第四章A 机械能守恒定律教学建议
（一）学习目标
1．理解机械能守恒的条件，掌握机械能守恒定律的内容和表达式，理解机械能守恒定律是能量守恒定律的一种特殊形式。
2．通过“机械能守恒条件”的得出过程，认识类比、归纳和分析方法，通过对机械能守恒几种表达式的讨论，认识状态分析、公式变换和推理等方法。
3．通过一系列实例分析，感悟机械能守恒的奇妙，懂得寻找守恒量的重要意义。
（二）重点和难点
本节的重点是机械能守恒的条件及其表达方式，难点是如何判断机械能是否守恒，及如何运用机械能守恒定律解决实际问题。
（三）教学建议
本节从回忆基础型课程的学习开始，用滑板车、摆动支架引入，引起同学们的兴趣，说明该定律具有实用价值。接着就机械能守恒的条件进行分析与讨论，说明该定律的适用条件。然后阐明其表达方式有总量不变形式、增量为零形式，还有图象形式，说明该定律可以多形式地运用。
本节主要是深化对机械能守恒定律的理解，为下一节课进行实际应用做准备。
本节建议用1课时。
1．关于引入部分的说明
开始先对基础型课程中学过的例子作必要的回顾之后，再举两个学生感兴趣的例子引出所探讨的问题，课本图4-1的滑板运动，为什么有的人滑得出色，有的人滑不好？课本图4-2中看到各球有停有动，有高有低，是什么力量在操纵它们？此摆动支架只需要少量的电能维持其运动，为什么有的运动就不能“花费”少量的能量来维持呢？这里有一种机械能保存的法则在起支配作用，这正是我们要发掘，要利用的东西，这两个例子在讲完了机械能守恒定律的适用条件之后，可以再回顾加以说明，实际事物中机械能守恒的应用是近似的，机械能总是有损耗的，要维持运动，损失的机械能要靠其他能源来补充。
2．关于机械能守恒定律及其适用条件的教学建议
本部分内容与基础型课程不同的是强调了系统的概念，即机械能守恒对一个系统来说必须没有外界对系统做功，系统也没有对外界做功。第二层含义是系统内部做功的力必须是一个做功与路径无关的力，称为保守力（教材没有提出这个名称，是由于课程标准没有要求介绍保守力，因此只在拓展联想中提了一下）。教材通过4个实例说明做功与路径无关及与路径有关的概念，摩擦力就是一个做功与路径有关的力。
值得注意的是，并非有摩擦力存在机械能就不守恒，而是摩擦力做的总功不为零就不守恒。如图4-1摩天大楼顶层设置的防晃动阻尼块，质量巨大。当大楼晃动时，阻尼块发生相对滑动，使机械能转化为内能，从而减小了大楼的振动。如果阻尼块与大楼是固定的，晃动时仍然存在的是静摩擦力，摩擦力的总功为零，因而机械能仍然是守恒的。
本部分的最后，建议回到引入部分的两个事例。第一个事例是单个物体的机械能守恒（实际上是人与地球组成系统，地球质量太大，它的动能认为无变化）；第二个例子是4个球组成的系统的机械能守恒，对每个球来说有杆的作用力做功，机械能是不守恒的，但整个系统机械能看作守恒的。但从更深一层来说都有机械能损失，要补充能量，因而能量是守恒的。
3．关于机械能守恒定律的表达式及图象的教学建议
本部分教材重点介绍了单个物体在两种状态下，机械能总量不变的表达式。从具体物理表达式到用符号简化后的表达式都一一加以写出，课本第44页“点击”中又给出了增量为零的表达式。可以指出，利用ΔE＝0这种方式解题，有时会比较简便。如课本图4-5所示，求小球在h2高度处动能时，只要写出ΔEk＝－ΔEp，Ek2－0＝Ep1－Ep2，即
课本第44页“自主活动”的参考解答如下：本题已知AB高度差Δh＝2m，vA＝10m/s，求vB。根据机械能守恒定律的增量为零的表达式，物体减少的势能等于增加的动能，则 mgΔh＝
课本图4-6是用图象来描述机械能守恒定律，其中Ep-h图线与Ek-h图线斜率的大小是相同的，是一个矩形的两条对角线。图中h1位置处的Ep1和Ek1，应当有E＝Ep1＋Ek1。且任何高度都如此。可以看出当hʹ＝h/2 时，Ep＝Ek。还可以指出Ep-h图象的斜率即物体的重力（mgh/h ＝mg），物体越重斜率越大，水平线E越要上移。
（四）作业说明
本节共有11道题，建议A组第1至4题在课内完成，课外完成第5、6、7、8、10各题，第9、11题可供学有余力的学生选做。
参考答案
A组
1．BD
2．AC
3．（A）守恒，只有重为做功（B）不守恒，人在做功机械能增大
4．D
5．BCD
6．（1）√（2）×，√（3）√，×
B组
7．v02/3g
8．
9．取g＝10m/s2，下降到断裂处时间为0.6s，断后下落同样高也是0.6s，所以断后速度为零，则ΔEk＝
10．1.7s
11．
发布时间：2013/12/29 下午1:16:42 阅读次数：1917
