第五章 机械能概述

一、本章概述

本章学习功和能的概念、功和能量变化的关系以及机械能守恒定律，这些内容是牛顿力学的重要组成部分，比前面学过的运动学和动力学知识更加普遍和深入。在学习功和功率时不涉及能量，仅讨论功和功率的定义及计算等。在学习动能和重力势能概念时，要用到初中的知识，即物体能做多少功说明它有多少能量，但此时并不明确提出功和能的关系。直到功、动能、重力势能概念都搞清楚后，再学习功和能的关系，指明功是能量变化的量度。这样处理可以使学生由浅入深，循序渐进地学习，尽可能防止逻辑循环。根据《课程标准》的规定，涉及动能变化和外力做功的关系时，不要求学习动能定理，只限于初速为零的匀加速运动。而重力做功等于重力势能的减少则必须知道，并要求知道重力做功与路径无关。机械能守恒定律则是重要的力学规律，建议突出它的使用条件和用以解决力学问题的基本步骤。课本中章导图5—1中的能量穿梭机是一个科普教育项目，它包含各种不同的运动。机械能的形式不断变化，体现本章的内容要求。上海科技馆展出此项目，有条件的学校可组织参观。实验室的过山车作为简单的能量穿梭机也可先演示给学生看。

本章知识结构如下：

【说明】

1．本章是机械运动篇的重点内容，包含功和功率、机械能以及功与能的关系、机械能守恒定律三大部分，本章内容不仅比牛顿定律更普遍、更深入，也是今后学习能的转化和能量守恒定律的基础。

2．计算做功仅限于恒力做功；额定功率定义为机械在正常条件下长时间工作的最大功率；弹性势能只要求定性知道，不要求计算；功能关系中不讲动能定理，只讲外力做功与动能变化的关系和重力做功与重力势能变化的关系，可以用这个关系进行计算。

3．机械能守恒定律既要求实验探究又要求理论推导，学生要学习两种方法。注意机械能守恒的条件；不符合机械能守恒条件时，用机械能与其他形式能的转化来解释，但不讲功能原理的计算式。

二、本章教学目标

1．知识与技能

功和机械能是核心概念，功、能间的关系——功是能量变化的量度，机械能守恒定律是核心规律。本章的实验技能是DIS测量物体的动能和重力势能。

2．过程与方法

（1）通过功和能的学习，经历逐步深入的学习过程，认识用更广泛的功能关系解决问题的方法。

（2）在探究机械能守恒定律的过程中，感悟实验探究和理论探究这两种基本的研究方法。

3．情感、态度与价值观

通过联系游乐场、杂技、交通工具和体育运动中的“机械能守恒”现象，在利用身边的事和物来学习物理的过程中，感悟物理学和日常生活之间的密切联系。

三、本章重点和难点

本章的重点是功能关系和机械能守恒定律。

难点是要正确理解外力对物体做功动能增加，而重力对物体做功重力势能减少，以及对机械能守恒条件的判断。

四、课时安排的建议

本章建议安排14课时：其中A节2课时，B节2课时，C节2课时，D节2课时，E节2课时，F节2课时，习题课1课时，复习测验1课时。

发布时间：2010/3/31 上午7:09:09  阅读次数：4776