲動能和重力勢能之和，所以機械能增加，故B，C選項正確、故選BC。

4、如圖所示，小球沿軌道由靜止從A處運動到D處的過程中，忽略空氣阻力和摩擦力，僅有動能和勢能互相轉化、則（）

A、小球在A處的動能等於在D處的動能。

B、小球在A處的動能大於在D處的動能。

C、小球在B處的機械能小於在C處的機械能。

D、小球在B處的機械能等於在C處的機械能。

解析：對於AB選項：根據題意，小球在運動的過程中僅有動能和勢能互相轉化，所以小球在重力勢能較大的地方其動能肯定較小、觀察圖像，發現小球在A處比在D處所處的高度較高，具有的重力勢能較大，所以小球在A處具有的動能較小，故AB選項都不正確、對於CD選項：根據題意“小球沿軌道由靜止從A處運動到D處的過程中，忽略空氣阻力和摩擦力，僅有動能和勢能互相轉化”，所以在整個過程中沒有能量的損耗，動能和勢能的總和即機械能是不會減少的，小球在各處的機械能都是相等的，故D符合題意，C不符合題意、故選D。

5、如圖所示爲小球在地面彈跳的頻閃照片、根據此圖，以下分析正確的是（）

A、小球在下落時，它的重力勢能減小，動能不變。

B、小球在上升時，它的重力勢能減小，動能減小。

C、小球在彈跳過程中，它的高度下降，機械能減小。

D、小球在彈跳過程中，它的高度下降，機械能不變。

解析：小球在下落時，其質量不變，高度變小，所以重力勢能減小，下落速度越來越快，所以動能增大，A說法錯誤；小球上升過程中，質量不變，高度增大，所以重力勢能增大，速度越來越慢，所以動能減小，B說法錯誤；在彈跳過程中，由於克服阻力做功，部分機械能轉化爲內能消耗掉，所以高度越來越小，機械能減小，所以C正確，D錯誤、故選C。

1、動能、重力勢能和彈性勢能統稱爲機械能。

2、一個物體的勢能和動能之和，就是物體的總的.機械能。

3、機械能=動能+勢能。

4、動能和勢能可以相互轉化。

5、機械能守恆：如果只有動能和勢能相互轉化時，（不計摩擦）機械能的總和保持不變即物體的機械能守恆。

一、教材作業

【必做題】

教材第74頁動手動腦學物理的2，3題。

【選做題】

教材第74頁動手動腦學物理的1，4題。

機械能教案10

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

通過觀察和實驗瞭解功的物理意義。

3.情感、態度與價值觀

具有對科學的求知慾，樂於探索自然現象和日常生活中的物理學道理，有將科學技術應用於日常生活、社會實踐的意識。

說明與建議

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，可先複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。這裏還可進一步用槓桿做演示，表明使用機械時，人們所做的功，都等於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。

由於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，人提着桶雖然很費力，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

這裏可先複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。

這裏要強調剛纔學的“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麼。

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並不知道，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。

機械能教案11

一、教學目標

1．在已經學習有關機械能概念的基礎上，學習機械能守恆定律，掌握機械能守恆的條件，掌握應用機械能守恆定律分析、解決問題的基本方法。

2．學習從功和能的角度分析、處理問題的方法，提高運用所學知識綜合分析、解決問題的能力。

二、重點、難點分析

1．機械能守恆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恆的條件；能夠正確分析物體系統所具有的機械能；能夠應用機械能守恆定律解決有關問題。

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。

3．能否正確選用機械能守恆定律解決問題是本節學習的另一難點。通過本節學習應讓學生認識到，從功和能的角度分析、解決問題是物理學的重要方法之一；同時進一步明確，在對問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、處理問題。

三、教具

演示物體在運動中動能與勢能相互轉化。

器材包括：麥克斯韋滾擺；單擺；彈簧振子。

四、主要教學過程

(一)引入新課

結合複習引入新課。

前面我們學習了動能、勢能和機械能的知識。在國中學習時我們就瞭解到，在一定條件下，物體的動能與勢能(包括重力勢能和彈性勢能)可以相互轉化，下面我們觀察演示實驗中物體動能與勢能轉化的情況。

[演示實驗] 依次演示麥克斯韋滾擺、單擺和彈簧振子，提醒學生注意觀察物體運動中動能、勢能的變化情況。

通過觀察演示實驗，學生回答物體運動中動能、勢能變化情況，教師小結：

物體運動過程中，隨動能增大，物體的勢能減小；反之，隨動能減小，物體的勢能增大。

提出問題：上述運動過程中，物體的機械能是否變化呢？這是我們本節要學習的主要內容。

(二)教學過程設計

在觀察演示實驗的基礎上，我們從理論上分析物理動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物體的機械能

問題：質量爲m的物體自由下落過程中，經過高度h1處速度爲v1，下落至高度h2處速度爲v2，不計空氣阻力，分析由h1下落到h2過程中機械能的變化(引導學生思考分析)。

分析：根據動能定理，有

下落過程中重力對物體做功，重力做功在數值上等於物體重力勢能的變化量。取地面爲參考平面，有

WG＝mgh1-mgh2

由以上兩式可以得到

引導學生分析上面式子所反映的物理意義，並小結：下落過程中，物體重力勢能轉化爲動能，此過程中物體的機械能總量不變。

指出問題：上述結論是否具有普遍意義呢？作爲課後作業，請同學們課後進一步分析物體做平拋和豎直上拋運動時的情況。

明確：可以證明，在只有重力做功的情況下，物體動能和勢能可以相互轉化，而機械能總量保持不變。

提出問題：在只有彈簧彈力做功時，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

以彈簧振子爲例(未講振動，不必給出彈簧振子名稱，只需講清系統特點即可)，簡要分析系統勢能與動能的轉化。

明確：進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．機械能守恆定律

在只有重力和彈簧彈力對物體做功的情況下，物體的動能和勢能可以相互轉化，物體機械能總量保持不變。這個結論叫做機械能守恆定律。

提出問題：學習機械能守恆定律，要能應用它分析、解決問題。下面我們通過具體問題的分析來學習機械能守恆定律的應用。在具體問題分析過程中，一方面要學習應用機械能守恆定律解決問題的方法，另一方面通過問題分析加深對機械能守恆定律的理解與認識。

4．機械能守恆定律的應用

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。

引導學生思考分析，提出問題：

(1)前面學習過應用運動合成與分解的方法處理平拋運動，現在能否應用機械能守恆定律解決這類問題？

(2)小球拋出後至落地之前的運動過程中，是否滿足機械能守恆的條件？如何應用機械能守恆定律解決問題？

歸納學生分析的結果，明確：

(1)小球下落過程中，只有重力對小球做功，滿足機械能守恆條件，可以用機械能守恆定律求解；

(2)應用機械能守恆定律時，應明確所選取的運動過程，明確初、末狀態小球所具有的機械能。

例題求解過程：

取地面爲參考平面，拋出時小球具有的重力勢能Ep1＝mgh，動能

落地時小球的速度大小爲

提出問題：請考慮用機械能守恆定律解決問題與用運動合成解決問題的差異是什麼？

例2．小球沿光滑的斜軌道由靜止開始滑下，並進入在豎直平面內的離心軌道運動，如圖所示，爲保持小球能夠通過離心軌道最高點而不落下來，求小球至少應從多高處開始滑下？已知離心圓軌道半徑爲R，不計各處摩擦。

提出問題，引導學生思考分析：

(1)小球能夠在離心軌道內完成完整的圓周運動，對小球通過圓軌道最高點的速度有何要求？

(2)從小球沿斜軌道滑下，到小球在離心軌道內運動的過程中，小球的機械能是否守恆？

(3)如何應用機械能守恆定律解決這一問題？如何選取物體運動的初、末狀態？

歸納學生分析的結果，明確：

(1)小球能夠通過圓軌道最高點，要求小球在最高點具有一定速度，即此時小球運動所需要的向心力，恰好等於小球所受重力；

(2)運動中小球的機械能守恆；

(3)選小球開始下滑爲初狀態，通過離心軌道最高點爲末狀態，研究小球這一運動過程。

例題求解過程：

取離心軌道最低點所在平面爲參考平面，開始時小球具有的機械能E1＝mgh。通過離心軌道最高點時，小球速度爲v，此時小球的機械能

成完整的圓周運動。

進一步說明：在中學階段，由於數學工具的限制，我們無法應用牛頓運動定律解決小球在離心圓軌道內的運動。但應用機械能守恆定律，可以很簡單地解決這類問題。

例3．長l＝80cm的細繩上端固定，下端系一個質量 m＝100g的小球。將小球拉起至細繩與豎直方向成60°角的位置，然後無初速釋放。不計各處阻力，求小球通過最低點時，細繩對小球拉力多大？取g＝10m/s2。

提出問題，引導學生分析思考：

(1)釋放後小球做何運動？通過最低點時，繩對小球的拉力是否等於小球的重力？

(2)能否應用機械能守恆定律求出小球通過最低點時的速度？

歸納學生分析結果，明確：

(1)小球做圓周運動，通過最低點時，繩的拉力大於小球的重力，此二力的合力等於小球在最低點時所需向心力；

(2)繩對小球的拉力不對小球做功，運動中只有重力對球做功，小球機械能守恆。

例題求解過程：

小球運動過程中，重力勢能的變化量ΔEp＝-mgh＝-mgl(1-cos60°)，

在最低點時繩對小球的拉力大小爲

提出問題：通過以上各例題，總結應用機械能守恆定律解決問題的基本方法。

歸納學生的分析，作課堂小結。

五、小結

1．在只有重力做功的過程中，物體的機械能總量不變。通過例題分析要加深對機械能守恆定律的理解。

2．應用機械能守恆定律解決問題時，應首先分析物體運動過程中是否滿足機械能守恆條件，其次要正確選擇所研究的物理過程，正確寫出初、末狀態物體的機械能表達式。

3．從功和能的角度分析、解決問題，是物理學研究的重要方法和途徑。通過本節內容的學習，逐步培養用功和能的觀點分析解決物理問題的能力。

4．應用功和能的觀點分析處理的問題往往具有一定的綜合性，例如與圓周運動或動量知識相結合，要注意將所學知識融匯貫通，綜合應用，提高綜合運用知識解決問題的能力。

六、說明

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。在中學物理教學中，不必過份強調這點，平時我們所說物體的機械能，可以理解爲是對物體系統所具有的機械能的一種簡便而通俗的說法。

機械能教案12

一、教學目標：

1、知識與技能：

1.理解動能、重力勢能，知道彈性勢能。

2.能用實例說明物體的動能和勢能，知道機械能包括動能和勢能。

2、過程與方法：

1.學生通過觀察物體具有動能、重力勢能和彈性勢能的一系列物理實驗，學習觀察物理實驗現象的方法，提高觀察能力。

2.通過實驗探究活動，再次加深對控制變量法的認識。

3、情感態度與價值觀：

通過學習有關動能、勢能的知識及其在生活中的廣泛應用，激發學生學習物理的興趣，培養學生理論聯繫實際的觀念。

二、教學重難點：

重點：探究動能、重力勢能和彈性勢能的影響因素，讓學生體驗探究的過程。難點：學生設計完成探究試驗，並交流評估各自的實驗方案

三、教學方法：

實驗法，講授法，指導閱讀法，演示法

四、教學實驗儀器：

乒乓球、沙子、小桌子、模型小汽車、銅塊、細線、木塊等

五、教學過程：

1、情景引入：

師：首先請同學們觀看一個現象（老師在桌子上放上一張紙和一個乒乓球，用扇子扇風，紙和乒乓球被風吹走）同學們看到了什麼現象？

生：風把紙和乒乓球吹走了。

師：那麼風能把火車吹翻嗎？

生：（一般）不能。

師：請同學們觀看一個新聞片段。（風吹翻火車）

師：對此，你們有什麼看法？

生：太可怕了，風怎麼會有如此大的力量呢？

2、新課教學：

師：那麼，我們帶着疑問，走入今天的課堂。首先，請同學觀察下面四幅圖，分析一下這四幅圖中的物體有什麼共同的特徵？

生：他們都在運動。

師：很好，那麼結合前面我們所學功的知識，這些運動的物體能不能對別的物體做功呢？像這樣，一個物體能夠做功，我們就說他具有能。能夠做的功越多，我們就說他具有更多的能。請注意，能夠做功指的是他具有的本領，能不能確定他一定正在對別的物體做功呀？不能！像剛剛那樣的四個物體，是由於運動而具有對其他物體做功的能力，我們把這種能稱爲動能。那同學們能不能從生活實際中找到具有動能的物體呢？

生：……

師：其實，我們判斷一個物體是否具有動能，主要是看這個物體是否在運動。那麼，下面，我們一起來看看這輛運動的公交車發生了什麼事情？（看視頻）剛剛的視頻中發生了什麼事情呢？

生：公交車將小汽車撞飛出去了！

師：我這裏也有一輛小汽車，（拿着道具模型）現在它也在運動，如果是這輛小汽車裝上視頻中的小汽車，會把小汽車撞飛出去嗎？

生：不能；

師：那這說明，運動的物體都有動能，但是動能是不是都一樣大呀？（不是）動能有大有小，那麼這個動能的大小到底與什麼因素有關呢？同學們大膽的猜想一下：

生：猜想：（質量；體積（乒乓球和小鋼珠）；速度）

師：這都是我們的猜想，那要驗證我們的猜想，我們應該怎麼做呢？（實驗）請同學們自己先運用自己手中的器材設計一下；

（控制變量法；做實驗，得出結論）

師：現在，老師拿出一個銅塊，放在這張桌子上，同學們會擔心，銅塊撞傷你嗎？（不擔心）那我用一根細繩將銅塊吊起來，放在你的頭上，你擔心嗎？爲什麼呢？

生：可能會回答擔心繩子斷了，砸到頭。

師：這個銅塊是因爲動起來讓你覺得擔心嗎？不是！是因爲這個銅塊被舉高了而擔心。那也就是說雖然這個銅塊沒有動起來，但是因爲被舉高了也具有了做功的能力。那這種因爲被舉高而具有的能就叫做重力勢能。同樣的，重力勢能有大有小，我們根據動能的探究過程來探究一下重力勢能的大小與那些因素有關！我這裏有一盒沙子，在沙子上面，放上一張桌子，將一個銅塊舉高，鬆手，銅塊將桌子砸進沙子中，桌子陷入沙子中越深，說明這個銅塊能對桌子做更多的功，具有更多的能；反之，則不然。

（控制變量法；做實驗，得出結論）

師：通過學習，我們得出，物體由於運動或者被舉高都會具有能，由於運動而具有的能叫動能，由於被舉高而具有的能叫重力勢能。動能大小與物體的質量和運動的速度有關，而重力勢能與物體的質量和被舉高的高度有關；那我這裏有根橡皮筋，現在既沒有運動也沒有被舉高，是不是就不具有能，不能對物體做功呢？看個小實驗，用橡皮筋將紙彈出去，橡皮筋能將紙彈出去，說明此時此刻的橡皮筋也具有能，但是這種能不是因爲運動也不是因爲被舉高，而是因爲發生了彈性形變而具有的能，這種能，我們就叫做彈性勢能，由於時間關係，我們就不在課堂上討論了，只是給同學看看老師已經做過的一個實驗，同學能夠知道彈性勢能的大小也不是都一樣的，與物體發生彈性形變的程度有關。

重力勢能和彈性勢能總的來說都是勢能，我們把勢能和動能的合起來稱之爲機械能。

六、課堂練習：

1、看圖說出圖中的物體各自具有的是什麼樣的能。

2、運用今天所學的知識解決情景引入中風吹翻火車，滴水川石。

七、課堂小結：

（主要小結知識和實驗方法）時間還很多的話，還可以讓同學們討論一下，通過本節課程的學習，對生活有哪些啓示：比如火車被吹翻，公交車撞飛小汽車要注意控制好速度，又比如滴水穿石，不能小覷大自然的威力等等。

八、課後作業：

機械能教案13

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。掌握驗證機械能守恆定律的實驗原理。

過程與方法

通過用紙帶與打點計時器來驗證機械能守恆定律，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

掌握驗證機械能守恆定律的實驗原理。

教學難點

驗證機械能守恆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、複寫紙片、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恆定律，我們首先採複習一下什麼叫做機械能守恆定律?

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。這叫做機械能守恆定律。

師：機械能守恆的條件是什麼?

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恆?

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，所以機械能是守恆的。

師：我們要想推導出機械能守恆定律在自由落體中的具體表達式，可以根據什麼來進行推導呢?

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恆定律，再一次熟悉這個定律，併爲本節課的教學打下基礎)

[新課教學]

1、推導出機械能守恆定律在本實驗中的具體表達式。

在圖1中，質量爲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的機械能分別爲：

ea= ， eb=

如果忽略空氣阻力，物體下落過程中的機械能守恆，於是有

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於動能的增加。爲了方便，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麼器材?

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

機械能教案14

【摘要】步入高中，相比國中更爲緊張的學習隨之而來。

本文題目：高三物理教案：機械能

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=Fscos。 在高中階段，這種方法只適用於恆力做功。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：功等於恆力和沿該恆力方向上的位移的乘積。

⑵用動能定理W=Ek或功能關係求功。當F爲變力時，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，那麼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用力和位移的夾角判斷;○2用力和速度的夾角判斷定;○3用動能變化判斷.

(4)瞭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，當末位置低於初位置時，W0，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於摩擦力與路程的乘積。

在彈性範圍內，彈簧做功與始末狀態彈簧的形變量有關係。

(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爲正、可能爲負、也可能爲零;○2一對互爲作用反作用的摩擦力做的總功可能爲零(靜摩擦力)、可能爲負(滑動摩擦力)，但不可能爲正。

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=Fvcos，其中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爲F在該時刻的瞬時功率;②當v爲某段位移(時間)內的平均速度時，則要求這段位移(時間)內F必須爲恆力，對應的P爲F在該段時間內的平均功率。

(4)重力的功率可表示爲PG=mgVy，即重力的瞬時功率等於重力和物體在該時刻的豎直分速度之積。

2、斜面上的彈力做功和摩擦力做功問題

3、滑輪系統拉力做功的計算方法

當牽引動滑輪兩根細繩不平行時，但都是恆力，此時若將此二力合成爲一個恆力再計算這個恆力的功，則計算過程較複雜。但若等效爲兩個恆力功的代數和，將使計算過程變得非常簡便。

4、求某力的平均功率和瞬時功率的方法

平均功率的計算：

5、機車的啓動問題

問題1：.機車起動的最大速度問題

問題2：機車勻加速起動的最長時間問題

問題3：.機車運動的最大加速度問題。

功和功率的計算

1、求變力做功的幾種方法

功的計算在中學物理中佔有十分重要的地位，中學階段所學的功的計算公式W=FScosa只能用於恆力做功情況，對於變力做功的計算則沒有一個固定公式可用，本文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恆力的功相等，則可以同過計算該恆力的功，求出該變力的功。而恆力做功又可以用W=FScosa計算，從而使問題變得簡單。

(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，每一小元段可認爲恆力做功，總功即爲各個小元段做功的代數和。

三、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(恆力)代替變力，利用功的定義式求功。

(4)、圖象法

(5)、能量轉化法求變力做功

功是能量轉化的量度，已知外力做功情況可計算能量的轉化，同樣根據能量的轉化也可求外力所做功的多少。因此根據動能定理、機械能守恆定律、功能關係等可從能量改變的角度求功。

①、用動能定理求變力做功

動能定理的內容是：外力對物體所做的功等於物體動能的增量。它的表達式是W外=EK，W外可以理解成所有外力做功的代數和，如果我們所研究的多個力中，只有一個力是變力，其餘的都是恆力，而且這些恆力所做的功比較容易計

算，研究對象本身的動能增量也比較容易計算時，用動能定理就可以求出這個變力所做的功。

③、用功能原理求變力做功

功能原理的內容是：系統所受的外力和內力(不包括重力和彈力)所做的功的代數和等於系統的機械能的增量，如果這些力中只有一個變力做功，且其它力所做的功及系統的機械能的變化量都比較容易求解時，就可用功能原理求解變力所做的功。

④、用公式W=Pt求變力做功

機械能及機械能守恆定律的應用

一、對機械能守恆定律的理解

1、對機械能中的重力勢能的理解

機械能中的重力勢能是一個相對值，只有選定了零勢能參考面纔有物體相對於零勢面的重力勢能。在機械能守恆關係式中初、末兩狀態的機械能應相對於同一參考面。

2、對機械能守恆定律條件的理解

對機械能守恆定律成立條件的理解關係到能否正確應用該定律，對該定律的理解可從以下兩個方面：

(1)、從力做功的角度理解機械能守恆定律成立的條件。

對某一物體，若只有重力(或彈簧的彈力)做功，其它力不做功，則該物體的機械能守恆。

(2)、從能量轉化的角度理解機械能守恆定律成立的條件。

對某一系統，物體間只有動能和重力勢能及彈性勢能相互轉化，系統跟外界沒有發生機械能的傳遞，機械能也沒有轉變成其它形式的能(如沒有熱能產生)，則系統的機械能守恆。

3、對於機械能守恆定律中守恆的理解。

正確理解機械能守恆定律中守恆的涵義，對於正確寫出守恆的物理表達式十分重要，同時對守恆的理解不同，其對應的物理表達式也不同。對守恆的理解主要有以下三種：

(1)、所謂守恆即系統的初態的總機械能E1等於末態的總機械能E2，其相應的物理表達式爲：E1=E2。

(2)、系統的機械能守恆可理解爲系統的能量只在動能和重力勢能之間相互轉化。系統重力勢能的變化量和系統動能的變化量數值大小相等，即Ep=-Ek。

(3)、如果系統是有A、B兩個物體組成的，對於機械能守恆可理解爲系統的機械能只在A、B兩物體之間相互轉化，A物體的機械能的變化量和B物體的機械能的變化量數值大小相等，即EA=-EB。

二、機械能守恆定律的應用

1、物體運動中的機械能守恆

2、變質量問題中的機械能守恆

3、多物體組成的系統的機械能守恆問題

4、彈簧問題中的機械能守恆

功能關係

1、常見力做功與能量變化的對應關係

①重力功：重力勢能和其他能相互轉化 ②彈簧的彈力做功：彈性勢能和其他能相互轉化

③滑動摩擦力做功：機械能轉化爲內能 ④電場力做功：電勢能與其他能相互轉化

⑤安培力做功：電能和其它形式能相互轉化

⑥分子力做功：分子勢能和分子動能之間的能的轉化

⑦合外力做功：動能和其他形式能之間的轉化

⑧重力、彈力外的其他力做功：機械能和其他形式能之間的轉化

2、功是能量的轉化的量度 W=E

衝量、動量與動量定理

1、衝量---求恆力和變力衝量的方法。

恆力F的衝量直接根據I=Ft求，而變力的衝量一般要由動量定理或F-t圖線與橫軸所夾的面積來求。

2、動量---動量及動量變化的求解方法。

求動量的變化要用平行四邊形定則或動量定理。

3、動量定理：

應用動量定理解題的思路和一般步驟爲：

10明確研究對象和物理過程;20分析研究對象在運動過程中的受力情況;

30選取正方向,確定物體在運動過程中始末兩狀態的動量;40依據動量定理列方程、求解。

小結：

三問法應用動量定理：

一問能否用(涉及力、時間和速度變化的問題，不涉及加速度與位移)

二問研究對象與過程;三問動量的變化與合衝量

機械能教案15

引入新課:

一.我們在八年級的時候就已經學習過關於能量的轉化，請回答，電燈工作的時候，能量是怎麼轉化的？風力發電機工作的時候，能量是怎麼轉化的？水利發動機工作的時候，能量是怎麼轉化的？電動機工作的時候，能量是怎麼轉化的？

學生討論回答

二.情景:老師操作溜溜球,吸引學生注意力,並切入主題

(教師先通過提出一個關於能量轉化的問題,引起學生思考,並由所設計的情景，將學生引入學習)

動手動腦搞探究:

一.老師提問:爲什麼溜溜球在鬆手後能夠不停的上下運動呢?這需要學生自己探究:實驗1：滾擺實驗。

出示滾擺，並簡單介紹滾擺的構造及實驗的做法。事先應在擺輪的側面某處塗上鮮明的顏色標誌，告訴學生觀察顏色標誌，可以判斷擺輪轉動的快慢。

二.學生實驗

老師展示課件引導學生複述並分析實驗中觀察到的現象。開始釋放擺輪時，擺輪在最高點靜止，此時擺輪只有重力勢能，沒有動能。擺輪下降時其高度降低，重力勢能減少；擺輪旋轉着下降；而且越轉越快，其動能越來越大。擺輪到最低點時，轉動最快，動能最大；其高度最低，重力勢能最小。在擺輪下降的過程中，其重力勢能逐漸轉化爲動能。

仿照擺輪下降過程的分析，得出擺輪上升過程中，擺輪的動能逐漸轉化爲重力勢能。

加強鞏固

一.老師用課件展示實驗2：單擺實驗。

綜述實驗1、2，說明動能和重力勢能是可以相互轉化的。

二.老師用課件展示實驗3：彈性勢能和動能的相互轉化。

得出：動能和彈性勢能也是可以相互轉化的。

自然界中動能和勢能相互轉化的事例很多。首先分析課本圖15.5—2,加深學生對動能,勢能轉化的認識,再請學生列舉生活中動,勢能轉化的實例,老師和學生共同分析.

概括結論

一.學生總結,老師補充,得出結論:

動能和勢能可以相互轉化

二.引出機械能的定義:

動能和勢能之和

拓展知識

一.學生分組做教材中的“想想做做”,請學生分析現象產生的原因,分析這其中是否有其他能量的轉化

二.假設沒有阻力,會怎麼樣呢?引出機械能守恆規律 請點擊下載Word版完整教案：人教版八年級物理下冊《機械能及其轉化》教案設計