第五章F 机械能守恒定律教学建议

（一）学习目标

1．掌握机械能守恒定律，知道它的由来。理解机械能守恒定律的条件，能用机械能守恒定律解决力学问题。

2．通过对机械能守恒定律的实验探究和理论计算，感受学习和研究物理的科学方法，认识DIS实验是现代实验研究的重要途径。

3．通过运用机械能守恒定律解决实际问题，感悟正确认识和运用科学规律的巨大力量。

（二）重点和难点

本节重点是掌握机械能守恒定律及适用条件，运用机械能守恒定律解决有关力学问题。

本节难点是得出机械能守恒定律的探究过程。

（三）教学建议

本节课本从高架滑车的现象山发，提出在没有动力的情况下滑车为什么能达到如此高的速度。然后通过对从斜面滑下的小车和上抛的小球的分析，知道动能和重力势能的相互转化，再经过实验探究和理论推导得出机械能守恒的结论。由于机械能守恒需要一定的条件，课本对不符合条件的情况也作了分析。本节最后，课本把机械能增加或减少的来龙去脉也交待清楚，为以后学习能量守恒定律打下基础。课本中节导图5—39和图5—40中的情景来自于生活，并隐含了动能和势能的相互转化，揭示了本节的主题。

1．关于重物碰鼻的“自主活动”的教学建议

“自主活动”的内容简易可行，饶有趣味。可以让学生体验掌握知识的成就感，暴露不懂科学而产生的无谓恐惧，为以后的学习留下悬念。

2．关于动能和重力势能的转化的教学建议

为探究机械能守恒定律，先要理解动能和势能的相互转化，并建立机械能的概念。课本用了小球从斜面下滑和竖直上抛的例子。对竖直上抛等匀减速运动，在前面运动学和动力学的学习中都不涉及，现在在功能关系中可以讨论，但建议从能量角度进行分析，而不是补充匀减速运动的运动学公式。

3．关于DIS实验的教学建议

用DIS研究机械能守恒定律是《课程标准》规定的学生实验，也是本课本11个重点探究内容之一，该实验分为实验1和实验2。实验1通过摆锤在挡片处于不同位置时都能上升到同一高度，定性说明机械能不变；实验2则定量测定摆锤在不同位置的高度和速度，由计算机算出不同位置的机械能，最后归纳出机械能守恒定律。在整个探究过程中只有重力做功，但开始不宜强调条件，以免分散注意，冲淡主题。当结论得出后再提出我们探究的前提是只有重力做功，这是在不涉及弹力做功时机械能守恒的条件。

该实验有四个固定点A、B、C、D，其摆锤高度不必输入，若要测量其他点的动能和势能，则需要输入该点的实际高度。为了使界面的数字和字母看得更清楚，在需要学生完成的练习部分，相关字母经过放大处理。

4．关于理论推导的“自主活动”的教学建议

本节“自主活动”要求从理论上推出机械能守恒定律，理论探究和实验探究是研究和学习物理的两个基本方法，高中学生应更强调理论思维。本节理论推导难度不高，由动能和重力势能的定义及相关运动学、动力学知识可得出结论。由于类似的方法前面用了多次，所以把机械能守恒定律的理论验证放在“自主活动”栏目中，由学生自主完成是可行的。

5．关于“点击”的教学建议

“点击”中指出除了重力和弹力外其他外力都不做功，机械能仍守恒。如果有其他外力做功，则机械能不守恒，更加完整地表达了机械能守恒定律。建议通过“点击”内容强调并不是在任何情况下机械能都守恒，机械能守恒是有条件的，这个条件就是除了重力和弹力外其他外力都不做功。

6．关于示例的教学建议

示例是示范机械能守恒定律的应用。第（1）小题是用守恒定律作定性判断，第（2）小题则是用守恒定律计算，第（3）小题则是在机械能不守恒时，用克服阻力做的功等于机械能减少的原理来做，即用功是能量变化的量度这句话求解。

7．关于机械能和其他形式能的转化的教学建议

当不符合机械能守恒条件时，机械能的总量可以增加或减少。建议从其他形式能量与机械能相互转化的原理来理解机械能的变化，提出这个问题是为了更深入地理解机械能守恒定律，也为以后学习能的转化和能量守恒定律打下基础，在这里不要马上提出能的转化和能量守恒定律。另外，本课本不要求计算弹力做功，所以在讨论机械能守恒定律时，不涉及弹力做功的问题。

（四）作业说明

本节共有练习题13道，第1、2、7、9题可在课内讨论完成。

参考答案：

A组

1．B

2．（1）跳伞运动员克服空气阻力做功，机械能不守恒 （2）只有重力对手榴弹做功，机械能守恒 （3）小球在水平面上运动，所有力都不做功，机械能仍守恒 （4）小球在竖直平而上做匀速圆周运动，动能不变，除了重力做功外，必定有其他外力也对小球做了功，所以机械能不守恒 （5）物体所受弹力始终与运动的位移方向垂直，弹力不做功，只有重力对物体做功，机械能守恒 （6）物体沿光滑的斜而匀速上升，拉力与物体所受重力沿斜面的分力平衡，物体除了克服重力做功外，拉力还对物体做了功，物体的机械能将增加，机械能不守恒

3．D

4．1∶4∶9 1∶2∶3

5．10 13.3

6．B

7．棕榈树高估计为6m，速度约为11m/s

8．15.4m/s 52.2J

B组

9．D

10．4/3m 5.16m/s

11．1.75×10³J 5.35m/s

12．（1）1.8×10⁸J（2）23J 30.33m/s

13．20m/s 12m/s

发布时间：2010/4/2 上午8:56:19  阅读次数：3723