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8.4机械能守恒定律
班级 小组 姓名
【学习目标】
1.了解人们追寻守恒量和建立“能量”概念的漫长过程。
2.知道什么是机械能，知道物体的动能和势能可以相互转化，能够推导出机械能守恒定律。
3.会判断一个过程机械能是否守恒，能运用机械能守恒定律解决有关问题。
【重点难点】判断一个过程机械能是否守恒，应用机械能守恒定律。
一、基础部分（课内组内对学、群学5分钟——展示、点评2分钟）
1.能量概念的建立：伽利略研究小球在斜面上的运动，小球运动中守恒的量叫 。
2.重力势能与动能的转化：只有重力做功时，若重力对物体做 ，则物体的重力势能 ，动能 ，物体的重力势能 动能；若重力对物体做 ，则物体的重力势能 ，动能 ，物体的动能 重力势能。
3.弹性势能与动能的转化：只有弹簧弹力做功时，若弹力对物体做 ，则弹簧的弹性势能 ，物体的动能 ，弹簧的弹性势能 物体的动能；若弹力对物体做 ，则弹簧的弹性势能 ，物体的动能 ，物体的动能 弹簧的弹性势能。
4.机械能： 与 统称机械能。
5.机械能守恒的条件：只有 或 做功。
6.机械能守恒的表达式： 或 或 或 。
二、要点部分（程序：组内对学、群学8分钟—老师分配任务，小组探究3分钟—展示、点评12分钟）
【课堂探究】
【导入】伽利略对小球在斜面上的运动的研究，不变的是什么呢？
（一）动能与势能的相互转化。
1.小球沿着光滑弧面下滑，重力做什么功？重力势能如何变化？动能如何变化？若一定速度的小球沿着光滑弧面上升，重力又做什么功？重力势能又如何变化？动能如何变化呢？
2.跳水运动员从跳板上弹起的过程中，跳板的什么能转化为运动员的什么能呢？（弯弓射箭呢？）机械能又是如何定义的呢？
3.一个小球在真空中做自由落体运动，另一个同样的小球在黏性较大的液体中由静止开始下落。它们在下落过程中，经过A、B两点的速度大小分别为v1、v2，A、B两点距地面的高度分别为h1、h2，重力加速度为g。这两种情况重力做功相同吗？重力势能变化相同吗？动能的变化相同吗？重力势能各转化成什么形式的能？
（二）机械能守恒定律
1. 一个物体沿着光滑的曲面滑下，在A点时的速度v1，高度为h1 ；在B点时的速度v2，高度为h2。试推导物体在A点和B点的机械能的关系？总结出机械能守恒的条件和表达式。
2. 如图，弹簧一端固定在墙上，另一端与滑块相连，现滑块以某一速度向左沿光滑水平面压缩弹簧的过程。物体和弹簧组成的系统机械能是否守恒呢？进一步完善机械能守恒的条件和表达式。
【例题2】把一个小球用细线悬挂起来，就成为一个摆，如图所示，摆长为L，最大偏角为θ．如果阻力可以忽略，小球运动到最低位置时的速度是多大？分析：
(1)小球从A摆动到O过程中受哪些力？
(2)其中有哪些力对小球做功？
(3)小球是否满足机械能守恒的条件？
(4)小球运动的初末状态的机械能怎么确定？
【例题3】如图所示，轻弹簧一端与墙相连处于自然状态，一质量为4 kg的木块沿光滑的水平面以大小为5 m/s的速度向左运动并挤压弹簧，求：
(1)弹簧最大的弹性势能。
(2)木块被弹簧弹回的过程中，速度增大到3 m/s时弹簧的弹性势能。
三、拓展部分（程序：课内独立完成拓展部分5分钟——小组交流4分钟——展示、点评、总结6分钟）
1.★如图所示，质量为0.5 kg的石块从10 m高处以30°角斜向上方抛出，初速度v0的大小为5 m/s．不计空气阻力，g取10 m/s2．
(1)石块落地时的速度是多大？请用机械能守恒定律。
(2)石块落地时速度的大小与下列哪些量有关，与哪些量无关？说明理由。
2.★如图所示，是上海“明珠线”某轻轨车站的设计方案，与站台连接的轨道有一个小坡度，电车进站时要上坡，出站时要下坡。试根据今天所学知识解释这样设计有什么好处？
【学后反思】
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8.4机械能守恒定律
班级 小组 姓名
【学习目标】
1.了解人们追寻守恒量和建立“能量”概念的漫长过程。
2.知道什么是机械能，知道物体的动能和势能可以相互转化，能够推导出机械能守恒定律。
3.会判断一个过程机械能是否守恒，能运用机械能守恒定律解决有关问题。
【重点难点】判断一个过程机械能是否守恒，应用机械能守恒定律。
一、基础部分（课内组内对学、群学5分钟——展示、点评2分钟）
1.能量概念的建立：伽利略研究小球在斜面上的运动，小球运动中守恒的量叫能量。
2.重力势能与动能的转化：只有重力做功时，若重力对物体做正功，则物体的重力势能减少，动能增加，物体的重力势能转化为动能；若重力对物体做负功，则物体的重力势能增加，动能减少，物体的动能转化为重力势能。
3.弹性势能与动能的转化：只有弹簧弹力做功时，若弹力对物体做正功，则弹簧的弹性势能减少，物体的动能增加，弹簧的弹性势能转化物体的动能；若弹力对物体做负功，则弹簧的弹性势能增加，物体的动能减少，物体的动能转化为弹簧的弹性势能。
4.机械能： 动能 重力势能与弹性势能统称机械能。
5.机械能守恒的条件：只有重力或弹力做功。
6.机械能守恒的表达式：或+=或或
二、要点部分（程序：组内对学、群学8分钟—老师分配任务，小组探究3分钟—展示、点评12分钟）
【课堂探究】
【导入】伽利略对小球在斜面上的运动的研究，不变的是什么呢？
能量
（一）动能与势能的相互转化。
1.小球沿着光滑弧面下滑，重力做什么功？重力势能如何变化？动能如何变化？若一定速度的小球沿着光滑弧面上升，重力又做什么功？重力势能又如何变化？动能如何变化呢？
正功，重力势能减少，动能增加；负功，重力势能增加，动能减少。
2.跳水运动员从跳板上弹起的过程中，跳板的什么能转化为运动员的什么能呢？（弯弓射箭呢？）机械能又是如何定义的呢？
弹性势能转化为重力势能；弓的弹性势能转化为箭的动能；动能、重力势能和弹性势能统称机械能。
3.一个小球在真空中做自由落体运动，另一个同样的小球在黏性较大的液体中由静止开始下落。它们在下落过程中，经过A、B两点的速度大小分别为v1、v2，A、B两点距地面的高度分别为h1、h2，重力加速度为g。这两种情况重力做功相同吗？重力势能变化相同吗？动能的变化相同吗？重力势能各转化成什么形式的能？
重力做功相同，重力势能变化相同，动能变化不同，真空中
重力势能转化为动能；油中重力势能转化为动能和内能。
（二）机械能守恒定律
1. 一个物体沿着光滑的曲面滑下，在A点时的速度v1，高度为h1 ；在B点时的速度v2，高度为h2。试推导物体在A点和B点的机械能的关系？总结出机械能守恒的条件和表达式。
WG=-
WG=-
-=-
+=
只有重力做功。
2. 如图，弹簧一端固定在墙上，另一端与滑块相连，现滑块以某一速度向左沿光滑水平面压缩弹簧的过程。物体和弹簧组成的系统机械能是否守恒呢？进一步完善机械能守恒的条件和表达式。
守恒：只有重力或弹力做功。
【例题2】把一个小球用细线悬挂起来，就成为一个摆，如图所示，摆长为l，最大偏角为θ．如果阻力可以忽略，小球运动到最低位置时的速度是多大？分析：
(1)小球从A摆动到O过程中受哪些力？
重力和拉力
(2)其中有哪些力对小球做功？
只有重力做功
(3)小球是否满足机械能守恒的条件？
满足守恒条件
(4)小球运动的初末状态的机械能怎么确定？
以o点为零势能面：mgl(1-cosθ)+0=0+
【例题3】如图所示，轻弹簧一端与墙相连处于自然状态，一质量为4 kg的木块沿光滑的水平面以大小为5 m/s的速度向左运动并挤压弹簧，求：
(1)弹簧最大的弹性势能。Epmax==50J
(2)木块被弹簧弹回的过程中，速度增大到3 m/s时弹簧的弹性势能。
Ep=-=32J
三、拓展部分（程序：课内独立完成拓展部分5分钟——小组交流4分钟——展示、点评、总结6分钟）
1.★如图所示，质量为0.5 kg的石块从10 m高处以30°角斜向上方抛出，初速度v0的大小为5 m/s．不计空气阻力，g取10 m/s2．
(1)石块落地时的速度是多大？请用机械能守恒定律。
(2)石块落地时速度的大小与下列哪些量有关，与哪些量无关？说明理由。
(1) h=- v=15m/s
(2)与初速度和高度有关，与质量无关。
2.★如图所示，是上海“明珠线”某轻轨车站的设计方案，与站台连接的轨道有一个小坡度，电车进站时要上坡，出站时要下坡。试根据今天所学知识解释这样设计有什么好处？
上坡动能转化为重力势能储存；
下坡重力势能转化为动能运动。
【学后反思】
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