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第八节 机械能守恒定律
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。
教学用具：
投影仪、细线、小球、带标尺的铁架台、弹簧振子。 教学过程：
（一）引入新课
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。
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（二）新课教学 1、动能与势能的相互转化
演示实验1：如右图，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
A 甲
C
乙
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，如图甲。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，如图乙。
问题：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？
学生观察演示实验，思考问题，选出代表发表见解。
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。
实验证明，小球在摆动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，即机械能应该保持不变。 演示实验2：如图，水平方向的弹簧振子。
用弹簧振子演示动能和弹性势能的相互转化。
问题：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？
学生活动：观察演示实验，思考问题，选出代表发表见解。
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
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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 对小球能做功。
实验证明，小球在往复运动过程中弹性势能和动能在不断转化。小球在往复运动过程中总能回到原来的高度。可见弹性势能和动能的总和，即机械能应该保持不变。 教师总结：
通过上述分析，我们得到动能和势能之间可以相互转化，那么在动能和势能的转化过程中，动能和势能的和是否真的保持不变？下面我们就来定量讨论这个问题。
2、机械能守恒定律 投影：教材图7.8－3。
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。
点评：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。
学生在练习本上独立推导，教师巡视指导，及时解决学生可能遇到的困难。 投影学生的推导过程，和其他学生一起点评。 推导的结果为：
Ek2?Ep2?Ek1?Ep1
即
E2?E1
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。
结论：在只有重力或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。这就是机械能守恒定律。 3、典例探究
例1、投影例题（教材71页），引导学生一起分析、解决。
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