第一篇：机械能和功范文
初中物理机械和功练习题
简单机械 功
基础知识
1.一根硬棒，在______的作用下如果能______，这根硬棒就叫杠杆。杠杆可以是______的，也可以是其它形状的，与杠杆有关的五要素是______、______、______、______、______。通过力的作用点，沿力的方向所画的______线叫力的作用线，动力臂是______到动力作用线的______，阻力臂是______到阻力作用线的______。
2.在“研究杠杆平衡条件”时，首先把杠杆的中点支在支架上，并调节杠杆两端的______，使杠杆在______平衡。杠杆的平衡条件是______， 其数学表达式为______，或写成_____。当l1>l2时，F1_____F2;当l1=l2时，F1_____F2;当l1
3.定滑轮的特点是______，但可以改变______;动滑轮的特点是能______，但不能改变______，定滑轮的实质是一个______;动滑轮的实质是一个动力臂是阻力臂______的杠杆。
4.使用滑轮组时，有n段绳子承担动滑轮， 提起物体在绳子的自由端所用的力就是______，如果物体被提高后，那么绳子自由端移动的距离为______。
5.当一个力作用在物体上， 物体在这个力作用下_____，这个力的作用就______，力学里就说这个力______， 所以力对物体做功必须具备的两个因素是______力和物体在力的方向上通过的______。如果物体靠惯性运动一段路程或物体受力作用，但保持静止或物体运动的方向与所受力的方向垂直，都不具备做功的两个______，我们就说没做功，或说成做的功______。
6.功等于______跟物体在______的方向上通过的路程的______，功的大小用公式W=______来计算，在国际单位制中，力的单位是______，路程的单位是______。功的单位是______，它有一个专用名称叫做______。把一个鸡蛋举高2 米做的功大约是______焦耳。
7.大量实验告诉我们：使用机械时，人们用机械所做的功，都______不用机械而直接用______的功，也就是说，使用任何机械都______，这个结论叫做______，斜面也是一种可以省力的简单机械，斜面公式______。
8.使用机械时，对人们______叫有用功， 人们不需要， 但又不得不做的功叫______，总功是______的和，有用功与总功的______ 叫机械效率，计算公式η=______。
9.功率表示______的物理量。物体在______ 完成的功叫功率， 功率的公式P=______，在国际单位制中功率的单位是______，它有一专用名称叫_____，100瓦特=______焦耳/秒,表示______。
巩固提高
1.一根扁担长2米，A端加挂600牛的重物，B端加挂200牛的重物，若不计扁担重，为使扁担平衡，挑扁担者的肩应距A端______米，如果均匀的扁担重50牛，肩应距A端______米。
2.一位重600N的同学背着重40N的书包站在匀速行驶的公共汽车上，当汽车水平驶过100m的距离时，该同学对书包所做的功为______J，汽车底板的支持力对同学所做的功为______J。
3.甲、乙两同学体重之比是4∶5，都从一楼走到三楼，甲和乙所用时间之比为7∶8，那么甲和乙做功之比为______，功率这比为______。 4.如图所示，拉力F=200牛，拉着物体A以3米/ 秒的速度在水平地面上匀速运动，则物体B运动的速度为______米/秒，若物体B与水平地面间的摩擦力为90牛，则水平地面与物体A间
FB摩擦力为______牛，拉力F的功率为______瓦。
A
5.要用15牛的力刚好提起重为20牛的物体，可以应用下列简单机械中的哪一种(不计机械本身重和摩擦)
(
) A.杠杆
B.一个定滑轮
D.一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组 C.一个动滑轮
6.重为G的均匀棒悬于O点成竖直，现在P端施水平拉力F,让棒缓慢转过θ角，如图所示，则在转动过程中(
)
A.拉力不做功，拉力大小不变
C.拉力要做功，拉力逐渐增大
7.如图所示，一根均匀杠杆处于平衡状态，支点在中央，现把右端截出一部分重叠在上面则(
)
B.拉力要做功，拉力逐渐减小 D.拉力不做功，拉力逐渐增大
A.左端下降 B.右端下降
C.保持平衡
D.无法确定
8.一颗质量为20g的子弹从枪堂中水平射出，子弹在枪内受火药爆炸后产生的气体的平均作用力是600N，枪膛长60cm，射出后子弹在空中飞行1200m，则气体对子弹做的功是(
) A.0.18J
B.120J
C.360J
D.7.2×105J 9.利用图所示的甲、乙两滑轮组，在相同的时间内，用大小相同的力F1和F2分别把质量相等的重物G1和G2提升到相同的高度，则(
)
F1G2G1A.甲滑轮组的机械效率高
C.F1做功的功率大
F2
B.滑轮组的机械效率一样高 D.F2做功的功率大
10.一台抽水机的功率是1.2千瓦，它在5分钟内做功多少焦耳?这些功可以把重多少牛的水抽到20米高的水塔上去?(取g=10N/kg)
11、如图所示，用一滑轮组拉着重8×10 N的汽车沿水平方向匀速移动，汽车所受 的阻力为车重的0.03倍，此滑轮组的机械效率为80%，试求：
4 (1)拉力F为多少牛? (2)若汽车移动的速设为0.2m/s，lmin内拉力F做了多少焦的功?(机械自重不计，绳足够长)
12、用如图所示的滑轮组(绳重及摩擦阻力不计)，把重为600N的物体匀速提高2m的过程中，拉力F1做的功为1440J，若用此滑轮组以3m/s的速度匀速提高重为1200N的物体，拉力F2的功率为多少?用这个滑轮组匀速提升600N重物和1200N重物两种情况时，机械效率之比是多少?
FG
第二篇： 初中物理简单机械和功复习教案 (3000
字)
《简单机械、功》复习教案
授课教师： 主备教师：胡伟 备课时间：2011.10.30 no:12 教学目标：
1、认识杠杆的要素和符号，会画力臂，辨析三种杠杆。
2、知道杠杆的平衡条件，能根据杠杆平衡条件进行简单计算。
3、认识定滑轮、动滑轮的特点及其实质，会分析滑轮组问题。
4、了解功的原理，理解机械效率，会测量某种简单机械的机械效率。
5、识别有用功、额外功和总功。 重点：机械效率的计算、杠杆平衡条件的应用 难点：力臂作图、滑轮组的绕线
一、知识网络
二、基础诊测
(一)杠杆 1.定义：在力的作用下能绕 转动的硬棒称作杠杆。
2.杠杆的五要素是： 、 、 、 、 。
3.杠杆的平衡条件：⑴杠杆的平衡是指杠杆处于 状态。
⑵实验前应调节 ，使杠杆在 位置平衡，这样做的目的是：
。
⑶杠杆的平衡条件：
。用公式可写成： 。 4.杠杆可分为 杠杆、 杠杆和 杠杆。
(二)滑轮 1.定滑轮：①特点： 。 ②实质： 。
③F移动的距离S和G移动的距离h的关系 。
2.动滑轮：①特点： 。 ②实质： 。
③F移动的距离S是G移动的距离h的 。 3.滑轮组：①特点：即可以
，又可以改变 。
②省力情况：若不计摩擦和绳重，有几段绳子拉着动滑轮，则拉力就是物重的 。 1.定义： 2.公式：W= 。
3.单位： ，符号是 ，
4.做功的两个必要因素：①
(四)功率(P)
1.意义：引入功率是表示 义： p= = 。
4.单位： ，符号是 械效率(η)
W)
。 1J=1N〃m
② 的物理量。 2.定。 3.公式：，1W =1J/s
(五)机
(三)功(1.有用功： 。额外功：
。总功：
。 2. 和 的比值叫机械效率。
3.计算公式是： 。注意：任何机械的效率都 1。 4.影响机械效率大小的因素有：机械自重及 。
5.滑轮组机械效率的公式是： ;斜面机械效率的公式是 。
(六)功的原理
使用机械时，人们所做的功都不会 不用机械时所做的功，也就是使用任何机械都不 。
三、典例解析
1.杠杆平衡条件的应用 例1 如图1所示，曲杆AOBC自重不记，O为支点，AO=60cm，OD=50cm，OB=30cm，BC=40cm，要使曲杆在水平位置平衡，请作出最小力F的示意图及其力臂，并求出最小力的大小。
2.探究机械的机械效率
例2 如图2所示，小明学过机械效率后，提出了一个问题：“斜面的倾斜程度与斜面的机械效率有没有关系?”针对这个问题，他做了在斜面上匀速拉动物块的探究实验，并记录实验数据如下表：
(1)第三次实验填入表格中的数据：有用功为_______J，总功为________J，机械效率是__________。
(2)通过对上述实验数据的分析，你认为斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越陡，越___________。 (3)通过对上述实验数据的分析，你对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是：__________。 (4)如果小明还想探究机械效率与物重的关系，实验时应该控制哪些条件不变? 答：_________________________________________ 3.机械效率功率的综合计算
例3 如图3所示，小明同学在“测滑轮组机械效率”的实验中用10s的时间将重6N的物体匀速提升了0.3m，所测拉力F为2.5N，求：(1)有用功为多少?(2)滑轮组的机械效率为多少?(3)拉力F做功的功率是多少。
四、针对练习
1.人们常用的镊子是一种杠杆。如图4所示，用镊子夹取物体时，手压在B处，则支点在 处，它是 杠杆(填“省力”、“费力”或“等臂”)。
3.学校升旗仪式上，当升旗手缓缓向下拉绳子时，旗子就会徐徐上升。这是由于旗杆顶部有一个 滑轮，它能改变力的方向，但 (选填“能”或“不能”)省力。
4.起重机在20s内把重物匀速提到楼顶，起重机所做的总功是4×104 J，额外功是1.6 ×104 J，则起重机的总功率是________W，机械效率是________。
2.如图5所示的杠杆中，属于费力杠杆的有 ，属于省力杠杆的有
。
5.一物体质量为18kg，其所受重力为 N。如图6所示，小明用定滑轮将该物体在4s内匀速提高2m，所用拉力为200N。此过程中，小明做的有用功是 J，定滑轮的机械效率是 ，拉力的功率是 W。(取g=10N/kg)
6.如图7所示，用甲、乙两个不同的滑轮把同一货物提到同一高度，使用 滑轮能够省力,使用 滑轮机械效率较高。
7.2008年北京奥运会的宗旨是“绿色”和“人文”。在所有的比赛场馆都为残疾人(特别是乘坐轮椅的)建立了专用通道，为残疾人上下台阶提供了方便。它实际上也就是一种我们所学过的简单机械──斜面;使用它的好处是 。
8.如图8所示的滑轮组，绳与滑轮间的摩擦不计。将质量为3kg的物体A放在粗糙的水平面上，以1m/s的速度匀速拉动时受到的摩擦力f=G/10,则物体的重力为 N;在2s内物体移动的距离为 m;拉力F为 N;在2s内物体移动的距离为 m;拉力F为______N;拉力F的功率为 W。(g=10N/kg)
9.一座高达40米的大桥，总长为8350米，其中正桥只有850米，而两侧引桥却长达7500米。一座大桥为什么要有这么长的引桥呢?小明很奇怪，请教老师后，他明白了引桥相当于一个斜面。 (1)小明用如图9所示的斜面进行模拟实验，在保持斜面高度不变的情况下，改变斜面的长度，发现斜面越长，拉动小车匀速上升的力F越小。由此他明白了很长的引桥在汽车上桥是能起到 (“省力”或“省功”)的作用。
A.杠杆仍保持平衡 B.杠杆的A端向下倾斜 C.杠杆的B端向下倾斜 D.无法判断
(2)一辆总质量为2000千克的汽车以10米/秒的速度匀速通过一侧引桥(长3750米)，需要的时间为______秒，所做的有用功为______焦。(g取10牛/千克)
10.在下列情况下，力对物体做功的说法正确的是( ) A.铅球出手后，水平方向移动7m，手对铅球做了功B.用30N的水平推力，将重为180N的物体推动9米，推力对物体做了功 C.关闭发动机后，火车仍向前滑行50m，火车的惯性对它做了功 D.小球在光滑的水平面上滚动，支持力对它做了功 11.关于功、功率、机械效率，下列说法正确的是( )
A.机械的效率越高，做功越多 B.机械的效率越高，做功越快 C.机械的功率越大，做功越多 D.机械的功率越大，做功越快
12.小华同学骑着自行车在平直公路上以正常速度匀速行驶时的功率约为70W，则他骑车时所受阻力约为( ) A.2000N B.200N C.20N D.2N 13.处于平衡状态的杠杆，如再加一个力F后，杠杆仍处于平衡，则力F( ) A.一定在阻力一边 B.一定在动力一边 C.作用线通过支点 D.无法判断
14.张强要抬起一根粗细均匀、重为800N的树干的一端，另一端不离地，他至少用力( ) A.800N B.600N C.400N D.200N 15.如图10所示的轻质杠杆，AO小于BO。在A、B两端悬挂重物G1和G2后杠杆平衡。若将G1和G2同时向支点O移动相同的距离，则( )
A.杠杆仍保持平衡 B.杠杆的A端向下倾
斜 C.杠杆的B端向下倾斜 D.无法判断
16.在不计机械自重和摩擦的情况上，用10N的拉力不能提起重20N的物体的简单机械是( ) A.一个动滑轮 B.一个定滑轮 C.杠杆 D.一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组
17.平直公路上的甲、乙两辆汽车，在相同牵引力作用下匀速行驶，如果在相同时间内通过的路程之比为3：2，则甲与乙( )
A.牵引力做功之比为2：3 B.牵引力做功之比为3：2 C.牵引力的功率之比为1：1 D.汽车所受的阻力之比为3：2 19.如图12所示，物重为20N，摩擦不计。绳的一端拴在地面上，用力F使滑轮匀速上升2m的过程中(滑轮自重不计)，则有( )
A.重物上1m B.F为40N C.重物上升2m D.F为10N 20.甲、乙两台机器，它们做功之比是4：5，完成这些功所用时间之比是4：3，则甲、乙两台机器功率之比是( )
A.3：5 B.5：3 C.4：5 D.4：1 18.在不计绳重和摩擦的情况下，利用如图11所示的甲、乙两装置，分别用力把相同的物体匀速提升相同的高度。若用η甲、η乙表示甲、乙两装置的机械效率，W甲、W乙表示拉力所做
的功，则( )
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
21.小明在“测滑轮组机械效率”的实验中，用如图13甲所示的滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表：
(1)分析表中数据，回答以下问题：
①表中有一个数据的记录是错误的，错误的数据是 ,应改为 ; ②第3次实验中滑轮组的机械效率是 ;
③滑轮
组
的
机
械
效
率
与
无关。
(2)小红在小明实验的基础上多使用一个滑轮也做了实验，如图13乙所示。
①小红多使用一个滑轮，目的是为了改变 ;
②当这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时，若忽略绳重及摩擦，它们的机械效率 (选填“相同”或“不相同”)，理由是： 。
22.如图14所示，用滑轮匀速提起1200N的重物，拉力做功的功率为1000W，绳子自由端的上升速度为2m/s，(不计绳重和摩擦)求：
(1)作用在绳自由端的拉力多大?
(2)滑轮组的机械效率为多大?
(3)若用此滑轮组匀速提起2400N的重物，作用在绳子自由端的拉力为多少?
23.如图15所示是搬运工人用滑轮组将仓库中的货物沿水平轨道拉出的示意图。已知货物的质量为600kg，所受轨道的摩擦力为其重力的0.1倍，滑轮组的机械效率为75%。若人以0.5m/s的速度匀速前行，经100s将货物拉出仓库，g取10N/kg,。求在此过程中：
(1)人做的有用功为多大? (2)人的拉力为多大? (3)人拉力的功率为多大?
荐初二物理《浮力》教学案例 (5000荐荐初初二中物物理
教理
案教
学
案物
态例
变
字)
化
123 荐初中物理教学设计和反思 (3000
字) 荐初中物理教学案例《密度》 (800字)
第三篇：沪教版物理八年级下学期机械和功教案
南南天教育教师备课专用 天授课教师王金笑
教授课形式一对一个辅导 育
教教育理念：快乐学习快乐成长 师沟通理念：互相理解互相帮助 教学习理念：相互学习共享知识 案工作理念：快乐工作有效执行 简单机械杠杆 学法指导：(1)杠杆支点的辨识：杠杆转动时(瞬间)唯一不动的点;
(2)力臂的确定：延长力的作用线，过支点作力的作用线的垂线，量取支点到垂足的距离即为力臂。(3)动力和阻力没有绝对的分别，具体分析时可以认为以使杠杆朝某个方向转动的力动力，反之则为阻力。(4)杠杆的平衡条件：实验前先调整杠杆平衡，注意记录数据，应用表格(P154)分析数据归纳关系得出结论。
(三)教学内容1.认识杠杆。 2.认识杠杆的几个概念：
(1)支点：杠杆转动时所绕的点(轴)。(2)动力：使杠杆转动的力。 (3)阻力：阻碍杠杆转动的力。(4)动力臂：支点到动力作用线的距离。 (5)阻力臂：支点到阻力作用线的距离。 4.杠杆的分类及应用：
(1)省力杠杆：动力臂>阻力臂，省力(2)费力杠杆：动力臂<阻力臂，省距离 (3)等臂杠杆：动力臂=阻力臂，天平 5.我国古代的杠杆 杠杆的平衡
1、提问：什么是杠杆的平衡呢?
归纳结论：当杠杆在动力和阻力的作用下静止或作缓慢的匀速转动时，我们说杠杆平衡了。
2、实验探究：
杠杆平衡时，动力、动力臂和阻力、阻力臂之间存在着怎样的关系? 总之，杠杆的平衡条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂(板书) 滑轮
1.定滑轮2.定滑轮的作用：不能省力，但能改变力的方向。
3.动滑轮4.动滑轮的作用：能省一半的力，但不能改变力的方向。 5.滑轮组
6.滑轮组的作用：省力和改变力的方向。承担动滑轮的绳子的几根，动力就是阻力的几分之一。
7.滑轮、滑轮组的应用。
8. 现代复杂机械的许多部件老师由杠杆、滑轮等简单机械组成的，小的如手表，大到机械人、大型挖机等。 机械功
1.机械功：物理学中把力和物体在力的方向上移动的距离的乘积叫做机械功。 2.做功的必要条件： (1)作用在物体上的力;
(2)物体在力的作用下沿力的方向移动了距离 3.的计算公式：
功=力×距离
W=Fs W表示功，F表示作用在物体上的力，s表示物体沿力方向移动的距离 4.功的单位：牛顿·米，专用名称：焦耳，简称“焦”，用J表示。
1J的大小：将两个鸡蛋举高1m，做的功约为1J;将一瓶500ml的矿泉水从地上拿起飞，做功约10J;„„ 功率
1.做功有快慢。2.如何描述变化现象的快慢? 3.功率：单位时间做功的多少4.公式： P表示功率，W表示功，t表示做功的时间 5.单位：
基本单位：焦耳/秒。专用名称：“瓦特”，简称“瓦”。用W表示。 辅助单位：千瓦(kW)、兆瓦(MW) 换算关系：1MW=1000kW,1kW=1000W 6.功率的意义：表示做功的快慢。功率越大，做功越快;功率越小，做功越慢。 7.常见物体功率的大小：(课本P135)
8. 机器上都有一个小牌子，叫做铭牌。上面标明这台机器的工作性能和结构特征的一些数据，功率也是其中一项。 机械能
1.能源危机与能源
2.能量，能：一个物体能够对别的物体做功，就说这个物体具有能量，简称能
3. 能量与做功的关系：物体做的过程就是能量转化的过程。物体做的功越多，说明某种能量为别的形式的能量就越多。
4. 能的单位跟功的单位一样，也是焦耳(J)。5.动能：物体由于运动而具有的能。物体质量越大，速度越大，其动能越大。
6.重力势能：物体由于被举高而具有的能。7.弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能。
8.机械能：动能与势能的统称。
一个物体的机械能，就是它所具有的动能、重力势能和弹性势能的总和。
11.实验探究：弹性势能与物体弹性形变程度的关系结论：形变程序越__________，弹性势能就越大。
12.机械能的转化：动能和势能可以互相转化。 13.人造地球卫星。 14.风能、水能的利用。
第四篇：机械能(学案)
教科版
初中物理
学案
第一节机械能
一、学习目标：
1、理解动能、重力势能的初步概念，知道什么是弹性势能。
2、知道动能的大小与质量和速度有关，重力势能大小与质量和高度有关;知道弹性势能的大小与弹性形变有关;知道机械能的概念。
3、结合定义寻找日常生活中各种形式能量的例子,初步具备从能量角度分析物理问题的方法。
二、知识清单
1、物体能够做功，我们就说它具有_______。
2、物体由于_______而具有的能量叫动能，动能的大小与物体的_______和_______有关。
3、________________________叫重力势能。重力势能的大小跟_________和________有关。
4、________________________叫弹性势能。弹性势能大小主要和物体的____________有关。
5、通常把重力势能和弹性势能统称为_________。把________能和________能统称为机械能。
三、典型例题
1、如图所示，小朋友沿着滑梯匀速下滑的过程中下列说法中正确的是(忽略空气阻力)( ) A.他受重力、支持力、下滑力和摩擦力的共同作用 B.他受重力、支持力和摩擦力的共同作用 C.他的重力势能减小，动能不变，机械能不变 D.他的重力势能减小，动能增大，机械能不变
2、如图是火箭发射升空时的情景，以下说法正确的是( ) A.火箭上升过程中动能不变，重力势能增大，机械能增大
B.火箭升空利用了力的作用是相互的
C.火箭升空时受到平衡力的作用
D.火箭升空时受到惯性力的作用
四、课堂练习
1、下列物体具有哪种形式的机械能:在平直轨道上行驶的火车具有______能,拉开的弓具有________能,高举的重锤具有________能.
2、探究动能的大小跟什么因素有关的实验中,让钢球从斜面上滚下,打到一个小木块上观察木块被推得远近.(1)让同一钢球从不同高度滚下时,原来的位置越高,滚到斜面下端时_______越大,把木块推得越______,表示钢球_______越大.(2)让质量不同的钢球从同一高度滚下,钢球质量越大,让木块推得越______,表示钢球的______能越大.(3)这个实验得出的结论是:质量相同时,物体的速度越大,动能越______;速度相同时,物体的质量越大,动能越______.
3、关于动能,下列说法中正确的是( ) A 运动的物体一定只具有动能; B 火车的动能一定比汽车的动能大 C 速度越大的物体,动能越大 D 物体由于运动而具有的能量叫动能
4、当跳伞运动员匀速下降时( ) A 动能增加,重力势能减小 B 动能增加,机械能不变 C 动能增加,机械能减小 D 动能不变,机械能减小
5、飞机在高空沿水平方向匀速行驶,同时空投救灾物资,空投过程中飞机的( ) A 动能增加,重力势能不变 B 动能不变,重力势能不变 C 动能、重力势能都增加 D 动能、重力势能都减小
6、老鹰和小燕子在空中飞行时,如果它们的动能相等,则( ) A 老鹰飞得快 B 小燕子飞得快
C 老鹰和小燕子飞得一样快 D 无法判断
第五篇：机械能守恒定律
《机械能守恒定律》教学设计
一、教学目标
(一)知识与技能
1.知道什么是机械能，理解物体的动能和势能可以相互转化; 2.理解机械能守恒定律的内容和适用条件;
3.会判定具体问题中机械能是否守恒，能运用机械能守恒定律解决实际问题。
(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。
二、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。
三、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。
四、教学方法
演绎推导法、分析归纳法、交流讨论法。
五、教学资源
1.教师教学准备：PPT课件、教学设计。
2.教具准备：小铁球、橡皮筋、纸团、溜溜球、滚摆、过山车模型、单摆、水平弹簧振子、竖直弹簧振子。
3.学生学习准备：教材、导学案、草稿本。
六、教学设计思路和教学流程
(一)教学设计思路
本设计的基本思路是：从常见的运动模型中发现动能与势能可以相互转化，进而引出探究的主题：在转化过程中动能和势能的总量是否守恒。利用两道情景问题让学生思考运动的过程中机械能是否守恒，然后从中找出共性，得出机械能守恒定律及其条件。最后应用机械能守恒定律解决问题的环节可以使学生体验学以致用的快乐，并且领略到物理与生活的紧密联系。
1.演示实验，分析现象，发现动能与势能可以相互转化。
2.通过引导学生利用自由落体、光滑斜面下滑、光滑曲面下滑，推导证明机械能守恒定律，学生得出结论，然后让学生分析推导过程，体会理解守恒条件。
3.通过习题训练反馈，教师引导学生进一步理解机械能守恒定律及守恒条件，明确机械能守恒的本质。以纠正学生存在的错误认识，即把“只有重力做功”与“只受重力”等同起来。
4.例题分析讨论，引导学生总结应用机械能守恒定律解题的思路和方法。让学生体会用这个定律处理问题的优点，并强调用能量观点分析问题的重要性。
5.课堂小结：引导学生从知识和能力两方面进行归纳小结。
(二)教学流程
七、教学过程
(一)引入新课：
师：上课前，我们先做一个有趣的“碰鼻游戏”，先要征集一位勇士上台配合。本来老师准备有小铁球、砝码，感觉都不过瘾，于是我向街边卖菜大妈借来了秤砣一用，我们看一下，返回来的秤砣会不会碰到鼻子?
(演示：将秤砣以鼻尖为初始位置静止释放)
生：不会。
师：勇气可嘉，掌声送给他。返回碰不到鼻子?这背后究竟隐藏了什么科学道理呢?要解释这种现象，就要用到新的力学理论——机械能守恒，今天我们一起来学习第七章第八节：机械能守恒定律。
(板书：§7-8 机械能守恒定律) (多媒体展示) 学习目标：
1.知道什么是机械能，理解物体的动能和势能可以相互转化; 2.理解机械能守恒定律的内容和适用条件;
3.会判定具体问题中机械能是否守恒，能运用机械能守恒定律解决实际问题。) (板书：1.动能与势能相互转化)
(二)新课教学
1.动能与势能的相互转化
师：这里提到了机械能，那么什么是机械能呢? 生：动能和重力势能和弹性势能的总和叫做机械能。
。
师：老师要指出的是，机械能具有相对性，是标量，也是状态量。
师：前面我们学习了动能、势能的知识，并了解到在一定条件下，物体的动能与势能可以相互转化，这样的例子在生活中很多，比如飞流直下的瀑布。
(多媒体展示：瀑布动态图片和声音)
师：水的下落过程，我们可看做什么运动? 生：自由落体运动。 (演示1：铁球自由下落)
师：在这个运动过程中能量是怎样转化的? 生：重力势能转化为动能。 师：再看这个，拉弓射箭。 (多媒体展示：射箭动态图片)
师：射箭的原理和弹弓类似，这是一条橡皮筋，这个过程是什么能转化为什么能? (演示2：用橡皮筋将彩色的纸团弹出) 生：弹性势能转化为动能。 师：小时候有的同学们玩过溜溜球。 (实物展示：溜溜球)
师：老师今天还带来了一个大的溜溜球——滚摆，我们一起玩一把，能量如何转化? (演示3：麦克斯韦滚摆)
生：动能和重力势能相互转化。 师：再看这段视频：
(多媒体播放：翻滚过山车视频)
师：过山车同学们坐过吗?没有的话，我们现在来体验一下，这是一个小型的过山车模型。请问，小球在圆环运动过程中，动能和重力势能如何变化?
(演示4：过山车模型)
生：上升过程，小球的动能转化为重力势能，下降过程，小球的重力势能转化为动能。 师：同学们能再举出生活中这样的例子，说明动能和势能在相互转化?
生：撑竿跳高、蹦极、蹦床等 2.探究守恒量
师：物体(小球)的动能和势能相互转化，在转化的过程中，它们的总量是否守恒呢?我们一起探究这个问题。
(多媒体展示：荡秋千动态图片)
师：小时候大家应该荡过秋千吧，荡秋千可简化为单摆运动。
(演示5：把小球用细线悬挂起来，一端固定在黑板上方，同时在黑板上用粉笔画一条水平线，铁杆可用激光笔等替代，将小球拉到水平线高度，然后释放)
师：同学们注意观察，小球能否摆到跟释放点相同的高度? 生：能。
师：再用一铁杆在某一点挡住细线，再观察，如何? 生：还是等高。
师：这个小实验中，小球受到哪些力? 生：小球在摆动过程中受重力和绳的拉力作用。 师：各个力的做功情况如何?
生：拉力和速度方向总垂直，对小球不做功;只有重力对小球做功。 师：摆动中能量如何转化?
生：重力做功，重力势能与动能相互转化。重力做正功，重力势能减少，动能增加;重力做负功，重力势能增加，动能减少。
师：虽然动能不断地变化，重力势能也不断地变化，但“变中有恒”，小球摆动过程中总能回到原来高度，说明它们的变化中有一个物理量始终是不变的，是什么呢?
生：重力势能与动能的总和保持不变，也就是机械能保持不变。
师：在转化过程中，动能和重力势能的总和是否真的保持不变?如何去验证我们的猜想?
生：实验。
师：今天我们不做实验证明，下一节我们再做，还有吗? 生：理论推导。
师：对，下面我们就通过理论推导，来定量的讨论这个问题。 3.机械能守恒定律 (1)机械能守恒定律的推导 (多媒体展示：情景问题)
质量为m的物体自由下落(光滑斜面下滑)过程中，经过高度h1的A点时速度为v1，下落至高度h2的B点处速度为v2，不计阻力，取地面为参考平面，试写出物体在A点时的机械能和B点时的机械能，并找到这两个机械能之间的数量关系。
师：为节省时间，我们分下工，1到4组完成自由落体运动，5到7组完成光滑斜面下滑，最后再综合。我们还是比一比，7个小组，哪个小组完成最快。
(学生活动：独立推导)
师：小组间相互讨论这个问题，交流推导过程。 (学生活动：小组讨论)
师：每个小组派一名代表黑板展示，其余同学草稿本上继续进行。 (学生活动：黑板展示)
(教师活动：对首先完成的小组进行激励评价，并选有代表性的解答方案进行现场评点)
A点机械能：
B点机械能：
根据动能定理得：又据重力做功与重力势能的关系得到：
综合以上两式得：
移项：结论：
师：对于光滑斜面下滑，推导过程和结论又是否相同? 生：相同。
师：如果物体沿光滑曲面下滑，又如何分析?
生：微元法，将曲面看成无数个小斜面的处理方法，得出相同的结论。 (2)机械能守恒定律的内容
师：观察该表达式，等号的左侧和右侧的物理意义?
生：等号的左侧表示末状态的机械能，等号的右侧表示初状态的机械能，表达式表明末状态跟初状态的机械能相等，即机械能守恒。
师：下边同学们思考：在推导中，我们是以物体做自由落体和光滑斜面下滑为例进行的，这两种运动受力情况相同吗?
生：自由落体：只受重力作用;光滑斜面下滑：受重力、支持力。 师：在做功上有什么相同点? 生：只有重力做功。
师：同学们能猜想一下，机械能在什么情况下守恒? 生：只有重力做功。
师：由此我们能得到什么样的结论，可以用文字叙述吗?
生：在只有重力做功的物体系统内，动能与重力势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。
师：势能包括重力势能和弹性势能，我们类比，只有弹力做功时，机械能又守恒吗? 生：守恒。
师：这是水平方向的弹簧振子，绳子拉力和振子重力平衡，忽略阻力，能量是如何转化的?
(演示6：水平方向弹簧振子)
生：动能和弹性势能相互转化。 师：每次振子位置都相同，说明什么? 生：机械能守恒。
师：其实，我们同样可以证明，有怎样一个结论?
生：在只有弹力做功的物体系统内，动能与弹性势能可以互相转化，总的机械能也保持不变。
师：如果既有重力做功、也有弹力做功呢，这是竖起来的弹簧，将振子向下拉一下，弹簧上下振动，大家看一下，每次的高度如何?
(演示7：竖直弹簧振子)
生：都基本相同。
师：从这个实验我们能得到什么结论?
生：只有重力和弹力做功，动能、重力势能、弹性势能相互转化，总的机械能守恒。 师：于是我们就可以归纳出机械能守恒定律的内容。所有同学都有啦，我们齐声朗读，共同说出你的想法：机械能守恒定律的内容是，
一、二：
生：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。
(板书：2.机械能守恒定律) (板书：(1)、内容：) (3)机械能守恒定律的条件
师：在运用机械能守恒定律解题的时候呢，我们要用到公式解题，公式是什么? 生：表达式：(板书：(2)表达式：)
师：机械能守恒定律的对象是什么?单个物体还是系统? 生：系统。
师：老师特别要指出的是，重力势能是物体和地球组成的系统具有的，所以这里的对象是相互作用的物体组成的系统。
(板书：(3)对象：系统)
师：守恒是一种重要的物理思想和物理方法，那么机械能守恒的条件是什么呢? 生：只有重力或弹力做功。
(板书：(4)条件：只有重力或弹力做功)
师：老师这里有这种一种说法，机械能守恒定律的条件是只受重力或弹力，你能给出理由反驳这种观点吗?
(学生活动：独立思考)
师：以小组为单位，讨论交流各自的看法。 (学生活动：小组讨论)
师：好，时间到，我看到刚才大家讨论的特别激烈，大家是否达成共识了呢，好，哪位同学愿意代表小组表明你的观点。
生：只有重力或弹力做功包括：
()
只受重力或弹力，不受其他力。如自由落体运动。
除重力或弹力外，还受其他力，但其他力不做功。如单摆运动、光滑斜面下滑运动。 生若答：物体沿光滑水平面做匀速直线运动，或静止。
师：机械能守恒定律描述的是机械能中的动能和势能发生变化时的规律，没有变化无从谈守恒，换而言之，机械能守恒定律不能用于处理这类问题。
生若答：其他外力做功的代数和为零，机械能守恒。或牵引力和阻力平衡下匀速行驶的汽车，它的机械能就不变。
师：这个说法与“只有重力做功”相矛盾，是错误的，守恒不是狭隘的不变，其他外力做功的代数和为零，机械能的总量不变，但有机械能转化为其它形式的能，比如内能等，不符合机械能守恒定律的条件，机械能不守恒。对于这个问题，同学们可以课外讨论一下。
(4)机械能守恒定律的应用
师：接下来，我们判断下列实例中哪些情况机械能是守恒的?
(多媒体展示：降落伞在空中匀速下落，抛出的篮球在空中运动，关闭了动力的过山车的运动，后两者不计空气阻力和摩擦阻力。)
生：第一个不守恒，因为空气阻力在做功;后两个守恒，因为只有重力做功。 师：学了机械能守恒，那么同学们能不能解释上课前的“碰鼻游戏”，为什么重球碰不到鼻子?
生：重球在摆动过程中克服空气阻力做功，机械能不断减少转化为内能，所以重球摆动不到初始高度，碰不到鼻尖。而且，摆动次数越多机械能损失越多，重球离鼻尖越远。
师：为了熟悉机械能守恒定律的解题步骤，我们看下面的例题。 (多媒体展示：教材例题)
例：把一个小球用细绳悬挂起来，就成为一个摆(如图)，摆长为l ，最大偏角为θ。小球运动到最低位置时的速度是多大?
师：自学例题，先独立思考。 (学生活动：独立思考)
师：接下来请同学们照课本上的解题过程，小组交流解题方法。 (学生活动：小组讨论、黑板展示)
师：我们一起分析这个题目，本题的研究对象是什么? 生：小球。
师：小球摆动过程中，是否满足机械能守恒的条件?
生：小球在摆动过程中受到重力和细线的拉力。细线的拉力与小球的运动方向垂直，不做功，所以整个过程中只有重力做功，机械能守恒。
师：满足了机械能守恒的条件，我们就可以用机械能守恒定律求解。把小球在最高点做为初状态，它的动能为零，即
，重力势能呢?要讨论重力势能，我们应该先干吗?
生：先确定参考平面(零势能面) 师：为什么呢?
生：选取不同的参考平面(零势能面)，重力势能不同，但重力势能的变化量相同。 师：后面的解答过程是什么?
生：把最低点选为参考平面，因此在最高点的重力势能就是
。
小球最低点做为末状态，势能，动能可以表示为，根据机械能守恒定律，代入得：，解得。
师：通过这个题目的解答，你能够得到什么启发呢?
生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。
生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。 师：通过这个例题，总结用机械能守恒定律解决问题的一般步骤?
(多媒体展示：学生总结的用机械能守恒定律解题的一般步骤，形成共同的看法) 生：1.确定研究对象;
2.对研究对象进行正确的受力分析，判定各个力是否做功，并分析是否符合机械能守恒的条件;
3.选取合适的零势能面，并确定研究对象在始、末状态时的机械能; 4.根据机械能守恒定律列方程求解。
师：通过本节课的学习，大家有哪些收获呢，在知识方面、在方法方面，哪位同学来总结一下，畅谈你的收获?
(学生活动：学生从知识、方法、能力等方面总结)
师：留下课后探究题，请同学们课后设计实验，验证机械能守恒定律。
八、板书设计
§7-8 机械能守恒定律
1.动能与势能的相互转化 2.机械能守恒定律 (1)内容： (2)表达式： (3)对象：系统
(4)条件：只有重力或弹力做功
(
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