《能量守恒定律》教案

《能量守恒定律》教案

　　從容說(shuō)課

　　本節(jié)課的設(shè)計(jì)，教材繼續(xù)沿用了前幾節(jié)的課程模式，先由生活中的實(shí)例引出研究問(wèn)題，然后用實(shí)驗(yàn)加以證實(shí)，讓學(xué)生接受這個(gè)物理事實(shí)。接著再?gòu)睦碚撋贤茖?dǎo)、證明，從而得出結(jié)論。

　　這節(jié)課教材是從生活中騎自行車(chē)上坡的實(shí)例入手，引出動(dòng)能和重力勢(shì)能在此過(guò)程中是在相互轉(zhuǎn)化的。接著通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)證實(shí)這個(gè)轉(zhuǎn)化過(guò)程中的守恒結(jié)論。最后提出了自然界中最普遍、最基本的規(guī)律之一能量轉(zhuǎn)化和守恒定律。

　　機(jī)械能守恒定律是能量守恒定律的一個(gè)特例，要使學(xué)生對(duì)定律的得出、含義、適用條件有一個(gè)明確的認(rèn)識(shí)，這是能夠用該定律解決力學(xué)問(wèn)題的基礎(chǔ)。

　　各種不同形式的能相互轉(zhuǎn)化和守恒的規(guī)律，貫穿在整個(gè)物理學(xué)中，是物理學(xué)的基本規(guī)律之一。能量守恒定律是學(xué)習(xí)各種不同形式的能量轉(zhuǎn)化規(guī)律的起點(diǎn)，也是運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)知識(shí)的進(jìn)一步綜合和展開(kāi)的重要基礎(chǔ)。所以這一節(jié)知識(shí)是本章重要的一節(jié)。

　　機(jī)械能守恒定律是本章教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容，本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)是使學(xué)生掌握物體系統(tǒng)機(jī)械能守恒的條件；能夠正確分析物體系統(tǒng)所具有的機(jī)械能。

　　分析物體系統(tǒng)所具有的機(jī)械能，尤其是分析、判斷物體所具有的重力勢(shì)能，是本節(jié)學(xué)習(xí)的難點(diǎn)之一。在教學(xué)中應(yīng)讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到，物體重力勢(shì)能大小與所選取的參考平面（零勢(shì)面）有關(guān)；而重力勢(shì)能的變化量是與所選取的參考平面無(wú)關(guān)的。在討論物體系統(tǒng)的機(jī)械能時(shí)，應(yīng)先確定參考平面。

　　教學(xué)重點(diǎn)

　　1。理解機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容；

　　2。在具體的問(wèn)題中能判定機(jī)械能是否守恒，并能列出定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式；

　　3。理解能量轉(zhuǎn)化和守恒定律。

　　教學(xué)難點(diǎn)

　　1。從能的轉(zhuǎn)化和功能關(guān)系出發(fā)理解機(jī)械能守恒的條件；

　　2。能正確判斷研究對(duì)象在所經(jīng)歷的過(guò)程中機(jī)械能是否守恒。

　　教具準(zhǔn)備

　　自制投影片、CAI課件、重物、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器以及紙帶、復(fù)寫(xiě)紙片、低壓電源及兩根導(dǎo)線、鐵架臺(tái)和鐵夾、刻度尺、小夾子。

　　課時(shí)安排

　　1課時(shí)

　　三維目標(biāo)

　　一、知識(shí)與技能

　　1。知道什么是機(jī)械能，知道物體的動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化；

　　2。理解機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容；

　　3。在具體問(wèn)題中，能判定機(jī)械能是否守恒，并能列出機(jī)械能守恒的方程式；

　　4。理解能量守恒定律，能列舉、分析生活中能量轉(zhuǎn)化和守恒的例子。

　　二、過(guò)程與方法

　　1。初步學(xué)會(huì)從能量轉(zhuǎn)化和守恒的觀點(diǎn)解釋現(xiàn)象、分析問(wèn)題；

　　2。通過(guò)用紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，體驗(yàn)驗(yàn)證過(guò)程和物理學(xué)的研究方法。

　　三、情感態(tài)度與價(jià)值觀

　　1。通過(guò)能量守恒的教學(xué)，使學(xué)生樹(shù)立科學(xué)觀點(diǎn)，理解和運(yùn)用自然規(guī)律，并用來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題；

　　2。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，體會(huì)學(xué)習(xí)的快樂(lè)，激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣；通過(guò)親身實(shí)踐，樹(shù)立“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”的科學(xué)觀。培養(yǎng)學(xué)生的觀察和實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。

　　教學(xué)過(guò)程

　　導(dǎo)入新課

　　［實(shí)驗(yàn)演示］

　　動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化

　　教師活動(dòng)：演示實(shí)驗(yàn)1：如下圖，用細(xì)線、小球、帶有標(biāo)尺的鐵架臺(tái)等做實(shí)驗(yàn)。

　　把一個(gè)小球用細(xì)線懸掛起來(lái)，把小球拉到一定高度的A點(diǎn)，然后放開(kāi)，小球在擺動(dòng)過(guò)程中，重力勢(shì)能和動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化。我們看到，小球可以擺到跟A點(diǎn)等高的C點(diǎn)，如圖甲。

　　如果用尺子在某一點(diǎn)擋住細(xì)線，小球雖然不能擺到C點(diǎn)，但擺到另一側(cè)時(shí)，也能達(dá)到跟A點(diǎn)相同的高度，如圖乙。

　　問(wèn)題：這個(gè)小實(shí)驗(yàn)中，小球的受力情況如何？各個(gè)力的做功情況如何？這個(gè)小實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了什么？

　　學(xué)生活動(dòng)：觀察演示實(shí)驗(yàn)，思考問(wèn)題，選出代表發(fā)表見(jiàn)解。

　　小球在擺動(dòng)過(guò)程中受重力和繩的拉力作用。拉力和速度方向總垂直，對(duì)小球不做功；只有重力對(duì)小球做功。

　　實(shí)驗(yàn)表明，小球在擺動(dòng)過(guò)程中重力勢(shì)能和動(dòng)能在不斷轉(zhuǎn)化。在擺動(dòng)過(guò)程中，小球總能回到原來(lái)的高度。可見(jiàn)，重力勢(shì)能和動(dòng)能的總和，即機(jī)械能應(yīng)該保持不變。

　　教師活動(dòng)：演示實(shí)驗(yàn)2：如圖，水平方向的彈簧振子。

　　用彈簧振子演示動(dòng)能和彈性勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化。

　　問(wèn)題：這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，小球的受力情況如何？各個(gè)力的做功情況如何？這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了什么？

　　學(xué)生活動(dòng)：觀察演示實(shí)驗(yàn)，思考問(wèn)題，選出代表發(fā)表見(jiàn)解。

　　小球在往復(fù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，豎直方向上受重力和桿的支持力作用，水平方向上受彈力作用。重力、支持力和速度方向總垂直，對(duì)小球不做功；只有彈簧的彈力對(duì)小球做功。

　　實(shí)驗(yàn)表明，小球在往復(fù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中彈性勢(shì)能和動(dòng)能在不斷轉(zhuǎn)化。小球在往復(fù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中總能回到原來(lái)的位置，可見(jiàn)，彈性勢(shì)能和動(dòng)能的總和，即機(jī)械能應(yīng)該保持不變。

　　教師活動(dòng)：總結(jié)、過(guò)渡：

　　通過(guò)上述分析，我們得到動(dòng)能和勢(shì)能之間可以相互轉(zhuǎn)化，那么在動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化過(guò)程中，動(dòng)能和勢(shì)能的和是否真的保持不變？下面我們就用實(shí)驗(yàn)來(lái)探索這個(gè)問(wèn)題。

　　推進(jìn)新課

　　一、機(jī)械能的轉(zhuǎn)化和守恒的實(shí)驗(yàn)探索

　　在學(xué)生開(kāi)始做實(shí)驗(yàn)之前，老師應(yīng)強(qiáng)調(diào)如下幾個(gè)問(wèn)題：

　　1。該實(shí)驗(yàn)中選取被打點(diǎn)紙帶應(yīng)注意兩點(diǎn)：一是第一點(diǎn)O為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，O點(diǎn)的速度應(yīng)為零。怎樣判別呢？

　　2。是否需要測(cè)量重物的質(zhì)量？

　　3。在架設(shè)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)應(yīng)注意什么？為什么？

　　4。實(shí)驗(yàn)時(shí)，接通電源和釋放紙帶的順序怎樣？為什么？

　　5。測(cè)量下落高度時(shí)，某同學(xué)認(rèn)為都必須從起始點(diǎn)算起，不能弄錯(cuò)。他的看法正確嗎？為了減小測(cè)量 h值的相對(duì)誤差，選取的各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)要離起始點(diǎn)適當(dāng)遠(yuǎn)些好，還是近些好？

　　學(xué)生活動(dòng)：思考老師的問(wèn)題，討論、交流，選出代表發(fā)表見(jiàn)解。

　　1。因?yàn)榇螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0。02 s打點(diǎn)一次，在最初的0。02 s內(nèi)物體下落距離應(yīng)為0。002 m，所以應(yīng)從幾條紙帶中選擇第一、二兩點(diǎn)間距離接近2 mm的紙帶進(jìn)行測(cè)量；二是在紙帶上所選的點(diǎn)就是連續(xù)相鄰的點(diǎn)，每相鄰兩點(diǎn)時(shí)間間隔t=0。02 s。

　　2。因?yàn)椴恍枰�知道物體在某點(diǎn)動(dòng)能和勢(shì)能的具體數(shù)值，所以不必測(cè)量物體的質(zhì)量 m，而只需驗(yàn)證 就行了。

　　3。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器要豎直架穩(wěn)，使其兩限位孔在同一豎直平面內(nèi)，以盡量減少重物帶著紙帶下落時(shí)所受到的阻力作用。

　　4。必須先接通電源，讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作后才能松開(kāi)紙帶讓重物下落。

　　5。這個(gè)同學(xué)的看法是正確的。為了減小測(cè)量 h值的相對(duì)誤差，選取的各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)要離起始點(diǎn)適當(dāng)遠(yuǎn)些好。

　　教師活動(dòng)：聽(tīng)取學(xué)生匯報(bào)，點(diǎn)評(píng)，幫助學(xué)生解決困難。

　　學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。

　　數(shù)據(jù)處理：

　　明確本實(shí)驗(yàn)中要解決的問(wèn)題即研究動(dòng)能與重力勢(shì)能的轉(zhuǎn)化與守恒。

　　在右圖中，質(zhì)量為m的物體從O點(diǎn)自由下落，以地面作零勢(shì)能面，下落過(guò)程中任意兩點(diǎn)A和B的機(jī)械能分別為：

　　如果忽略空氣阻力，物體下落過(guò)程中如果動(dòng)能的改變量等于勢(shì)能的改變量，于是有Ea=Eb,即上式亦可寫(xiě)成該式左邊表示物體由A到B過(guò)程中動(dòng)能的增加，右邊表示物體由A到B過(guò)程中重力勢(shì)能的減少。

　　如果實(shí)驗(yàn)證明等式成立,說(shuō)明物體重力勢(shì)能的減少等于動(dòng)能的增加。為了方便，可以直接從開(kāi)始下落的O點(diǎn)至任意一點(diǎn)（上圖中A點(diǎn)）來(lái)進(jìn)行研究，這時(shí)應(yīng)有： 。式中h是物體從O點(diǎn)下落至A點(diǎn)的高度，vA是物體在A點(diǎn)的瞬時(shí)速度。

　　1。如何求出A點(diǎn)的瞬時(shí)速度vA？

　　根據(jù)做勻加速運(yùn)動(dòng)的'物體在某一段時(shí)間t內(nèi)的平均速度等于該時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度可求出A點(diǎn)的瞬時(shí)速度vA。

　　右圖是豎直紙帶由下而上實(shí)際打點(diǎn)后的情況。從O點(diǎn)開(kāi)始依次取點(diǎn)1、2、3……圖中s1、s2、s3……分別為0～2點(diǎn)，1～3點(diǎn)，2～4點(diǎn)……各段間的距離。根據(jù)公式 ，t=2×0。02 s（紙帶上任意兩個(gè)相鄰的點(diǎn)間所表示的時(shí)間都是0。02 s），可求出各段的平均速度。這些平均速度就等于1、2、3……各點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度v1、v2、v3……例如：

　　量出0～2點(diǎn)間距離s1，則在這段時(shí)間里的平均速度 ，這就是點(diǎn)1處的瞬時(shí)速度v1,以此類(lèi)推可求出點(diǎn)2、3……處的瞬時(shí)速度v2、v3……

　　2。如何確定重物下落的高度？

　　上圖中h1、h2、h3……分別為紙帶從O點(diǎn)下落的高度。

　　根據(jù)以上數(shù)值可以計(jì)算出任意點(diǎn)的重力勢(shì)能和動(dòng)能，從而驗(yàn)證動(dòng)能與重力勢(shì)能的轉(zhuǎn)化和守恒。

　　二、機(jī)械能守恒定律

　　機(jī)械能守恒定律的推導(dǎo)：

　　教師活動(dòng)：［多媒體展示下列物理情景］

　　在自由落體運(yùn)動(dòng)中機(jī)械能守恒

　　一個(gè)質(zhì)量為m的物體自由下落，經(jīng)過(guò)高度為h1的A點(diǎn)（初位置）時(shí)速度為v1，下落到高度為h2的B點(diǎn)（末位置）時(shí)速度為v2。

　　學(xué)生活動(dòng)：思考并證明

　　如右圖所示，設(shè)一個(gè)質(zhì)量為m的物體自由下落，經(jīng)過(guò)高度為h1的A點(diǎn)（初位置）時(shí)速度為v1，下落到高度為h2的B點(diǎn)（末位置）時(shí)速度為v2。在自由落體運(yùn)動(dòng)中，物體只受重力G=mg的作用，重力做正功。設(shè)重力所做的功為WG，則由動(dòng)能定理可得

　　①上式表示，重力所做的功等于動(dòng)能的增量。另一方面，由重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系知道，WG＝mgh1-mgh2

　　②上式表示，重力所做的功等于重力勢(shì)能的減少。由①式和②式可得③

　　小結(jié)：在自由落體運(yùn)動(dòng)中，重力做了多少功，就有多少重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為等量的動(dòng)能，移項(xiàng)后可得

　　或者Ek1+Ep1=Ek2+Ep2④

　　上式表示，在自由落體運(yùn)動(dòng)中，動(dòng)能和重力勢(shì)能之和即總的機(jī)械能保持不變。

　　【教師精講】

　　上述結(jié)論不僅對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)是正確的，可以證明，在只有重力做功的情形下，不論物體做直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng)，上述結(jié)論都是正確的。

　　所謂只有重力做功，是指：物體只受重力，不受其他的力，如自由落體運(yùn)動(dòng)和其他方向運(yùn)動(dòng)；或者除重力外還受其他的力，但其他力不做功，如物體沿光滑斜面的運(yùn)動(dòng)。

　　在只有重力做功的情形下，物體的動(dòng)能和重力勢(shì)能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變。

　　這個(gè)結(jié)論叫做機(jī)械能守恒定律，它是力學(xué)中的一條重要定律，是更普遍的能量守恒定律的一種特殊情況。

　　不僅重力勢(shì)能和動(dòng)能可以相互轉(zhuǎn)化，彈性勢(shì)能和動(dòng)能也可以相互轉(zhuǎn)化。放開(kāi)被壓縮的彈簧，可以把跟它接觸的小球彈出去，這時(shí)彈簧的彈力做功，彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小球的動(dòng)能。在彈性勢(shì)能和動(dòng)能的相互轉(zhuǎn)化中，如果只有彈力做功，動(dòng)能和彈性勢(shì)能之和保持不變，即機(jī)械能守恒。

　　【方法引導(dǎo)】

　　解決某些力學(xué)問(wèn)題，從能量的觀點(diǎn)來(lái)分析，應(yīng)用機(jī)械能守恒定律求解，往往比較方便。應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解決力學(xué)問(wèn)題，要分析物體的受力情況。在動(dòng)能和重力勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化中，如果只有重力做功，就可以應(yīng)用機(jī)械能守恒定律求解。

　　【例題剖析】

　　（一）機(jī)械能守恒條件的判斷

　　［例1］下列關(guān)于機(jī)械能是否守恒的敘述正確的是（  ）

　　A。做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體機(jī)械能一定守恒

　　B。做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體的機(jī)械能可能守恒

　　C。合外力對(duì)物體做功為零時(shí)，機(jī)械能一定守恒

　　D。只有重力對(duì)物體做功，物體機(jī)械能一定守恒

　　解析：

　　A。做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體，除了重力做功外，可能還有其他力做功，如降落傘在空中勻速下降時(shí)，除了重力做功外，空氣阻力也對(duì)降落傘做功，所以機(jī)械能不守恒，不選。

　　B。做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體可能只受重力且只有重力做功，如自由落體運(yùn)動(dòng)，物體機(jī)械能守恒，應(yīng)選。

　　C。如降落傘在空中勻速下降時(shí)合外力為零，合外力對(duì)物體做功為零，除重力做功外，空氣阻力也做功，所以機(jī)械能不守恒，不選。

　　D。符合機(jī)械能守恒的條件，應(yīng)選。

　　可見(jiàn)，對(duì)物體進(jìn)行受力分析，確定各力做功情況是判定機(jī)械能是否守恒的一般程序。

　　［例2］如圖所示，斜面體置于光滑水平地面上，其光滑斜面上有一物體由靜止沿斜面下滑，在物體下滑過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（  ）

　　A。物體的重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增大

　　B。物體的重力勢(shì)能完全轉(zhuǎn)化為物體的動(dòng)能

　　C。物體的機(jī)械能減少

　　D。物體和斜面體組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

　　解析：由于斜面體放在光滑斜面上，當(dāng)物體沿斜面下滑時(shí)，物體實(shí)際位移方向和物體所受支持力的方向不垂直，所以支持力對(duì)物體做了功（負(fù)功），物體的機(jī)械能不守恒，物體的機(jī)械能減少了，物體對(duì)斜面體的壓力對(duì)斜面體做了功（正功），斜面體的機(jī)械能增加了，斜面體的機(jī)械能也不守恒。

　　對(duì)物體和斜面體組成的系統(tǒng)，斜面體和物體之間的彈力是內(nèi)力，對(duì)系統(tǒng)做功的代數(shù)和為零，即不消耗機(jī)械能。在物體和斜面體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只有重力做功，所以系統(tǒng)的機(jī)械能守恒。

　　物體在下滑過(guò)程中重力勢(shì)能減少，一部分轉(zhuǎn)化為物體的動(dòng)能，另一部分則轉(zhuǎn)化為斜面體的動(dòng)能。

　　所以本題選ACD。

　　（二）機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用

　　［例3］ 一個(gè)物體從光滑斜面頂端由靜止開(kāi)始滑下（如圖），斜面高1 m，長(zhǎng)2 m。不計(jì)空氣阻力，物體滑到斜面底端的速度是多大？

　　物體沿光滑斜面下滑時(shí)機(jī)械能守恒

　　分析：斜面是光滑的，不計(jì)摩擦，又不計(jì)空氣阻力，物體所受的力有重力和斜面的支持力，支持力與物體的運(yùn)動(dòng)方向垂直，不做功。物體在下滑過(guò)程中只有重力做功，所以可用機(jī)械能守恒定律求解。

　　解析：題中沒(méi)有給出物體的質(zhì)量，可設(shè)物體的質(zhì)量為m。物體在開(kāi)始下滑到達(dá)斜面底端時(shí)的速度為v,則有Ep2=0, ,末狀態(tài)的機(jī)械能 。此時(shí)，Ep1=mgh，Ek1=0，初狀態(tài)的機(jī)械能Ek1＋Ep1=mgh。

　　根據(jù)機(jī)械能守恒定律有

　　Ek2+Ep2=Ek1+Ep1

　　所以 。

　　【方法引導(dǎo)】

　　這個(gè)問(wèn)題也可以應(yīng)用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解，但是應(yīng)用機(jī)械能守恒定律求解，在思路和步驟上比較簡(jiǎn)單。在這個(gè)例題中，如果把斜面換成光滑的曲面（如圖），同樣可以應(yīng)用機(jī)械能守恒定律求解，要直接用牛頓第二定律求解，由于物體在斜面上所受的力是變力，處理起來(lái)就困難得多。

　　物體沿光滑曲面下滑時(shí)機(jī)械能守恒

　　［例4］把一個(gè)小球用細(xì)繩懸掛起來(lái)，就成為一個(gè)擺。擺長(zhǎng)為L(zhǎng)，最大偏角為θ。小球運(yùn)動(dòng)到最低位置時(shí)的速度是多大？

　　分析：小球受兩個(gè)力：重力和懸線的拉力。懸線的拉力始終垂直于小球的運(yùn)動(dòng)方向，不做功。小球在擺動(dòng)過(guò)程中，只有重力做功，所以可用機(jī)械能守恒定律求解。

　　解析：選擇小球在最低位置時(shí)所在的水平面為參考平面。小球在最高點(diǎn)時(shí)為初狀態(tài)，初狀態(tài)的動(dòng)能Ek1＝0，重力勢(shì)能Ep1=mg（L-Lcosθ），機(jī)械能Ek1＋Ep1=mg（L-Lcosθ）。小球在最低點(diǎn)時(shí)為末狀態(tài)，末狀態(tài)的動(dòng)能 ,重力勢(shì)能Ep2=0,末狀態(tài)的機(jī)械能為 。

　　根據(jù)機(jī)械能守恒定律有

　　Ek2+Ep2=Ek1+Ep1

　　所以 。

　　【教師精講】

　　由這兩個(gè)例題可以看出，應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題，可以只考慮運(yùn)動(dòng)的初狀態(tài)和末狀態(tài)，不必考慮兩個(gè)狀態(tài)之間的過(guò)程的細(xì)節(jié)。這可以避免直接用牛頓第二定律解題的困難，簡(jiǎn)化解題的步驟。

　　守恒定律不僅給處理問(wèn)題帶來(lái)方便，而且有更深刻的意義。自然界千變?nèi)f化，但有些物理量在一定條件下是守恒的，可以用這些“守恒量”表示自然界的變化規(guī)律，這就是守恒定律。尋求“守恒量”已經(jīng)成為物理學(xué)研究中的重要方面。我們學(xué)習(xí)物理，要學(xué)會(huì)運(yùn)用守恒定律處理問(wèn)題。

　　三、能量轉(zhuǎn)化和守恒定律

　　教師活動(dòng)：提出問(wèn)題：我們已學(xué)習(xí)了多種形式的能，請(qǐng)同學(xué)們說(shuō)出你所知道的能量形式。我們還知道不同能量之間是可以相互轉(zhuǎn)化的，請(qǐng)你舉幾個(gè)能量轉(zhuǎn)化的例子。

　　學(xué)生活動(dòng)：思考并回答問(wèn)題，列舉實(shí)例。

　　教師活動(dòng)：

　　演示實(shí)驗(yàn)1：在一個(gè)玻璃容器內(nèi)放入沙子，拿一個(gè)小鐵球分別從某一高度釋放，使其落到沙子中。

　　思考：小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能是否守恒？請(qǐng)說(shuō)出小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)化情況。

　　演示實(shí)驗(yàn)2：在盛有水的玻璃容器中放一小木塊，讓小木塊在水中上下浮動(dòng)，過(guò)一段時(shí)間，小木塊停止運(yùn)動(dòng)。

　　思考：小木塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能是否守恒？請(qǐng)說(shuō)出小木塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)化情況。

　　學(xué)生活動(dòng)：觀察實(shí)驗(yàn)并積極思考討論后，選出代表發(fā)表見(jiàn)解。

　　教師活動(dòng)：

　　聽(tīng)取學(xué)生匯報(bào)，總結(jié)點(diǎn)評(píng)，回答學(xué)生可能提出的問(wèn)題。

　　通過(guò)學(xué)生舉例和演示實(shí)驗(yàn)，說(shuō)明各種形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，并激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，喚起學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲。

　　以上實(shí)驗(yàn)表明，各種形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化，一種能量減少，必有其他能量增加，一個(gè)物體的能量減少，必定其他物體的能量增加，能量的總和并沒(méi)有變化。這就是大自然的一條普遍規(guī)律，而機(jī)械能守恒定律只是這一條規(guī)律的一種特殊情況。

　　學(xué)生活動(dòng)：列舉生活中不同能量之間相互轉(zhuǎn)化的例子。

　　教師活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材，說(shuō)出能量守恒定律的內(nèi)容，并引導(dǎo)學(xué)生說(shuō)明能量守恒定律的建立有何重大意義。歷史上曾有人設(shè)想制造一種不需要消耗任何能源就可以不斷做功的機(jī)器，即永動(dòng)機(jī)，這樣的機(jī)器能不能制成？為什么？

　　學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真閱讀教材，思考并回答問(wèn)題。

　　課堂小結(jié)

　　本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了機(jī)械能守恒定律，重點(diǎn)是機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容和表達(dá)式，難點(diǎn)是判斷物體的機(jī)械能是否守恒，所以應(yīng)透徹理解機(jī)械能守恒定律成立的條件，從而正確應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題。

　　布置作業(yè)

　　課本P37作業(yè)4、5、6。

　　板書(shū)設(shè)計(jì)

　　活動(dòng)與探究

　　有人設(shè)計(jì)了這樣一臺(tái)“永動(dòng)機(jī)”：距地面一定高度架設(shè)一個(gè)水槽，水從槽底的管中流出，沖擊一個(gè)水輪機(jī)，水輪機(jī)的軸上安裝一個(gè)抽水機(jī)和一個(gè)砂輪。他指望抽水機(jī)把地面水槽里的水抽上去，這樣循環(huán)不已。機(jī)器不停地轉(zhuǎn)動(dòng)，就可以永久地用砂輪磨制工件做功了（右圖）

　　請(qǐng)你分析一下，高處水槽中水的勢(shì)能共轉(zhuǎn)變成哪幾種形式的能，說(shuō)明這個(gè)機(jī)器是否能夠永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去。

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