机械能守恒定律_教学设计

教

学

环

节

和

教

学

内

容

1、机械能及其特点

问：什么是机械能，如何用公式表示？

类比动能、重力势能和弹性势能，请同

学判断机械能的下列性质：

（1）机械能是矢量还是标量？

（2）机械能是状态量还是过程量？

（3）物体具有的机械能具是绝对的还

是相对的？

（4）机械能是物体单独具有还是系统

所共同具有的？

2、动能与势能的相互转化

（1）重力势能与动能的转化

问：

分析上面三副图，哪些力对小球做功？

小球的能量如何转化？

动能与重力势能间的相互转化，与什么

有关？

学生回答：

物体动能与势能（重力势能

和弹性势能）的总和叫做机

械能

E=E

k

+E

p

学生交流讨论并回答：

（1）机械能是标量

（2）机械能是状态量

（3）机械能具有相对性，研

究物体的机械能要选取参考

平面。

（4）机械能是系统所具有的

学生回答：

重力对物体做正功，物体重

力势能减小，动能增大，重

力势能转化为动能；重力对

物体做负功，物体重力势能

增大，动能减小，动能转化

类比动势能

性质，分析新

知识

巩固做功与

能量变化关

系，为引出能

量守恒做准

备

教学环节和教学内容小结：重力对物体做功，物体的重力势

能和动能发生相互转化。

（2）弹性势能与动能的转化

在滑块振动的过程中，什么力对滑块做

功？滑块的能量怎样进行转化？

动能与弹性势能的相互转化，与什么有

关？

小结：弹力对物体做功，系统的弹性势

能和动能发生相互转化。

问：机械能是如何从一种形式转化成另

一种形式的呢？

总结：通过重力或弹力做功，机械能可

以从一种形式转化成另一种形式。

思考与讨论：在只有重力或弹力做功的

系统内，系统的机械能有什么特点呢？

为重力势能。

学生交流讨论并回答：

弹力对物体做正功，弹簧弹

性势能减小，物体动能增

大，弹性势能转化为动能；

弹力对物体做负功，弹簧弹

性势能增大，物体动能减

小，动能转化为弹性势能。

学生回答：通过重力或弹力

做功

类比重力与

重力势能关

系，分析弹性

势能与动能

间转化，提升

学生分析能

力

思考：什么时候机械能能够守恒，机械能守恒的条件是什么？

3、机械能守恒定律

⑴只受重力作

用分析

引导学生自主

探究，如图所示，小

球下落过程中经过

高度h

1

的A点速度

v 1，经高度h

2

的B点时速度为v

2

，由同

学用学习过的知识（牛顿定律或动能定理），分析下落过程中A、B两位置的机械能之间的数量关系。

引导学生讨论表达式①的含义是什么？表达式②的含义又是什么？分析与猜想：机械能守恒的

条件可能是只有重力或弹力

对物体做功。

学生分组自主探究：

A点到B点，

2

1

2

22

1

2

1

mv

mv

W

G

-

=

由重力做功和重力势能变化

的关系，得：

2

1

2

1P

P

G

E

E

mgh

mgh

W-

=

-

=

由上二式，得：

2

1

1

2P

P

k

k

E

E

E

E-

=

-

移项后，得：

2

2

1

1k

P

k

P

E

E

E

E+

=

+

即2

1

E

E=

学生思考回答：

在表达式①中左边是物体动

能的增加量，右边是物体重

力势能减少量，该表达式说

明：物体在下落过程中，重

力做了多少正功，物体的重

力势能就减小多少，同时物

体的动能就增加多少。

通过理论推

导，锻炼学生

的推导分析

能力。