2012鲁科版必修2物理教案 第二章 能的转化与守恒（29份打包下载）

2.1《动能的改变》教案（鲁科版必修2）
三维目标
一、知识与技能
1.理解什么是动能；
2.知道动能的定义式，会用动能的定义式进行计算；
3.理解动能定理及其推导过程，知道动能定理的适用范围；
4.巩固用打点计时器打下的纸带计算物体运动的即时速度；
5.学习利用物理图象探究功与物体动能变化的关系.
二、过程与方法
1.通过用纸带与打点计时器来探究功与速度的关系，体验知识的探究过程和物理学的研究方法；
2.运用演绎推导方式推导动能定理的表达式；
3.理论联系实际，培养学生分析问题的能力.
三、情感态度与价值观
1.通过实验探究，体会学习的快乐，激发学习的兴趣；通过亲身实践，树立“实践是检验真理的唯一标准”的科学观；
2.通过动能定理的演绎推导，培养学生对科学研究的兴趣.
教学过程
导入新课
教师提问：什么是物体的动能？物体的动能与什么因素有关？
学生回答：物体由于运动而具有的能叫动能；物体的动能跟物体的质量和速度有关系.
教师活动：物体的动能跟物体的质量、速度有什么关系呢？本节课我们就来研究这个问题.
板　书：动能的改变
推进新课
一、动能
（一）（演示）
1.多媒体展示实验装置：
让滑块A从光滑的导轨上滑下，与木块B相碰，推动木块做功.
2.实物演示并观察现象.
3.学生描述看到的现象：
a.让滑块A从不同的高度滑下，可以看到：高度大时滑块把木块推得远，对木块做的功多；
b.让质量不同的滑块从同一高度下滑，可以看到：质量大的滑块把木块推得远，对木块做的功多；
4.实物演示教材P22“迷你实验室”.
5.学生描述看到的现象：
同上面实验有相似的结论，质量大、速度快的物体对其他物体做的功就多，所具有的能量就大.
教师活动：从功能关系定性分析得到：
物体的质量越大，速度越大，它的动能就越大.
在物理学中就用这个量来表示物体的动能.
板　书：a.物体的动能等于物体质量与物体速度的二次方的乘积的一半.
b.公式：
c.动能是标量
d.动能的单位：与功的单位相同，在国际制中都是焦（J）
（二）（投影下列思考题）
一架飞机在牵引力的作用下（不计阻力），在起飞跑道上加速运动，分析：
1.飞机的动能如何变化？
2.飞机的动能变化的原因是什么？
学生活动：分析并讨论上述问题：
1.因为飞机的速度越来越大，所以飞机的动能在不断增大.
2.由于牵引力对飞机做功，导致飞机的动能不断增大.
教师活动：
由于牵引力做功导致飞机动能增大，我们知道物体的动能和速度有关，我们还不能马上得出力对物体做的功和动能的关系，我们先来研究恒力对物体做的功和速度变化的关系.
【方法引导】
由于牵引力所做的功和动能变化之间的等量关系，我们可以根据恒力做功的多少，来定量地确定动能和恒力做功多少之间的关系.
二、恒力做功与动能改变之间的关系
【合作探究】
教师活动：
指导学生阅读教材P23“实验与探究”部分，投影问题：
（1）探究过程中，我们是否需要测出砝码的具体重力数值？是否需要测出各次小车速度的具体数值？可以怎么做？
（2）每次实验中砝码的放置有什么要求？为什么？
（3）小车获得的速度怎样计算？
（4）实验完毕后，我们用什么方法分析砝码的重力对小车做的功和小车动能的关系？
学生活动：认真阅读教材，思考问题并回答.
教师活动：倾听学生回答，帮助学生解决疑难，回答学生可能提出的问题.
点评：培养学生在实验探究前要养成思考的习惯.有了正确的探究思路，才会避免探究的盲目性.
教师活动：指导学生分组实验，并引导学生思考下面的问题：
（1）小车在木板上运动时会受到阻力，可以采用什么方法进行补偿？
（2）纸带上的点距并不都是均匀的，应该采用哪些点距来计算小车的速度？为什么？
学生活动：分组实验（根据条件状况，可两人一组，可四人一组）.
点评：通过学生分组实验，培养团结协作的团队精神，提高学生动手能力.
教师活动：巡视、指导，解答学生提出的问题，处理即发事件.重点指导一两个组顺利完成实验，以便后面实验数据的处理.
……
教师活动：学生实验完毕后，指导学生进行数据处理.
问题：根据测出的数据，怎样预测恒力的功与动能的关系？用图象法研究功与动能的关系时怎样使研究过程简便直观？
学生活动：思考老师提出的问题，并在坐标纸上建立坐标系，作出W-v2曲线，寻找功与动能的关系.
点评：教师要放开，让学生大胆猜想，独立完成探究过程.有的学生可能会走弯路，甚至失败，探究结果并不重要，重要的是让学生亲历探究的过程.
【知识拓展】
体会图象法在物理解题中的应用
有一只小老鼠离开洞穴沿直线前进，它的速度与到洞穴的距离成反比，当它行进到离洞穴距离为d1的甲处时速度为v1，试求：
（1）老鼠行进到离洞穴距离为d2的乙处时速度v2为多大？
（2）从甲处到乙处要用去多少时间？
解析：（1）由老鼠的速度与到洞穴的距离成反比，得v2d2= v1d1，
所以老鼠行进到离洞穴距离为d2的乙处时速度v2= d1v1/d2.
（2）由老鼠的速度与到洞穴的距离成反比，作出图象，如图所示
由图线下方的面积代表的物理意义可知，从d1到d2的“梯形面积”就等于从甲处到乙处所用的时间，易得.
点评：用图象法解决物理问题，简便直观，往往会收到意想不到的效果.
新课标一再强调，思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木.学生素质的培养就成了镜中花、水中月.所以我们不能怕耽误时间等主观因素而忽略学生亲自动手实验的机会.
三、动能定理
教师活动：通过上面的实验与探究，我们已经知道了恒力对物体所做的功与物体动能变化之间的关系，那么能不能从理论上证明物体的动能改变与恒力做功的关系呢？接下来我们就来研究这个问题.
点评：通过知识的迁移，找到探究规律的思想方法，形成良好的思维习惯.
教师活动：在以下简化的情景下求出力对物体做功的表达式.
设物体的质量为m，在与运动方向相同的恒定外力F的作用下发生一段位移l，速度由v1增加到v2，如图所示.试用牛顿运动定律和运动学公式，推导出力F对物体做功的表达式.
学生活动：在练习本上独立推导，求出力对物体做功的表达式.
教师活动：投影学生的推导过程.
功的表达式为：
教师活动：直接给出动能定理的表达式：
有了动能的表达式后，前面我们推出的，就可以写成
W=Ek2-Ek1
其中Ek2表示一个过程的末动能，Ek1表示一个过程的初动能.
上式表明，力在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化,这个结论，叫做动能定理.
提出问题：（1）如果物体受到几个力的作用，动能定理中的W表示什么意义？结合生活实际，举例说明.
（2）动能定理，我们是在物体受恒力作用且做直线运动的情况下推出的.动能定理是否可以应用于变力做功或物体做曲线运动的情况？
学生活动：阅读教材，思考问题，列举实例；选出代表发表自己的见解.
点评：通过学生阅读，培养学生的阅读理解能力；通过学生讨论，明确动能定理的应用范围.
动能定理的适用条件：动能定理既适合于恒力做功，也适合于变力做功，既适用于直线运动，也适用于曲线运动.
【例题剖析】
一架喷气式飞机，质量ｍ＝5×103 kg，起飞过程中从静止开始滑行的路程为s＝5.3×102ｍ时，达到起飞速度v＝60ｍ/s，在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重力的0.02倍(k＝0.02)，求飞机受到的牵引力.（注意：不要限制学生的解题思路）
解法一：以飞机为研究对象，对它受力分析：重力、支持力、牵引力和阻力作用.
F合＝F－kmg＝ｍa①
又v2-02＝２as，②
由①和②得：
所以=0.02×5×103×10 N+5×103×N=1.8×104 N.
解法二：以飞机为研究对象，它受到重力、支持力、牵引力和阻力作用，这四个力做的功分别为WＧ＝０，W支＝０，W牵＝Fs，W阻＝－kmgs.据动能定理得：代入数据，解得F＝1.8×104Ｎ.
学生活动：（学生讲解自己的解答，并相互讨论；教师帮助学生总结用动能定理解题的要点、步骤，体会应用动能定理解题的优越性）
1.动能定理不涉及运动过程中的加速度和时间，用它来处理问题要比牛顿定律方便.
2.用动能定理解题，必须明确初末动能，要分析受力及外力做的总功.
3.要注意：当合力对物体做正功时，末动能大于初动能，动能增加；当合力对物体做负功时，末动能小于初动能，动能减小.
教师活动：解法一采用牛顿运动定律和匀变速直线运动的公式求解，要假定牵引力是恒力，而实际中牵引力不一定是恒力.解法二采用动能定理求解.因为动能定理适用于变力，用它可以处理牵引力是变力的情况.
概括用动能定理解题的方法和步骤：
①确定研究对象;
②分析物体的受力情况，明确各个力是否做功，做正功还是做负功，明确合外力的功;
③明确物体在始末状态的动能;
④根据动能定理列方程求解.
合外力做功：各个力做功的代数和.要比求合力方便得多.
点评：通过实例分析，培养学生进行情景分析，加深对物理规律的理解能力，加强物理与生活实践的联系.
学生活动：独立完成教材P25例题，巩固知识.
【知识拓展】
动能定理的应用
如图所示，质量为m的钢珠从高出地面h处由静止自由下落，落到地面进入沙坑h/10停止，则
（1）钢珠在沙坑中受到的平均阻力是重力的多少倍？
（2）若让钢珠进入沙坑h/8，则钢珠在h处的动能应为多少？设钢珠在沙坑中所受平均阻力大小不随深度改变.
解析：（1）取钢珠为研究对象，对它的整个运动过程，由动能定理得W=WF+WG=ΔEk=0.取钢珠停止处所在水平面为重力势能的零参考平面，则重力的功，阻力的功，代入得，故有Ff /mg=11.即所求倍数为11.
（2）设钢珠在h处的动能为Ek，则对钢珠的整个运动过程，由动能定理得W=WF+WG=ΔEk=0-Ek，进一步展开为9mgh/8—Ff h/8=-Ek，得Ek=mgh/4.
点评：对第（2）问，有的学生这样做，h/8—h/10=h/40，在h/40中阻力所做的功为Ff h/40=11mgh/40，因而钢珠在h处的动能Ek=11mgh/40.这样做对吗？请思考.
课堂小结
本节我们学习了动能和动能定理，重点是动能定理，难点是如何正确认识合力做功等于物体动能的增量.
动能定理是力学中的一条重要规律，经常用来解决有关的力学问题，由于动能定理不涉及物体运动过程中的加速度和时间，因此应用动能定理解题往往非常方便.
布置作业
课本P26作业1、2、3 .
板书设计
活动与探究
设计实验，推导动能定理公式，列举能应用动能定理解决的实际问题.势能的改变 教案
★新课标要求
（一）知识与技能
1、理解重力势能的概念，会用重力势能的定义进行计算.
2、理解重力势能的变化和重力做功的关系，知道重力做功与路径无关.
3、知道重力势能的相对性.
（二）过程与方法
用所学功的概念推导重力作功与路径的关系，亲身感受知识的建立过程
（三）情感、态度与价值观
渗透从对生活中有关物理现象的观察，得到物理结论的方法，激发和培养学生探索自然规律的兴趣．
★教学重点
重力势能的概念及重力做功跟物体重力势能改变的关系。
★教学难点
重力势能的系统性和相对性。
★教学方法
实验观察法、分析归纳法、讲练法。
★教学工具
铁球(大小、质量均不同)两个、透明玻璃容器、沙子、投影片。
★教学过程
（一）引入新课
教师活动：放录像：打桩机的重锤从高处落下，把水泥桩打进地里。
从录像中，同学们想到了什么？
学生活动：观看录像，思考问题。
重锤把水泥桩打进地里，说明重锤对水泥桩做了功。据功和能的关系，既然重锤可以对水泥桩做功，表明重锤具有能。
总结点评：实际上重锤在下落过程中把重力势能转化为动能，再对水泥桩做功，把其打入地里。
导入：在初中我们已经学过：物体由于被举高而具有的能量叫重力势能。那么重力势能的大小与什么有关，又如何定量表示呢？本节课我们就来学习这个问题。
（二）进行新课
1、重力的功
教师活动：投影教材上的图5.4－1，图5.4－2，图5.4－3，引导学生阅读教材11页“重力作功”部分。一边阅读，一边在练习本上把推导过程写出来。
通过推导重力在这几种不同情况下做的功，可以得出什么结论？
学生活动：阅读教材，推导三种情况下重力做的功。选出代表发表自己的见解。
点评：通过学生亲手实践，培养学生探求知识的欲望和分析问题解决问题的能力。
教师活动：听取学生汇报，总结点评。
学生活动：认真思考，分组讨论，选出代表回答。
教师活动：倾听学生回答，点评。
结论：物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和重点的位置有关，而跟物体运动的路径无关。。可见，物体的重力mg与它所在位置的高度h的乘积“mgh”是一个具有特殊意义的物理量。
2、对重力势能的学习
教师活动：指导学生阅读教材11－12页“重力势能”一段，提出问题
（1）怎样定量表示物体的重力势能？
（2）重力势能与什么因素有关？你能否列举生活中的实例加以说明？
（3）重力势能的改变和重力作功之间的关系是怎样的？写出它们之间的关系式。
学生活动：阅读教材，认真思考问题。选出代表发表自己的见解、列举实例。
点评：通过学生阅读，培养学生的阅读理解能力；通过学生的回答，培养学生的语言表达能力。通过学生列举生活实例，培养学生观察生活、热爱生活的良好品质。
教师活动：听取学生汇报，总结点评。
如果学生列举实力有困难，教师可以给与指导和帮助，比如录像中打桩机的例子等。也可以设计演示实验。如下：
［演示］在一个玻璃容器内放入沙子，拿一个铁球分别从不同的高度释放，使其落到沙子中，观察铁球落入的深度.
［演示］把大小不同的两个铁球从同一高度释放，观察它们落入沙子中的深度.
学生叙述实验现象：
1.当铁球质量一定时，释放点越高，铁球落入沙子中越深；
2.当释放高度一定时，铁球质量越大，铁球落入沙子中越深.
实验现象说明：
物体的质量越大，高度越大，重力势能就越大。
3、重力势能的相对性和系统性
教师活动：引导学生阅读课文相关内容.
投影阅读思考题：
1.为什么说重力势能具有相对性？
2.什么是参考平面？参考平面的选取是唯一确定的吗？
3.选择不同的参考平面，物体的重力势能的数值是否相同？是否会影响有关重力势能问题的研究？
4.如果物体在参考平面的上方，重力势能取什么值？表示什么含义？
5.如果物体在参考平面的下方，重力势能取什么值？表示什么含义？
6.为什么说“势能是系统所共有的”？
学生活动：带着问题阅读教材。然后选出代表发言。
教师活动：听取学生汇报，总结点评：
1.重力势能总是相对于某个水平面来说的，这个水平面叫参考平面.参考平面选取不同，重力势能的数值就不同。可见，重力势能具有相对性。
选择哪个水平面作为参考平面，可视研究问题的方便而定，通常选择地面作为参考平面.
2.选择不同的参考平面，物体的重力势能的数值是不同的，但并不影响研究有关重力势能的问题，因为在有关的问题中，有确定意义的是重力势能的差值，这个差值并不因选择不同的参考平面而有所不同.
3.对选定的参考平面而言，在参考平面上方的物体，高度是正值，重力势能也是正值，表示物体在该位置具有的重力势能比在参考平面具有的重力势能要大.
4.在参考平面下方的物体，高度是负值，物体具有负的重力势能，表示物体在该位置具有的重力势能比在参考平面上具有的重力势能要少。
5.重力势能根重力有关，而重力是地球施加给物体的，没有地球，也就谈不上重力势能。可见，重力势能是“地球和物体”这个系统共有的。
点评：培养学生阅读理解能力和语言概括能力。
（三）课堂总结、点评
教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。
学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。
点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。
教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。
（四）实例探究
☆ 对重力势能的理解
［例1］关于重力势能的几种理解，正确的是
A.重力势能等于零的物体，一定不会对别的物体做功
B.放在地面上的物体，它的重力势能一定等于零
C.在不同高度将某一物体抛出，落地时重力势能相等
D.相对不同的参考平面，物体具有不同数值的重力势能，但并不影响研究有关重力势能的问题
答案：CD.
☆关于重力势能的相对性
［例2］如图所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由落下，不计空气阻力，假设桌面处的重力势能为0，则小球落到地面前瞬间的重力势能为
A.mgh B.mgH
C.mg(h+H) D.-mgh
［思路］重力势能的大小是相对参考平面而言的，参考平面选择不同，物体的高度不同，重力势能的大小则不同.
解：据题意知已选定桌面为参考平面，则小球在最高点时的高度为H，小球在桌面的高度为零，小球在地面时的高度为－h，所以小球落到地面时，它的重力势能为Ep=-mgh.
答案：D
☆重力做功及重力做功与重力势能的关系
［例3］一物体从A点沿粗糙面AB与光滑面AC分别滑到同一水平面上的B点与C点，则下列说法中正确的是
A.沿AB面重力做功多
B.沿两个面重力做的功相同
C.沿AB面重力势能减少多
D.沿两个面减少的重力势能相同
答案：BD.
☆综合应用
［例4］起重机以的加速度将质量为m的物体匀减速地沿竖直方向提升高度h，则起重机钢索的拉力对物体做的功为多少？物体克服重力做功为多少？物体的重力势能变化了多少.
解：由题意可知起重机的加速度a=，物体上升高度h，
据牛顿第二定律得mg-F=ma所以F=mg-ma=mg-m×g=mg
方向竖直向上.
所以拉力做功 WF = Fhcos0°=mgh
重力做功 WG=mghcos180°=-mgh
即物体克服重力做功为mgh
又因为 WG =Ep1-Ep2=-mgh
WG<0，Ep1即物体的重力势能增加了mgh
★课余作业
书面完成P13“问题与练习”中1－4题。
★教学体会
思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。
附：课后练习
1.以下关于重力势能的说法中，正确的是___.
A.地面上的物体的重力势能一定为零
B.质量大的物体重力势能一定大
C.高处物体的重力势能一定大
D.重力做正功时，物体的重力势能一定变化
答案：D
2.关于重力势能，下列说法中正确的是（ ）
A.物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也随之确定
B.物体与零势面的距离越大，它的重力势能也越大
C.一个物体的重力势能从﹣5 J变化到﹣3 J，重力势能变小了
D.重力势能的减少量等于重力对物体做的功
解析：物体的重力势能与参考面有关，同一物体在同一位置相对不同的参考面的重力势能不同，A选项错.物体在零势能面以上，距零势面的距离越大，重力势能越大，物体在零势面以下，距零势面的距离越大，重力势能越小，B选项错，重力势能中的正、负号表示大小，﹣5 J的重力势能小于﹣3 J的重力势能，C选项错，重力做的功量度了重力势能的变化，D选项正确.
答案：D
3.选择不同的水平面作参考平面，物体在某一位置的重力势能和某一过程中重力势能的改变量（ ）
A.都具有不同的数值
B.都具有相同的数值
C.前者具有相同数值，后者具有不同数值
D.前者具有不同数值，后者具有相同数值
解析：物体的重力势能与参考面有关，同一物体在同一位置相对不同的参考面，重力势能的数值不同.物体重力势能的改变量跟参考面无关，选项D正确.
答案：D2.2 《势能的改变》教案A
三维目标
一、知识与技能
1.理解重力势能的概念，会用重力势能的定义进行计算；
2.理解重力势能的变化和重力做功的关系，知道重力做功与路径无关；
3.知道重力势能的相对性；
4.了解弹性势能.
二、过程与方法
1.根据功和能的关系，推导出重力势能的表达式；
2.学会从功和能的关系上分析和解释物理现象.
三、情感态度与价值观
渗透从对生活中有关物理现象的观察，得到物理结论的方法，激发和培养学生探索自然规律的兴趣.
教学过程
导入新课
放录像：节选美丽的东北雪景，紧接着过渡到大雪山的壮观，在学生正看得津津有味时，跳到雪山发生雪崩，大雪以排山倒海之势，摧毁一切，给人类和自然带来巨大的灾难.
教师提问：为什么看起来非常漂亮的雪花会有如此大的破坏力呢？
学生回答：由于具有巨大的能量.
学生活动：接着观看录像，思考问题.
重锤把水泥桩打进地里，说明重锤对水泥桩做了功.据功和能的关系，既然重锤可以对水泥桩做功，表明重锤具有能.
推进新课
在初中，我们已经学过：物体由于被举高而具有的能量叫重力势能.那么重力势能的大小与什么有关，又如何定量表示呢？除了重力势能以外还有其他形式的势能吗？本节课我们就来研究解决这些问题.
一、重力势能
【实验探究】
1.重力势能与什么因素有关
［程序一］演示实验
［演示一］在一个玻璃容器内放入沙子，拿一个铁球分别从不同的高度释放，使其落到沙子中，测量铁球落入的深度.
［演示二］
把大小相同、质量不同的两个球从同一高度释放，测量它们落入沙子中的深度.
［程序二］学生叙述实验现象：
（1）当铁球质量一定时，释放点越高，铁球落入沙子中越深；
（2）当释放高度一定时，铁球质量大，铁球落入沙子中越深.
［程序三］据实验现象总结：
物体的质量越大，高度越大，重力势能就越大.
在物理学中我们就用mgh这个物理量来表示物体的重力势能.
板　书：
Ep=mgh
m物体的质量千克（kg）
g重力加速度米/秒2（m/s2）
h物体的高度米（m）
Ep物体的重力势能焦耳（J）
重力势能是标量，单位：J
2.重力势能的相对性和系统性
教师活动：引导学生阅读课文相关内容.投影阅读思考题：
（1）为什么说重力势能具有相对性？
（2）什么是参考平面？参考平面的选取是唯一确定的吗？
（3）选择不同的参考平面，物体的重力势能的数值是否相同？是否会影响有关重力势能问题的研究？
（4）如果物体在参考平面的上方，重力势能取什么值？表示什么含义？
（5）如果物体在参考平面的下方，重力势能取什么值？表示什么含义？
学生活动：带着问题阅读教材，然后选出代表发言.
教师活动：听取学生汇报，总结点评：
1.重力势能总是相对于某个水平面来说的，这个水平面叫参考平面.参考平面选取不同，重力势能的数值就不同.可见，重力势能具有相对性.
选择哪个水平面作为参考平面，可视具体情况而定，通常选择地面作为参考平面.
2.选择不同的参考平面，物体的重力势能的数值是不同的，但并不影响研究有关重力势能的问题，因为在有关的问题中，有确定意义的是重力势能的差值，这个差值并不因选择不同的参考平面而有所不同.
3.对选定的参考平面而言，在参考平面上方的物体，高度是正值，重力势能也是正值，表示物体在该位置具有的重力势能比在参考平面具有的重力势能要大.
4.在参考平面下方的物体，高度是负值，物体具有负的重力势能，表示物体在该位置具有的重力势能比在参考平面上具有的重力势能要少.
【知识拓展】
重力势能和重力有关，而重力是地球施加给物体的，没有地球，也就谈不上重力势能.可见，重力势能是“地球和物体”这个系统共有的.
学生活动：讨论对重力势能“系统性”的理解，并发表各自的观点.
【课堂巩固】
投影题目
1.关于重力势能的几种理解，正确的是（　　）
A.重力势能等于零的物体，一定不会对别的物体做功
B.放在地面上的物体，它的重力势能一定等于零
C.在不同高度将某一物体抛出，落地时重力势能相等
D.相对不同的参考平面，物体具有不同数值的重力势能，但并不影响研究有关重力势能的问题
答案：CD
2.如图所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由落下，不计空气阻力.假设桌面处的重力势能为0，则小球落到地面前瞬间的重力势能为（　　）
A.mgh B.mgH
C.mg(h+H) D.－mgh
思路：重力势能的大小是相对参考平面而言的，参考平面选择不同，物体的高度不同，重力势能的大小则不同.
解析：据题意知，已选定桌面为参考平面，则小球在最高点时的高度为H，小球在桌面的高度为零，小球在地面时的高度为－h，所以小球落到地面时，它的重力势能为E下标?p?=－mgh.
答案：D
二、重力做功与重力势能的改变
［程序一］定性讨论：
1.把一个物体举高，重力做什么功？重力势能如何变化？
2.一个物体从高处下落，重力做什么功？重力势能如何变化？
［程序二］学生汇报讨论结果：
把一个物体举高，重力做负功，即物体克服重力做功，物体的重力势能增大；
一个物体从高处下落，重力做正功，重力势能减小.
［程序三］教师总结：
从刚才的讨论中可知：重力做正功，重力势能减小；重力做负功，重力势能增加.
把功和能的关系用到此处得到：
1.重力势能的变化跟重力做功有密切联系.
2.重力做了多少功，重力势能就改变多少.
［过渡］由此我们可以借助于重力做功来定量研究重力势能.
［程序四］推导重力势能的定量表示式.
［投影］
一个质量为m的物体从距地高为h1的A点下落到距地高为h2的B点，求重力做的功.
在该下落过程中，重力做的功为：
WG=mgΔh=mgh1－mgh2.
［程序五］讨论重力做的功与重力势能改变之间的关系.
投影公式：
WG=Ep1－Ep2
［说明］WG表示重力做的功；Ep1表示物体初位置的重力势能；Ep2表示物体末位置的重力势能.
讨论得到：
1.当物体由高处运动到低处时，重力做正功，则WG>0,Ep1>Ep2?,表示重力做正功时，重力势能减少，减少的重力势能等于重力所做的功.
2.当物体由低处运动到高处时，重力做负功，WG<0，Ep1［推理］
物体从A运动到B，路径有无数条，但不论沿哪条路径，从A到B重力做的功都等于物体重力势能的减少量.而物体重力势能的减少量mgΔh是一定的，所以沿不同的路径把物体从一位置移动到另一位置，重力所做的功是一定的.
板　书：
重力所做的功只跟初位置的高度h1和末位置的高度h2有关，跟物体运动的路径无关.
【教师精讲】
1.起重机以的加速度将质量为m的物体匀减速地沿竖直方向提升高度h，则起重机钢索的拉力对物体做的功为多少？物体克服重力做功为多少？物体的重力势能变化了多少？
解析：由题意可知起重机的加速度，物体上升高度h，
据牛顿第二定律得mg－F=ma，所以F=mg－ma=mg－m×g=mg
方向竖直向上.
所以拉力做功
WF=Fhcos0°=mgh
重力做功
WG=mghcos180°=－mgh
即物体克服重力做功为mgh
又因为WG=Ep1－Ep2=－mgh　
WG<0,Ep1即物体的重力势能增加了mgh.
2.如图所示，一条铁链长为2 m,质量为10 kg，放在光滑的水平地面上，拿住一端匀速提起铁链直到铁链全部离开地面的瞬间，拉力所做的功是多少？
解析：由于铁链中各铁环之间在未提起时无相互作用，所以匀速提起时的拉力F1总是等于被提起部分铁环的重力，即F1=G1=m1g.由于m1是逐渐增大的，所以拉力F1也是逐渐增大的，所以不能用W=Fhcosα求解.
由功能关系，铁链从初状态到末状态，它的重心位置提高了，因而它的重力势能增加了ΔEp=mgh=mgL/2,又由于铁链是匀速提起，因而它的动能没有变化，所以拉力F对铁链所做的功就等于铁链重力势能的增加量.
即WF=ΔEp=mgL=×10×9.8×2 J=98 J.
三、弹性势能的改变
【演示】
装置如图所示：
将一木块靠在弹簧上，压缩后松手，弹簧将木块弹出.
分别用一个硬弹簧和一个软弹簧做上述实验，分别把它们压缩后松手，观察现象.
学生活动：观察并叙述实验现象.
现象一：同一根弹簧，压缩程度越大时，弹簧把木块推得越远.
现象二：两根等长的软、硬弹簧，压缩相同程度时，硬弹簧把木块弹出得远.
师生共同分析，得出结论：
上述实验中，弹簧被压缩时，要发生形变，在恢复原状时能够对木块做功，因而具有能量，这种能量叫做弹性势能.
教师活动：多媒体演示（撑杆中的弹性势能），发生形变的物体，具有弹性势能.
请同学们再举几个物体具有弹性势能的例子.
学生活动：观察课件演示，体会发生形变的物体，具有弹性势能；思考并举例：a.卷紧的发条　b.被拉伸或压缩的弹簧　c.击球的网球拍　d.拉开的弓.
【合作探究】
教师活动：弹性势能的大小与哪些因素有关？弹性势能的表达式应该是怎样的？我们就来探究这些问题.
我们在学习重力势能时，是从哪里开始入手进行分析的？这对我们讨论弹性势能有何启示？
学生活动：思考后回答：
学习重力势能时，是从重力做功开始入手分析的，讨论弹性势能应该从弹力做功的分析入手.
点评：通过知识的迁移，找到探究规律的思想方法，形成良好的思维习惯.
教师活动：当弹簧的长度为原长时，它的弹性势能为零，弹簧被拉长或被压缩后，就具有了弹性势能，我们只研究弹簧拉长的情况.
在探究的过程中，我们要依次解决哪几个问题呢？请同学们快速阅读课本，把这几个问题找出来.
学生活动：阅读教材，找出探究过程中要依次解决的问题，从总体上把握探究的思路.
教师活动：倾听学生回答，进一步引导.
（1）重力势能与高度h成正比，弹性势能是否也与弹簧的伸长量（或缩短量）成正比？说出你的理由.
（2）在高度h相同的情况下，物体的质量越大，重力势能越大，对于不同的弹簧，其弹性势能是否也有类似的情形？
（3）对弹性势能的猜测，并不能告诉我们弹性势能的表达式，这样的猜测有没有实际意义？
学生活动：思考问题，学生代表发言.
教师活动：听取学生汇报，点评，解答学生可能提出的问题.
提出问题：重力做功，重力势能发生变化，重力做功在数值上等于重力势能的变化量.那么，弹力做功与弹性势能的变化之间的关系是怎样的？
学生活动：思考问题，学生代表发言.
教师活动：听取学生汇报，点评，解答学生可能提出的问题.
提出问题：重力是恒力，重力做功等于重力与物体在竖直方向移动距离的乘积.那么，拉伸弹簧时，拉力做功该怎样计算？并在练习本上自己画图，写出拉力在整个过程中做功的表达式.
学生活动：思考拉力做功的计算方法，选出代表发表自己的见解.
点评：通过学生阅读，培养学生的阅读理解能力；通过学生探求变力做功的方法，初步形成微分求解变量的物理思想方法.
教师活动：听取学生汇报，投影学生的求解过程，解答学生可能提出的问题.
提出问题：怎样计算拉力做功的求和式？是否可以用F-l图象下梯形的面积来代表功？
学生活动：在练习本上作F-l图象，推导拉力做功的表达式.
教师活动：听取学生汇报，投影学生的推导过程，解答学生可能提出的问题.
点评：在处理匀变速直线运动的位移时，曾利用vt图象下梯形的面积来代表位移；这里利用F-l图象下的面积来代表功，可以培养学生知识迁移的能力.但要搞清弹簧长度和伸长量的区别，l表示伸长量，则F-l图象下是一个三角形的面积来代表功.
【例题剖析】
1.对弹性势能的理解
［例1］一竖直弹簧下端固定于水平地面上，小球从弹簧的正上方高为h的地方自由下落到弹簧上端，如图所示，经几次反弹以后小球最终在弹簧上静止于某一点A处.则（　　）
A.h愈大，弹簧在A点的压缩量愈大
B.弹簧在A点的压缩量与h无关
C.h愈大，最终小球静止在A点时弹簧的弹性势能愈大
D.小球第一次到达A点时弹簧的弹性势能比最终小球静止在A点时弹簧的弹性势能大
解析：最终小球静止在A点时，通过受力分析，小球受自身重力与弹簧的弹力作用，由弹力公式F=kl，即可得出弹簧在A点的压缩量与h无关，弹簧的弹性势能与h无关.
答案：B
2.关于不同能量间的转化
［例2］如图所示，表示撑杆跳运动的几个阶段：助跑、撑杆起跳、越横杆.试定性地说明在这几个阶段中能量的转化情况.
分析：运动员的助跑阶段，身体中的化学能转化为人和杆的动能；起跳时，运动员的动能和身体中的化学能转化为人的重力势能和撑杆中的弹性势能；随着人体的继续上升，撑杆中的弹性势能转化为人的重力势能，使人体上升至横杆以上；越过横杆后，运动员的重力势能转化为动能.
教师活动：势能也叫位能，是由相互作用的物体的相对位置决定的.重力势能是由地球和地面上物体的相对位置决定的，弹性势能是由发生弹性形变的物体各部分的相对位置决定的.我们以后还会学到其他形式的势能.
【知识拓展】
［例1］盘在地面上的一根不均匀的金属链重G=30 N，长L=1 m,从一端缓慢提起至另一端恰好离开地面时需做功10 J.金属链重力势能增加__________J，此时金属链重心位置距地面__________m.如果改从另一端缓慢提起至金属链恰好离开地面需做功__________.
解析：从一端缓慢提起至另一端恰好离开地面时需做功10 J，金属链重力势能增加ΔEp=Gh1=10 J,此时金属链重心位置距地面h1=0.33 m.如果改从另一端缓慢提起至金属链恰好离开地面需做功W2=G(L-h1)=20 J.
［例2］如图所示，一个人通过定滑轮匀速地拉起质量为m的物体，当人沿水平地面从A点走到B点时，位移为s，绳子方向与竖直方向成α角，原先绳子方向竖直，不计阻力.则人拉物体所做的功为多少？
解析：由于人拉绳的力的方向不确定，不能用功的定义式来计算人所做的功，须通过动能定理来计算人所做的功.而重力的功根据重力做功的特点可得：.
由动能定理可得：W-WG=0
所以人所做的功为：.
课堂小结
1.势能由物体间的相互作用而产生，由它们的相对位置而决定.
2.势能是标量，单位是焦耳.
3.重力对物体所做的功与物体的运动路径无关，只跟物体运动的始、末位置有关，重力所做的功等于物体始、末位置的重力势能之差.
4.重力势能是地球和地面上的物体共同具有的，一个物体的重力势能的大小与参考平面的选取有关.
布置作业动能的改变 教案
★新课标要求
（一）知识与技能
1、掌握动能的表达式。
2、掌握动能定理的表达式。
3、理解动能定理的确切含义，应用动能定理解决实际问题。
（二）过程与方法
1、运用演绎推导方式推导动能定理的表达式。
2、理论联系实际，学习运用动能定理分析解决问题的方法。
（三）情感、态度与价值观
通过动能定理的演绎推导，感受成功的喜悦，培养学生对科学研究的兴趣。
★教学重点
动能定理及其应用。
★教学难点
对动能定理的理解和应用。
★教学方法
推理归纳法、讨论法。
★教学工具
多媒体
★教学过程
（一）引入新课
教师活动：通过上节课的探究，我们已经知道了力对物体所做的功与速度变化的关系，那么物体的动能应该怎样表达？力对物体所做的功与物体的动能之间又有什么关系呢？这节课我们就来研究这些问题。
（二）进行新课
1、动能表达式
教师活动：我们在学习重力势能时，是从哪里开始入手进行分析的？这对我们讨论动能有何启示？
学生活动：思考后回答
学习重力势能时，是从重力做功开始入手分析的。讨论动能应该从力对物体做的功入手分析。
点评：通过知识的迁移，找到探究规律的思想方法，形成良好的思维习惯。
教师活动：投影：在以下简化的情景下求出力对物体做功的表达式。
设物体的质量为m，在与运动方向相同的恒定外力F的作用下发生一段位移l，速度由v1增加到v2，如图所示。试用牛顿运动定律和运动学公式，推导出力F对物体做功的表达式。
学生活动：在练习本上独立推导，求出力对物体做功的表达式。
教师活动：投影学生的推导过程。
功的表达式为：
提出问题，教材上说“”很可能是一个具有特殊意义的物理量，为什么这样说？通过上节课的探究，是否也印证了你的观点？
教师活动：听取学生汇报，帮助总结。
质量为m的物体，以速度v运动时的动能为
提出问题：动能是矢量还是标量？国际单位制中，动能的单位是什么？1970年我国发射的第一颗人造地球卫星，质量为173kg，运动速度为7.2km/s，它的动能是多大？
学生活动：回答问题，并计算卫星的动能。
点评：通过计算卫星的动能，增强学生的感性认识。同时让学生感受到动能这个概念在生活、科研中的实际应用。促进学生对物理学的学习兴趣。
2、动能定理
教师活动：直接给出动能定理的表达式：
有了动能的表达式后，前面我们推出的，就可以写成
其中表示一个过程的末动能，表示一个过程的初动能。
上式表明，力在一个过程中对物体所作的功，等于物体在这个过程中动能的变化。这个结论，叫做动能定理。
提出问题：（1）如果物体受到几个力的作用，动能定理中的W表示什么意义？结合生活实际，举例说明。（2）动能定理，我们实在物体受恒力作用且作直线运动的情况下推出的。动能定理是否可以应用于变力作功或物体作曲线运动的情况，该怎样理解？
学生活动：阅读教材，思考问题，列举实例；选出代表发表自己的见解。
点评：通过学生阅读，培养学生的阅读理解能力；通过学生讨论，明确动能定理的应用范围。
教师活动：投影例题1和例题2，引导学生一起分析、解决。
学生活动：学生在实物投影仪上讲解自己的解答，并相互讨论；教师帮助学生总结用动能定理解题的要点、步骤，体会应用动能定理解题的优越性。
1、动能定理不涉及运动过程中的加速度和时间，用它来处理问题要比牛顿定律方便.
2、用动能定理解题，必须明确初末动能，要分析受力及外力做的总功.
3、要注意：当合力对物体做正功时，末动能大于初动能，动能增加；当合力对物体做负功时，末动能小于初动能，动能减小。
点评：通过分析实例，培养学生进行情景分析，加深对规律的理解能力，加强物理与生活实践的联系。
（三）课堂总结、点评
教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。
学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。
点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。
教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。
（四）实例探究
☆ 对动能定理的应用
［例］如图所示，质量为m的钢珠从高出地面h处由静止自由下落，落到地面进入沙坑h/10停止，则
（1）钢珠在沙坑中受到的平均阻力是重力的多少倍？
（2）若让钢珠进入沙坑h/8，则钢珠在h处的动能应为多少？设钢珠在沙坑中所受平均阻力大小不随深度改变。
解析：（1）取钢珠为研究对象，对它的整个运动过程，由动能定理得W=WF+WG=△EK =0。取钢珠停止处所在水平面为重力势能的零参考平面，则重力的功WG=mgh，阻力的功WF= Ff h， 代入得mghFf h=0，故有Ff /mg=11。即所求倍数为11。
（2）设钢珠在h处的动能为EK，则对钢珠的整个运动过程，由动能定理得W=WF+WG=△EK =0，进一步展开为9mgh/8—Ff h/8= —EK，得EK=mgh/4。
点评：对第（2）问，有的学生这样做，h/8—h/10= h/40，在h/40中阻力所做的功为
Ff h/40=11mgh/40，因而钢珠在h处的动能EK =11mgh/40。这样做对吗？请思考。
★课余作业
书面完成P21“问题与练习”中1- 5题。
★教学体会
思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。
附：课后练习
1.关于功和物体动能变化的关系，不正确的说法是( )
A.有力对物体做功，物体的动能就会变化
B.合力不做功，物体的动能就不变
C.合力做正功，物体的动能就增加
D.所有外力做功代数和为负值，物体的动能就减少
2.下列说法正确的是( )
A.物体所受合力为0，物体动能可能改变
B.物体所受合力不为0，动能一定改变
C.物体的动能不变，它所受合力一定为0
D.物体的动能改变，它所受合力一定不为0
3.一物体速度由0增加到v,再从v增加到2v,外力做功分别为W1和W2，则W1和W2关系正确的是( )
A.W1=W2 B.W2=2W1
C.W2=3W1 D.W2=4W1
4.一质量为2 kg的滑块，以4 m/s的速度在光滑的水平面上向左滑行，从某一时刻起，在滑块上作用一向右的水平力，经过一段时间，滑块的速度方向变为向右，大小为4 m/s，在这段时间里水平力做的功为( )
A.0 B.8 J C.16 J D.32 J
5.物体A和B质量相等，A置于光滑的水平面上，B置于粗糙水平面上，开始时都处于静止状态，在相同的水平力F作用下移动相同的位移，则( )
A.力F对A做功较多，A的动能较大
B.力F对B做功较多，B的动能较大
C.力F对A和B做功相同，A和B的动能相同
D.力F对A和B做功相同，但A的动能较大
6.一物体静止在不光滑的水平面上，已知m=1 kg,μ=0.1，现用水平外力F=2 N拉其运动5 m，后立即撤去水平外力F，求其还能滑多远？(g取10 m/s2)
7.从离地面H高处落下一只小球，小球在运动过程中所受到的空气阻力是它重力的k倍，而小球与地面相碰后，能以相同大小的速率反弹，求小球从释放开始，直至停止弹跳为止，所通过的总路程是多少？
参考答案：
1.A 2.D 3.C 4.A 5.D
6.5 m
7.H/R
h/10
h《动能的改变》教学设计
第一课时
学习目标与任务
（一）知识与技能1．理解什么是动能，知道动能的定义式，会用动能的定义式进行计算。2．理解动能定理及其推导过程。3．知道动能定理的适用范围，会用动能定理进行计算。4．巩固用打点计时器打下的纸带计算物体的即时速度，利用图象探究物理量间的关系。（二）过程与方法1．通过用纸带与打点计时器来探究功与速度的关系，体验知识的探究过程和物理学的研究方法。2．运用演绎推导方式推导动能定理的表达式。3．理论联系实际，培养学生分析问题的能力。（三）情感态度与价值观通过实验探究，体会学习的快乐，激发学习的兴趣；通过亲身实践，树立“实践是检验真理的唯一标准”的科学观；通过动能定理的演绎推导，培养学生对科学研究的兴趣。
教学过程
步骤 教师行为 学生行为 设计意图
课堂准备 1．演示实验及探究实验的准备。2．制作教学辅助ppt、flash课件。3．指导学生登陆教师主页。4．多媒体教室的准备。 1．作好课前准备。2．熟悉教师主页的操作方法。 引导学生利用网络来辅助学习，拓展学习空间，有利于实现教学目标。
情境导入 通过视频课件展示：运动的物体可以做功，提出问题：什么是物体的动能？ 学生通过观察、思考并回忆初中所学，回答：物体由于运动具有的能叫动能。 了解物理概念的形成源于生活。
操 作 讨 论 问题1：物体的动能大小跟哪些因素有关呢？演示实验《影响小球动能大小的因素有哪些》，请学生通过观察分析。结合学生讨论指出：从功能关系定性分析得到：动能的大小跟物体的质量、运动速度有关。物体的质量越大，运动速度越大，动能就越大。在物理学中，就用这个量来表示物体的动能。同时指出动能是标量，它的单位同功一样，在国际单位制中都是焦耳。动能是状态量。课件展示保龄球撞击球瓶做功，动能减少，请学生分析保龄球动能减少的原因。问题2：若外力对物体做功，该物体的动能总会增加吗？如果物体对外做功，该物体的动能总会减少吗？做功与动能的改变之间究竟有什么关系呢？方法引导：我们可以先从简单的情况入手，通过实验来探究恒力做功与动能改变的关系。指导学生阅读教材P23“实验与探究”部分。问题3：这个实验需测量哪些物理量？应用什么方法、什么仪器来测量？ 引导学生回答：需要测量速度、恒力的功（砝码重力和下落的距离）；测速度可用打点计时器。同时指出：研究物理量之间的关系可以用半定量的方法，不需要测出具体值。同时引导学生思考，如何改变恒力的功。 学生观察思考分析：质量大、速度快的物体对其他物体做的功就多，所具有的能量就大。 学生思考分析，保龄球撞击球瓶对外做了功，动能减少。学生通过讨论，还不能马上得出做功与动能的改变之间的关系。学生带着问题阅读课文，通过思考讨论交流，并回答问题。 引导学生学会从实验现象中思考分析，最终总结归纳出结论。同时注意实验方法：控制变量法。引导学生从功能关系分析问题。培养学生在实验探究前要养成思考的习惯。有了正确的探究思路，才会避免探究的盲目性。
操 作 讨 论 问题4：小车运动过程中受几个力？为使细线的拉力充当合力，其他力应怎样处理？归纳总结：重力、支持力、摩擦力、细线的拉力；为使细线的拉力充当合力，必须将其他力平衡掉。问题5：如何平衡摩擦力，平衡到什么程度，如何验证？引导学生思考平衡摩擦力的方法：让木板有一个微小的倾角，使重力沿斜面向下的分力等于小车及纸带受到的摩擦阻力；轻推小车使之匀速运动。问题6：实验中，是什么力对小车做功？小车做什么性质的运动？初速度、末速度如何求？引导学生回答：细线的拉力做功；小车做匀加速直线运动；初速度和末速度可通过处理纸带求得。问题7：如何处理实验数据，得到合力的功与速度变化的关系？引导学生回答：用图像法处理实验数据，通过图像可以直观的看出物理量之间的关系。即建立直角坐标系，用纵坐标表示力对物体做的功W，用横坐标表示物体的速度的平方v，描点、连线，得出结论。指导学生实验探究。学生实验完毕后，指导学生进行数据记录和处理，并得出结论。问题8：为什么会有误差，怎样才能减小误差？本实验是否还有其他的设计方案，请你于课后思考，并将你的实验方案与其他组的同学进行交流，选择出更好的实验方案。 思考并回答：重力、支持力、摩擦力、细线的拉力。…思考回顾力的平衡问题，讨论平衡方法。进行实验，采集数据：分工合作，共同完成。分析数据，得出结论：在误差范围内，恒力做功与动能的改变相等。记下问题，留作课后作业。 通过学生预习和初步设计实验、激发学生的兴趣，调动积极性。发展学生设计实验、收集数据、分析论证、交流评估等技能，有利于培养学生的实验能力、与他人合作的能力及尊重实验事实的态度。
操 作 讨 论 问题9：通过实验探究，我们已经知道恒力做功与动能改变的关系，那么能不能从理论上来进行推导得出其关系呢？通过投影展示问题情景：设一个物体的质量为m，初速度为v，在与运动方向相同的合外力F的作用下发生一段位移，速度增加到v。学生得出动能定理的内容及表达式后，教师做出必要的补充,归纳：动能定理：外力对物体所做的总功等于物体动能的增加。公式：W=E－E让学生正确理解式子中各物理量的含义。问题10：（1）如果物体受到几个力的作用，动能定理中的W表示什么意义？（2）动能定理，我们是从物体受恒力作用且做直线运动的情况下推出的。动能定理是否可以应用于变力做功或物体做曲线运动的情况呢？归纳指出：（1）总功W指的是各外力做功的代数和：W=W+W+…(2)动能定理的适用范围：动能定理既适合于恒力做功，也适合于变力做功，既适用直线运动，也适用于曲线运动。通过多媒体展示课本例题，让部分学生用牛顿第二定律求解，并组织交流用动能定理和用牛顿第二定律解题的体会，讨论哪些问题用动能定理解更方便。教师帮助学生学生总结用动能定理解题的要点、步骤，体会应用动能定理解题的优越性。 积极思考中…学生根据课本提供的问题情景，运用牛顿第二定律和运动学公式独立推导出外力做工与物体动能变化的关系。阅读教材，思考问题，列举实例，发表见解。 学生解答，并相互讨论。 通过知识的推移，找到探究规律的思想方法，形成良好的思维习惯。加深学生对功能关系的认识，提高学生的推导能力。通过阅读，培养学生的阅读理解能力；通过学生讨论，明确动能定理的适用范围。通过例题让学生了解应用动能定理的解题过程和基本步骤；同时知道在没有涉及加速度和时间的问题中，利用动能定理解题会更加简捷，方便。
第二课时
学习目标
（一）知识与技能1．理解什么是动能，知道动能的定义式，会用动能的定义式进行计算。2．理解动能定理及其推导过程。3．知道动能定理的适用范围，会用动能定理进行计算。4．巩固用打点计时器打下的纸带计算物体的即时速度，利用图象探究物理量间的关系。（二）过程与方法1．通过用纸带与打点计时器来探究功与速度的关系，体验知识的探究过程和物理学的研究方法。2．运用演绎推导方式推导动能定理的表达式。3．理论联系实际，培养学生分析问题的能力。（三）情感态度与价值观通过实验探究，体会学习的快乐，激发学习的兴趣；通过亲身实践，树立“实践是检验真理的唯一标准”的科学观；通过动能定理的演绎推导，培养学生对科学研究的兴趣。
教学过程
步骤 教师行为 学生行为 设计意图
课堂准备 1．演示实验及探究实验的准备。2．制作教学辅助ppt、flash课件。3．指导学生登陆教师主页。4．多媒体教室的准备。 1．作好课前准备。2．熟悉教师主页的操作方法。 引导学生利用网络来辅助学习，拓展学习空间，有利于实现教学目标。
情境导入 通过视频课件展示：运动的物体可以做功，提出问题：什么是物体的动能？ 学生通过观察、思考并回忆初中所学，回答：物体由于运动具有的能叫动能。 了解物理概念的形成源于生活。
操 作 讨 论 问题1：物体的动能大小跟哪些因素有关呢？演示实验《影响小球动能大小的因素有哪些》，请学生通过观察分析。结合学生讨论指出：从功能关系定性分析得到：动能的大小跟物体的质量、运动速度有关。物体的质量越大，运动速度越大，动能就越大。在物理学中，就用这个量来表示物体的动能。同时指出动能是标量，它的单位同功一样，在国际单位制中都是焦耳。动能是状态量。课件展示保龄球撞击球瓶做功，动能减少，请学生分析保龄球动能减少的原因。问题2：若外力对物体做功，该物体的动能总会增加吗？如果物体对外做功，该物体的动能总会减少吗？做功与动能的改变之间究竟有什么关系呢？方法引导：我们可以先从简单的情况入手，通过实验来探究恒力做功与动能改变的关系。指导学生阅读教材P23“实验与探究”部分。问题3：这个实验需测量哪些物理量？应用什么方法、什么仪器来测量？ 引导学生回答：需要测量速度、恒力的功（砝码重力和下落的距离）；测速度可用打点计时器。同时指出：研究物理量之间的关系可以用半定量的方法，不需要测出具体值。同时引导学生思考，如何改变恒力的功。 学生观察思考分析：质量大、速度快的物体对其他物体做的功就多，所具有的能量就大。 学生思考分析，保龄球撞击球瓶对外做了功，动能减少。学生通过讨论，还不能马上得出做功与动能的改变之间的关系。学生带着问题阅读课文，通过思考讨论交流，并回答问题。 引导学生学会从实验现象中思考分析，最终总结归纳出结论。同时注意实验方法：控制变量法。引导学生从功能关系分析问题。培养学生在实验探究前要养成思考的习惯。有了正确的探究思路，才会避免探究的盲目性。
操 作 讨 论 问题4：小车运动过程中受几个力？为使细线的拉力充当合力，其他力应怎样处理？归纳总结：重力、支持力、摩擦力、细线的拉力；为使细线的拉力充当合力，必须将其他力平衡掉。问题5：如何平衡摩擦力，平衡到什么程度，如何验证？引导学生思考平衡摩擦力的方法：让木板有一个微小的倾角，使重力沿斜面向下的分力等于小车及纸带受到的摩擦阻力；轻推小车使之匀速运动。问题6：实验中，是什么力对小车做功？小车做什么性质的运动？初速度、末速度如何求？引导学生回答：细线的拉力做功；小车做匀加速直线运动；初速度和末速度可通过处理纸带求得。问题7：如何处理实验数据，得到合力的功与速度变化的关系？引导学生回答：用图像法处理实验数据，通过图像可以直观的看出物理量之间的关系。即建立直角坐标系，用纵坐标表示力对物体做的功W，用横坐标表示物体的速度的平方v，描点、连线，得出结论。指导学生实验探究。学生实验完毕后，指导学生进行数据记录和处理，并得出结论。问题8：为什么会有误差，怎样才能减小误差？本实验是否还有其他的设计方案，请你于课后思考，并将你的实验方案与其他组的同学进行交流，选择出更好的实验方案。 思考并回答：重力、支持力、摩擦力、细线的拉力。…思考回顾力的平衡问题，讨论平衡方法。进行实验，采集数据：分工合作，共同完成。分析数据，得出结论：在误差范围内，恒力做功与动能的改变相等。记下问题，留作课后作业。 通过学生预习和初步设计实验、激发学生的兴趣，调动积极性。发展学生设计实验、收集数据、分析论证、交流评估等技能，有利于培养学生的实验能力、与他人合作的能力及尊重实验事实的态度。
操 作 讨 论 问题9：通过实验探究，我们已经知道恒力做功与动能改变的关系，那么能不能从理论上来进行推导得出其关系呢？通过投影展示问题情景：设一个物体的质量为m，初速度为v，在与运动方向相同的合外力F的作用下发生一段位移，速度增加到v。学生得出动能定理的内容及表达式后，教师做出必要的补充,归纳：动能定理：外力对物体所做的总功等于物体动能的增加。公式：W=E－E让学生正确理解式子中各物理量的含义。问题10：（1）如果物体受到几个力的作用，动能定理中的W表示什么意义？（2）动能定理，我们是从物体受恒力作用且做直线运动的情况下推出的。动能定理是否可以应用于变力做功或物体做曲线运动的情况呢？归纳指出：（1）总功W指的是各外力做功的代数和：W=W+W+…(2)动能定理的适用范围：动能定理既适合于恒力做功，也适合于变力做功，既适用直线运动，也适用于曲线运动。通过多媒体展示课本例题，让部分学生用牛顿第二定律求解，并组织交流用动能定理和用牛顿第二定律解题的体会，讨论哪些问题用动能定理解更方便。教师帮助学生学生总结用动能定理解题的要点、步骤，体会应用动能定理解题的优越性。 积极思考中…学生根据课本提供的问题情景，运用牛顿第二定律和运动学公式独立推导出外力做工与物体动能变化的关系。阅读教材，思考问题，列举实例，发表见解。 学生解答，并相互讨论。 通过知识的推移，找到探究规律的思想方法，形成良好的思维习惯。加深学生对功能关系的认识，提高学生的推导能力。通过阅读，培养学生的阅读理解能力；通过学生讨论，明确动能定理的适用范围。通过例题让学生了解应用动能定理的解题过程和基本步骤；同时知道在没有涉及加速度和时间的问题中，利用动能定理解题会更加简捷，方便。《能量守恒定律》教案
【教学目的】
1、通过实验演示，了解动能和重力势能之间的相互转化，初步领会机械能守恒定律的内容；
2、会正确推导自由落体运动过程的机械能守恒定律；
3、正确理解机械能守恒定律的含义及适用条件。
【教学重点】
1、自由落体运动过程的机械能守恒定律的推导；
2、机械能守恒定律的含义及适用条件。
【教学难点】机械能是否守恒的判断。
【教 具】细线、小球、带标尺的铁架台。
【课 型】新授课
【教学方法】启发诱导 推理论证
【教学过程】
㈠引入新课：
我们在初中学过，重力势能和动能之间可以发生相互转化。物体自由下落时，高度越来越小，速度越来越大。高度减小，表示重力势能减小；速度增大，表示动能增大。这个过程中重力势能转化为动能。竖直向上抛出的物体，在上升过程中，速度越来越小，高度越来越大。速度减小，表示动能减小；高度增大，表示重力势能增大。这个过程中动能转化为重力势能。
既然重力势能和动能之间可以相互转化，那么，转化过程中的动能和重力势能之和即机械能变不变呢？这就是本节课要学习的内容。
㈡进行新课
【演 示】如图1，把一个小球用细线悬挂起来，将小球拉到一定高度的A点，调节铁架台上的标尺与A点等高水平，然后释放小球，小球就摆动起来，可以看到小球摆到跟A点高度相同的C点。
如果用一铁钉在D点挡住细线，重新操作，会发现虽然不能摆到C点，但小球却摆到了与A点等高的C′点。
【提问1】小球在从A点经B点运动到C点的过程中，重力势能与动能之间是怎样转化的？
【提问2】假如不存在空气阻力，小球会不会停止运动？
这个实验表明小球在摆动中机械能守恒。
自由落体运动过程是重力势能向动能转化的过程，下面我们来证明这个过程中机械能守恒。
【板 书】
一、重力势能和动能相互转化中的机械能守恒。
如图2所示，设一个质量为m的物体自由下落，经过高度为
h1的A点（初位置）时速度为v1，下落到高度为h2的B点（末位置）时速度为v2。
在自由落体运动中，物体只受重力，由动能定理知：
【板 书】
WG= mv22- mv12 ⑴
WG=mgh1-mgh2 ⑵
⑴式表示重力所做的功等于动能的增加；⑵式表示重力所做的功等于重力势能的减少。
由⑴式和⑵式可得：
mgh1-mgh2= mv22- mv12 ⑶
由⑶式可知，在自由落体运动中，重力做了多少功，重力势能就减少多少，同时动能也就增加多少，减小的重力势能转化成了动能。
通过⑶式移项后可得：
【板书】
mv22＋mgh2= mv12＋mgh1 ⑷
或Ek2+Ep2=Ek1+Ep1 ⑸
⑷式和⑸式表示，在自由落体运动中，动能和重力势能之和即总的机械能保持不变。
上述结论不仅对自由落体运动是正确的，可以证明：
【板 书】在只有重力做功的情形下，不论物体做直线运动还是曲线运动，总机械能都保持不变。
二、弹性势能和动能相互转化中的机械能守恒
在光滑的水平面上，放开一根被压缩的弹簧，它可以把跟它接触的小球弹出去，这时弹簧的弹力作功，弹簧的弹性势能转化为小球的动能。可以证明：
【板 书】在弹性势能和动能相互转化的过程中，如果只有弹力作功，动能和弹性势能之和即机械能保持不变。
三、机械能守恒定律
1、内容：在只有重力、弹力做功的情况下，物体的动能和势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变，这个结论叫作机械能守恒定律。
含义：物体在运动过程中，如果只有重力和弹力作功，那么在任一时刻，动能和势能的总和即机械能保持不变。
2、适用条件：只有重力或弹力作功，没有其它力作功。
【课堂练习】
课本
㈢布置作业《势能的改变》教学设计
【教学目标】
㈠知识与技能
1．理解重力势能的概念，能用重力势能的表达式计算重力势能，知道重力势能具有相对性、重力势能的变化具有绝对性。
2．理解重力做功与重力势能的关系，并能用这一结论解决一些简单的实际问题，知道重力做功与运动路径无关。
3．理解重力功是物体重力势能变化的量度。
4．知道弹性势能的初步概念。
㈡过程与方法
1．经历发散思维和理论探究归纳能力
2．体会用“实验法”和“理论推导”相互验证研究问题的方法
㈢情感态度与价值观
1．渗透从对生活中有关物理现象的观察，得到物理结论的方法，激发和培养学生探索自然规律的兴趣。
2．预防高空坠物的社会公德教育，增强民族自豪感和荣誉观念。
3．体验科学不仅仅是认识自然，挑战自然，更在于能动的改造自然。
【重点难点】
重点：重力势能的的概念及重力做功跟重力势能改变的关系。
难点：重力势能的相对性、重力势能变化的绝对性。
【设计思想】
本节课的教学方法采用：理论探究法、实验法、讲授法、归纳法。
通过惊心动魄的雪崩视频引入新课，激发学生求知的欲望。重力势能与高度和重力的关系，让学生通过演示实验，来学习体验应用“控制变量法”与“比较法”定性研究；通过设计物理过程体会“理论探究法”定量研究。通过实例计算来认识重力势能的相对性以及重力势能变化的绝对性，从而突破教学难点。根据功和能的关系，推导重力做功跟重力势能改变的关系，加深理解功是能量转化的量度。
【教学过程】
一、新课引入
作为南方的我们看到一个冰天雪地、广袤无垠的银色世界，它带给人们是圣洁、平和、宁静的感受，一种心灵的洗涤。但是一旦大量积雪从高处滑下形成——雪崩。一面面白茫茫的雪墙排山倒海而来，你将感受到大雪崩所带来最令人惊心动魄的白色恐惧，将对人们的生命与财产带来灾难，我们将其形容为白色的灾难。
为什么这么漂亮的雪花有如此大的破坏力？是因为它们具有能量。只要一有机会，就会通过做功把这种能量释放出来。我们将这种能量叫重力势能。（功是能量变化的量度，能量的变化通过做功来实现）
定义：地球上的物体由于处于一定的高度而具有的能量，我们把这种能量叫做重力势能。 用EP表示。
二、教学过程
（一）重力势能
◆第一层次：探究EP=mgh
▲提出问题：重力势能的大小与什么因素有关？
▲建立假设
师：同学们可以根据已有的知识和经验，大胆提出自己的假设，并且说明你的理由。
生：高度有关。①由定义：地球上的物体由于处于一定的高度而具有的能量，我们把这种能量叫做重力势能。②例如，放在地面上的石头没有杀伤力，一旦从较高处落下，就会很危险；一个杠铃放在你的脚边，你一定不觉得什么？但是如果把它悬挂在你的头顶之上，那一定会让你如坐针毡。“禁止高空抛物”；高层建筑在施工时必须有“工程防护网”等。（渗透社会公德教育：预防高空坠物的危险）
生：①与物体的质量（重力）有关。如果悬挂在头顶之上的是一团棉花，不是杠铃，就不会觉得可怕。②如果你的头顶电线下悬挂的不是日光灯，而是200千克的杠铃，你有何感受？
生：与质量和高度都有关系。 …..（教师做好对学生的即时性评价）
▲检验假设
①实验定性检验
出示实验器材：透明玻璃容器（或塑料桶）、报纸、大小相同而质量不同的两个小球。
以报纸是否被小球击破来体现势能的大小。这样实验效果明显，可见度大。
教师演示，要求通过3个实验步骤，能够科学严谨的说明重力势能的大小与质量和高度之间的定性关系。
[教师引导]前面我们已学过，物体所具有能量越大，对外做功的本领就越强。
得到：
同一高度的物体：质量越大，重力势能越大；
质量相同的物体：高度越高，重力势能越大。
②理论定量推导
师：功是能量变化的量度，我们可否通过“力做了多少功，对应的重力势能就有多少发生变化”的角度，来定量推导重力势能的表达式。
你能设计一个物理过程来从理论上定量推导重力势能与重力mg和高度h的关系。
学生讨论、设计物理过程，并发表自己的设想。
可能的设想：（教师随手演示）
如图1，小球做自由落体运动，由动能定理mgh= ;由“能量守恒”（动能由重力势能转化而来）重力势能等于动能即EP=，所以EP=mgh
如图2，将物体竖直向上匀速抬高h，由平衡条件F=mg ；则F做功为WF=Fh=mgh;
由功能关系得到：EP=WF=Fh=mgh
▲得出结论：EP=mgh ◆第二层次：理解EP=mgh
主要采取讲授式
①标矢性：标量
②单位：焦耳（J）
③相对性：Ep与参考平面（零势能面）的选择有关
④系统性：重力势能为地球与物体所共有的，重力势能具有系统性。为了叙述方便，可以说成是某一物体的重力势能。
[相对性的教学]
出示电视剧“雪城”主题曲〈心中的太阳〉歌词片段：…山上有棵小树山下有棵大树，我不知道我不知道我不知道，那个更大那个更高…
学生讨论：相对高度和绝对高度的意义
教师引导：零高度的参考平面对应零势能参考平面（说明规定零势能参考平面的必要性）
举例深化：通过的例子（书放在课桌上，分别以地面和桌子作为参考面，讨论重力势能。教师随手演示。）来说明：重力势能的正负含义；一般情况下以地面作为零势能的参考平面。（重新指出：图1、图2定量推导时是以地面为参考平面的。使推导更加有科学性和完整性）
过渡语：功是能量变化的量度，有力做功就有对应的能量发生变化，物体重力势能发生变化与什么力做功相对应呢？
生：重力
（二）重力做功与重力势能的改变
1．实例探究
举例：一只花盆从16楼窗台落地，根据给出数据计算填表（事先印发）。
[学生讨论探究]：从表格中能总结出什么规律？（分组讨论，交流，教师引导总结）
规定的零势面 花盆在各点处的重力势能 花盆仅在重力作用下 花盆在重力和阻力作用下
重力势能的改变 重力做功 重力势能的改变 重力做功
地面 EPA=1000JEPB =200J -800J 800J -800J 800J
三楼 EPA=800JEPB =0 -800J 800J -800J 800J
[教师引导的方向]①重力势能与零势面选取有关吗？物体在某两点间重力势能的改变与零势面选取有关吗？（指出改变量是末状态量减去初状态量）
②物体在某两点间重力势能的改变与重力做功有什么关系？与是否有除重力之外的其他力存在或参与做功有关吗？
[学生总结规律]
①重力势能的具有相对性（相对于不同的参考平面重力势能的大小不同），确定了参考平面，物体重力势能才有确定值。重力势能的变化与零势能面的选取无关，具有绝对性
②重力势能的变化与重力做功的关系。
花盆下落，这一过程中重力做正功，重力势能减少，重力做多少功，重力势能减少多少；与是否有除重力之外的其他力存在或参与做功无关。
2．变式深化
①若用吊篮将花盆从3楼竖直吊回16楼，运动方式有匀速上升、匀加速上升，花盆的重力势能分别如何变化，重力对花盆做功分别又将如何？
②若乘电梯将花盆从3楼运到16楼，花盆的重力势能如何变化，重力对花盆做功又将如何？
3．归纳总结：重力做功是重力势能变化的量度
物体下落，重力做正功，重力势能减少，
物体上升，重力做负功，重力势能增加。
过渡语：上面我们讨论花盆的运动都是在竖直方向，如果某人爬楼梯将花盆从3楼搬到16楼，重力对花盆做功又将如何？
（三）重力做功和物体运动路径的关系
学生讨论：
小孩以不同的路径从某一高度回到地面，重力对小孩做功大小有什么关系？为什么？
教师引导：①从“力做功的两个要素：力与力方向上的位移”的角度思考。
②从功能关系：重力做功是引起物体重力势能变化的唯一因素的角度思考。
结论：重力做功只与物体始末位置的高度差有关，与路径无关。（进一步说明：①重力做功的特点决定重力势能变化的绝对性；②重力势能的变化只与重力做功有关，与物体是否受到其他力，和其他力是否做功无关）
(四).课堂练习，运用重力势能的知识解决问题
训练1：[新闻图片，设置情境]
在雅典奥运会举重男子69公斤级比赛中，中国选手张国政以抓举160公斤，挺举187.5公斤，总成绩347.5公斤获得金牌，这也是中国代表团在本届奥运会上的第11枚金牌。
张国政制胜的一举，挺举187.5kg，杠铃被举高约2m。
试求：1、杠铃的势能变化多少？
2、重力做功多少？
（张国政能在短时间内爆发出如此巨大的功率绝非一日之功，为了能为祖国争得荣誉，运动员在平时的训练中付出心血。）
训练2：一位同学说：若以喜马拉雅山的山顶为零势能参考平面，则长江山峡的水库所储备的大量水的势能是负值，所以它就不能发电了。你认为此同学的说法对吗？为什么？
训练3：（选做）做竖直上抛运动的物体，在上升到某一高度时，重力势能的改变量为ΔEP，动能的改变量为ΔEK ，物体克服重力做功WG，物体克服空气阻力做功Wf，则下列关系正确的是( )
A.ΔEP=WG B. ΔEP=WG+Wf
C. ΔEK= -ΔEp-Wf D. ΔEK = ΔEp+WG+Wf
（六）课堂小结
1．重力势能是地球和地面上的物体共同具有的。重力势能的大小具有相对性，确定了参考平面，物体重力势能才有确定值。但重力势能的改变是绝对的。
2．重力做功与物体的运动路径无关，只跟物体运动的始末位置有关。
3．重力做功是重力势能变化的量度。
【板书设计】
重力势能
二、弹性势能
1．定义：物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。
2．弹性势能的大小同弹性形变的大小有关。
三、势能：由相互作用的物体的相对位置决定的能量。
h
m
图2
h
m
图1
A ：16楼
B ：3楼
m=2kg，h=50m，h1=10m，g=10m/s2
（与路径无关）
重力势能
重力做功
表达式：Ep=mgh
单位：焦耳（J）
标矢性：标量
相对性
系统性第三节 能量守恒定律
一、教学目标：
1．知识与技能：
①．通过实验能验证机械能守恒定律。
②．理解机械能守恒定律。会用机械能守恒定律分析生活和生产中的有关问题。
③ 了解自然界中存在多种形式的能量。知道能量守恒定律是最基本，最普遍的自然规律之一。
2．过程与方法：
①．让学生通过已有日常生活和实践中的能量转化的经历，提出如何验证能量转化和守恒定律。接着让学生设计验证性实验，体会验证性实验的探究过程。
②．在探究过程中，渗透科学研究方法，知道影响实验的有关因素并加以控制，例如各种阻力。会纪录，分析和处理数据。
③讨论实验得出的结论以及如何减小实验误差。
④从理论上推导机械能守恒定律。学会用已掌握的规律推导新的规律，培养推理论证的能力。会由重力势能与动能的转化和守恒推论出各种能量间的转化与守恒，即会从个性特征抽象出共性特征。
3．情感、态度、价值观：
①．通过学生之间的讨论、交流与协作探究，培养团队合作精神。
②．让学生在探究过程中体验科学研究问题的乐趣，增进学习物理的情感。
③让学生感悟能的转化与守恒定律在物理学中，在自然科学中的重要地位。感悟能的转化与守恒定律为不同学科的沟通与联系提供了桥梁。
二、教学重点
1.使学生掌握物体系统机械能守恒的条件
2．能够正确分析物体系统所具有的机械能
3．能够应用机械能守恒定律解决有关问题。
三、教学难点
正确选用机械能守恒定律解决问题
四、教学方法
自主学习与合作探究
五、案例设计
（一）导入新课
1.结合复习引入新课。
前面我们学习了动能、势能和机械能的知识。在初中学习时我们就了解到，在一定条件下，物体的动能与势能（包括重力势能和弹性势能）可以相互转化，下面我们观察演示实验中物体动能与势能转化的情况。
2.演示实验。依次演示麦克斯韦滚摆、单摆和弹簧振子，提醒学生注意观察物体运动中动能、势能的变化情况。
通过观察演示实验，学生回答物体运动中动能、势能变化情况，教师小结：
物体运动过程中，随动能增大，物体的势能减小；反之，随动能减小，物体的势能增大。
３．多媒体课件：物体在不同的力学条件下的运动．
提出问题：上述运动过程中，物体的机械能是否变化呢？这是我们本节要探究的主要内容。
（二）新课教学
分组理论探究机械能守恒
教师提出以下几种情景：
1．只有重力对物体做功时物体的机械能
情景1：质量为m的物体自由下落过程中，经过高度h1的A处速度为v1，下落至高度h2的B处速度为v2，不计空气阻力，分析由h1下落到h2过程中机械能的变化（引导学生思考分析）。
情景2；从倾角为θ的光滑斜面上滑下的小车，经过A点时速度为Va，下滑位移S，到达B点速度为Vb。分析此过程机械能的变化.
2．弹簧和物体组成的系统的机械能.
情景3.以弹簧振子为例（未讲振动，不必给出弹簧振子名称，只需讲清系统特点即可），简要分析系统势能与动能的转化。
教师要求与启发：要求学习小组选择一个情景，用学过的动能定理，重力的功与重力势能变化的关系，对以上前两种情景，定量写出物体经历的过程前后的机械能E1和E2，看机械能变化了没有，存在什么关系。第三种情景要求定性分析。
学习小组理论探究结果展示与讨论。
情景1小组理论探究结果展示的内容：
根据动能定理，有
①
　　下落过程中重力对物体做功，重力做功在数值上等于物体重力 势能的变化量。取地面为参考平面，有
WG＝mgh1-mgh2 ②
　　由以上两式可以得到
③
情景2小组理论探究结果展示的内容：
下滑过程中重力对物体做功，重力做功在数值上等于物体重力势能的变化量。取B点重力势能为零，有
④
根据动能定理，有
⑤
　　　提出问题：上述结论是否具有普遍意义呢？（作为课后作业，请同学们课后进一步分析物体做平抛和竖直上抛运动时的情况。）
学生讨论：上述两个表达式③⑤说明了什么？
讨论后、学习小组代表回答。
代表甲：在表达式③中等号左边是物体在A处的机械能，等号右边是物体在B处的机械能，该表达式说明：物体在下落过程中，物体的机械能总量不变。
代表乙：对于表达式⑤，重力做的功等于动能的增量，也等于重力势能的减少量。该表达式说明：物体在下滑过程中，重力势能的减少量等于动能的增量。物体的机械能总量不变。
教师总结：用EK1和EK2表示物体的初动能和末动能，用EP1和EP2分别表示物体在初位置的重力势能和末位置的重力势能，则得到：EK1+EP1=EK2+EP2，也就是初位置的机械能等于末位置的机械能，即机械能是守恒的。
学习小组讨论机械能守恒的条件：
教师引导学生思考：在推导中我们以物体做自由落体和斜面小车为例进行的，上述二种运动有什么相同和不同之处？从上述两种运动中，你能猜想一下：机械能在什么情况下守恒？
在引导学生会回答认识，不同之处是物体运动受力不同，自由落体运动是只受重力作用，而斜面小车还受支持力作用。相同点是在上述两种运动中物体只有重力做功，支持力不做功。教师再要求学生猜想并分析：机械能在什么情况下守恒？
学生在猜想过程中教师提示：重力做功只会使动能与势能相互转化，机械能总量不变。除了重力之外其它力做功又会怎样呢？学生举例分析。例如，汽车加速上坡，子弹打进木块。前者合外力的功为正机械能增加，后者摩擦力做功机械能减少。
最后教师总结：
通过上述分析，我们得到：在只有重力做功，其它外力不做功或其它外力做功的代数和为零的情况下，物体的动能和重力势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变，这个结论叫机械能守恒定律。
为了回答情景3和完善机械能守恒的条件教师演示并讨论：放开被压缩的弹簧，可以把跟它接触的小球弹出去，在这个过程中，能量是如何转化的？类比地，你能得到在这个过程中机械能守恒的条件吗？
引导学生认识在小球被弹簧弹出的过程中，弹簧的弹性势能转化为小球的动能。
类比得到：如果有弹力做功，动能和弹性势能之和保持不变，即机械能守恒。这样就得到机械能守恒的条件：物体在只有重力和弹簧的弹力作用下，势能和动能相互转化，机械能保持不变。
学生讨论得出能量转化和守恒定律
教师指导学生阅读教材，得到能量转化和守恒定律
联系实际生活中的例子，熟悉并应用能量转化和守恒定律
（三）、课堂小结
1.机械能的转化和守恒的实验探索
　　2.机械能守恒定律：
（1）推导
（2）内容
（3）条件
3.能量转化和守恒定律
（四）、布置作业：完成课后作业《势能的改变》教学设计
【教材分析】
“势能的改变”是下节“能量守恒定律”的知识基础，是本章的一个重要知识点。本节进述重力势能及其相对性，重力势能的变化以及与重力做功的关系。由于与动能定理的表述不一致，学生往往不易理解，教学时最好能结合一些实例，从功能关系、能量转化的角度分析，解开学生的困惑，为下节讲机械能守恒定律做好准备。
【教学目标】
㈠知识与技能
1．理解重力势能的概念，能用重力势能的表达式计算重力势能，知道重力势能具有相对性、重力势能的变化具有绝对性。
2．理解重力做功与重力势能的关系，并能用这一结论解决一些简单的实际问题，知道重力做功与运动路径无关。
3．理解重力功是物体重力势能变化的量度。
4．知道弹性势能的初步概念。
㈡过程与方法
1．经历发散思维和理论探究归纳能力
2．体会用“实验法”和“理论推导”相互验证研究问题的方法
㈢情感态度与价值观
1．渗透从对生活中有关物理现象的观察，得到物理结论的方法，激发和培养学生探索自然规律的兴趣。
2．预防高空坠物的社会公德教育，增强民族自豪感和荣誉观念。
3．体验科学不仅仅是认识自然，挑战自然，更在于能动的改造自然。
【重点难点】
重点：重力势能的的概念及重力做功跟重力势能改变的关系。
难点：重力势能的相对性、重力势能变化的绝对性。
【设计思想】
本节课的教学方法采用：理论探究法、实验法、讲授法、归纳法。
通过惊心动魄的雪崩视频引入新课，激发学生求知的欲望。重力势能与高度和重力的关系，让学生通过演示实验，来学习体验应用“控制变量法”与“比较法”定性研究；通过设计物理过程体会“理论探究法”定量研究。通过实例计算来认识重力势能的相对性以及重力势能变化的绝对性，从而突破教学难点。根据功和能的关系，推导重力做功跟重力势能改变的关系，加深理解功是能量转化的量度。
【教学过程】
一、新课引入
作为南方的我们看到一个冰天雪地、广袤无垠的银色世界，它带给人们是圣洁、平和、宁静的感受，一种心灵的洗涤。但是一旦大量积雪从高处滑下形成——雪崩。一面面白茫茫的雪墙排山倒海而来，你将感受到大雪崩所带来最令人惊心动魄的白色恐惧，将对人们的生命与财产带来灾难，我们将其形容为白色的灾难。
为什么这么漂亮的雪花有如此大的破坏力？是因为它们具有能量。只要一有机会，就会通过做功把这种能量释放出来。我们将这种能量叫重力势能。（功是能量变化的量度，能量的变化通过做功来实现）
定义：地球上的物体由于处于一定的高度而具有的能量，我们把这种能量叫做重力势能。 用EP表示。
二、教学过程
（一）重力势能
◆第一层次：探究EP=mgh
▲提出问题：重力势能的大小与什么因素有关？
▲建立假设
师：同学们可以根据已有的知识和经验，大胆提出自己的假设，并且说明你的理由。
生：高度有关。①由定义：地球上的物体由于处于一定的高度而具有的能量，我们把这种能量叫做重力势能。②例如，放在地面上的石头没有杀伤力，一旦从较高处落下，就会很危险；一个杠铃放在你的脚边，你一定不觉得什么？但是如果把它悬挂在你的头顶之上，那一定会让你如坐针毡。“禁止高空抛物”；高层建筑在施工时必须有“工程防护网”等。（渗透社会公德教育：预防高空坠物的危险）
生：①与物体的质量（重力）有关。如果悬挂在头顶之上的是一团棉花，不是杠铃，就不会觉得可怕。②如果你的头顶电线下悬挂的不是日光灯，而是200千克的杠铃，你有何感受？
生：与质量和高度都有关系。 …..（教师做好对学生的即时性评价）
▲检验假设
①实验定性检验
出示实验器材：透明玻璃容器（或塑料桶）、报纸、大小相同而质量不同的两个小球。
以报纸是否被小球击破来体现势能的大小。这样实验效果明显，可见度大。
教师演示，要求通过3个实验步骤，能够科学严谨的说明重力势能的大小与质量和高度之间的定性关系。
[教师引导]前面我们已学过，物体所具有能量越大，对外做功的本领就越强。
得到：
同一高度的物体：质量越大，重力势能越大；
质量相同的物体：高度越高，重力势能越大。
②理论定量推导
师：功是能量变化的量度，我们可否通过“力做了多少功，对应的重力势能就有多少发生变化”的角度，来定量推导重力势能的表达式。
你能设计一个物理过程来从理论上定量推导重力势能与重力mg和高度h的关系。
学生讨论、设计物理过程，并发表自己的设想。
可能的设想：（教师随手演示）
如图1，小球做自由落体运动，由动能定理mgh= ;由“能量守恒”（动能由重力势能转化而来）重力势能等于动能即EP=，所以EP=mgh
如图2，将物体竖直向上匀速抬高h，由平衡条件F=mg ；则F做功为WF=Fh=mgh;
由功能关系得到：EP=WF=Fh=mgh
▲得出结论：EP=mgh
◆第二层次：理解EP=mgh
主要采取讲授式
①标矢性：标量
②单位：焦耳（J）
③相对性：Ep与参考平面（零势能面）的选择有关
④系统性：重力势能为地球与物体所共有的，重力势能具有系统性。为了叙述方便，可以说成是某一物体的重力势能。
[相对性的教学]
出示电视剧“雪城”主题曲〈心中的太阳〉歌词片段：…山上有棵小树山下有棵大树，我不知道我不知道我不知道，那个更大那个更高…
学生讨论：相对高度和绝对高度的意义
教师引导：零高度的参考平面对应零势能参考平面（说明规定零势能参考平面的必要性）
举例深化：通过的例子（书放在课桌上，分别以地面和桌子作为参考面，讨论重力势能。教师随手演示。）来说明：重力势能的正负含义；一般情况下以地面作为零势能的参考平面。（重新指出：图1、图2定量推导时是以地面为参考平面的。使推导更加有科学性和完整性）
过渡语：功是能量变化的量度，有力做功就有对应的能量发生变化，物体重力势能发生变化与什么力做功相对应呢？
生：重力
（二）重力做功与重力势能的改变
1．实例探究
举例：一只花盆从16楼窗台落地，根据给出数据计算填表（事先印发）。
[学生讨论探究]：从表格中能总结出什么规律？（分组讨论，交流，教师引导总结）
规定的零势面 花盆在各点处的重力势能 花盆仅在重力作用下 花盆在重力和阻力作用下
重力势能的改变 重力做功 重力势能的改变 重力做功
地面 EPA=1000JEPB =200J -800J 800J -800J 800J
三楼 EPA=800JEPB =0 -800J 800J -800J 800J
[教师引导的方向]①重力势能与零势面选取有关吗？物体在某两点间重力势能的改变与零势面选取有关吗？（指出改变量是末状态量减去初状态量）
②物体在某两点间重力势能的改变与重力做功有什么关系？与是否有除重力之外的其他力存在或参与做功有关吗？
[学生总结规律]
①重力势能的具有相对性（相对于不同的参考平面重力势能的大小不同），确定了参考平面，物体重力势能才有确定值。重力势能的变化与零势能面的选取无关，具有绝对性
②重力势能的变化与重力做功的关系。
花盆下落，这一过程中重力做正功，重力势能减少，重力做多少功，重力势能减少多少；与是否有除重力之外的其他力存在或参与做功无关。
2．变式深化
①若用吊篮将花盆从3楼竖直吊回16楼，运动方式有匀速上升、匀加速上升，花盆的重力势能分别如何变化，重力对花盆做功分别又将如何？
②若乘电梯将花盆从3楼运到16楼，花盆的重力势能如何变化，重力对花盆做功又将如何？
3．归纳总结：重力做功是重力势能变化的量度
物体下落，重力做正功，重力势能减少，
物体上升，重力做负功，重力势能增加。
过渡语：上面我们讨论花盆的运动都是在竖直方向，如果某人爬楼梯将花盆从3楼搬到16楼，重力对花盆做功又将如何？
（三）重力做功和物体运动路径的关系
学生讨论：
小孩以不同的路径从某一高度回到地面，重力对小孩做功大小有什么关系？为什么？
教师引导：①从“力做功的两个要素：力与力方向上的位移”的角度思考。
②从功能关系：重力做功是引起物体重力势能变化的唯一因素的角度思考。
结论：重力做功只与物体始末位置的高度差有关，与路径无关。（进一步说明：①重力做功的特点决定重力势能变化的绝对性；②重力势能的变化只与重力做功有关，与物体是否受到其他力，和其他力是否做功无关）
(四).课堂练习，运用重力势能的知识解决问题
训练1：[新闻图片，设置情境]
在雅典奥运会举重男子69公斤级比赛中，中国选手张国政以抓举160公斤，挺举187.5公斤，总成绩347.5公斤获得金牌，这也是中国代表团在本届奥运会上的第11枚金牌。
张国政制胜的一举，挺举187.5kg，杠铃被举高约2m。
试求：1、杠铃的势能变化多少？
2、重力做功多少？
（张国政能在短时间内爆发出如此巨大的功率绝非一日之功，为了能为祖国争得荣誉，运动员在平时的训练中付出心血。）
训练2：一位同学说：若以喜马拉雅山的山顶为零势能参考平面，则长江山峡的水库所储备的大量水的势能是负值，所以它就不能发电了。你认为此同学的说法对吗？为什么？
训练3：（选做）做竖直上抛运动的物体，在上升到某一高度时，重力势能的改变量为ΔEP，动能的改变量为ΔEK ，物体克服重力做功WG，物体克服空气阻力做功Wf，则下列关系正确的是( )
A.ΔEP=WG B. ΔEP=WG+Wf
C. ΔEK= -ΔEp-Wf D. ΔEK = ΔEp+WG+Wf
（五）、弹性势能（据课时情况，可以让学生自学）
生活中还有一些物体既没有运动也没有很大的高度却同样“储存”着能量，哪怕它只是孩童手里的玩具（图片：弹弓）。张紧的弓一撒手就会对箭支做功改变它的动能，松弛的弓有这样的本领吗？同样是弓前者具有能量而后者没有，那么什么情况下物体才具有这种能量呢？张紧的弓在恢复原状的过程会对外做功，但是拉断的弓还能有做功的本领吗？
1．定义：物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。
2．弹性势能的大小与哪些因素有关呢？
[小实验]出示玩具弓箭、可以上发条的小汽车，让学生自己做实验。
弓箭的皮筋拉得越长，恢复原状时对塑料箭做功越多，塑料箭获得的动能越大，射得越远。发条上的越紧，小车运动的时间越长。
[学生总结]弹性势能的大小同弹性形变的大小有关。弹性形变越大，弹性势能也越大。
[教师强调]弹簧处与原长时弹性势能为0；弹簧的伸长和压缩的长度相同则弹性势能也相同
举例：生活中还有那些利用弹性势能的例子呢？
拉伸或压缩的弹簧、球拍、撑杆跳高、跳板跳水等。
3、势能
由相互作用的物体的相对位置决定的能量。
重力势能：由地球和物体间相对位置决定。
弹性势能：由发生形变的各部分的相对位置决定。
（六）课堂小结
1．重力势能是地球和地面上的物体共同具有的。重力势能的大小具有相对性，确定了参考平面，物体重力势能才有确定值。但重力势能的改变是绝对的。
2．重力做功与物体的运动路径无关，只跟物体运动的始末位置有关。
3．重力做功是重力势能变化的量度。
[教师总结]关于人类与重力势能的认识，是一个从恐惧到挑战直到利用的过程。
人们对重力势能的恐惧感是与生俱来的（雪崩、泥石流：2006年2月17日泥石流突袭菲律宾2000人丧生）。
但是随着人们通过生产实践中对重力势能的认识的逐步加深，我们开始变得乐于挑战这种能量（攀岩运动）。
甚至在可以控制的范围内享受重力势能带给我的种种乐趣（过山车）。
但是科学的意义不仅仅是认识自然，挑战自然，更在于能动的利用自然！介绍水力发电（水力发电的图片）。
【板书设计】
重力势能
二、弹性势能
1．定义：物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。
2．弹性势能的大小同弹性形变的大小有关。
三、势能：由相互作用的物体的相对位置决定的能量。
h
m
图2
h
m
图1
A ：16楼
B ：3楼
m=2kg，h=50m，h1=10m，g=10m/s2
（与路径无关）
重力势能
重力做功
表达式：Ep=mgh
单位：焦耳（J）
标矢性：标量
相对性
系统性动能的改变 教案
一、教学目标
1．知识和技能：
⑴理解动能的概念，会用动能的定义式进行计算；
⑵理解动能定理及其推导过程；
⑶知道动能定理的适用条件，会用动能定理进行计算。
2．过程和方法：
⑴体验实验与理论探索相结合的探究过程。
⑵培养学生演绎推理的能力。
⑶培养学生的创造能力和创造性思维。
3．情感、态度和价值观：
⑴激发学生对物理问题进行理论探究的兴趣。
⑵激发学生用不同方法处理同一问题的兴趣，会选择用最优的方法处理问题。
二、设计思路
动能定理是力学中一条重要规律，它反映了外力对物体所做的总功跟物体动能改变的关系，动能定理贯穿在本章以后的内容中，是本章的教学重点。学习掌握它，对解决力学问题，尤其是变力做功，时间未知情况下的问题有很大的方便。
本课教学设计的过程为：
学生通过回忆初中所学的内容和实验引起思考
学生讨论，设计情景，进行理论探讨和论证，找出动能的表达式。
通过对前面探讨过程的深入思考，得出动能定理
通过具体实例，深化对动能和动能定理的理解，突出动能定理的优越性
由于本节内容较多又很重要，建议安排一节习题课，以达到良好的效果。
三、教学重点、难点
1．重点：⑴动能概念的理解；⑵动能定理及其应用。
2．难点：对动能定理的理解。
四、教学资源
斜面、质量不同的滑块、木块等
五、教学设计
教师活动 学生活动 点 评
一、引入新课 【板书】一、动能 提问：在初中我们学过动能的初步知识，那么什么是物体的动能？ 【板书】1、定义：物体由于运动而具有的能量叫动能。 提问：物体的动能大小和哪些因素有关呢？你有什么方法可以证明？ 引导学生重复初中所做得滑块撞击木块的实验。 归纳：物体能够对外做功的本领越大，物体的能量就越大，实验中滑块的质量和速度越大，对外做功的本领越大，说明动能和物体的质量和速度有关。 提问：那么，到底如何定量的来表示动能呢？过渡：上一节课我们研究了做功和物体速度变化的关系，两者之间有什么关系？提问：那么比例系数为多少呢？如何去确定呢？ 设计情景：如图所示，某物体的质量为m，在与运动方向相同的恒力F的作用下发生一段位移l，速度由v1增加到v2。求做功和速度变化的关系？ 选择学生的答案，投影学生的解答过程，归纳，总结。 根据牛顿第二定律： ……① 根据运动学公式： …② 外力F做功： …………③ 由①②③得： 思考：外力做功引起了什么量的变化？ 归纳：外力F所做的功等于“ ”这个物理量的变化，所以在物理学中就用“ ”这个量表示物体的动能。 二、新课教学 【板书】2、公式： 提问：动能的大小由什么决定？它是标量还是矢量？ 【板书】3、说明： ①动能是标量，且总为正值，由物体的速率和质量决定，与运动方向无关； 提问：动能的单位？ 【板书】②动能的单位：焦（J） 1J=1N·m=1kg·m2/s2 提问：二战时一位飞行员用手抓住了一颗飞行的子弹，这说明了什么？ 【板书】③动能具有相对性。 讲解：有了动能的公式，前面的方程就可以写成： 提问：⑴上式的物理意义是什么？ ⑵如果物体受到几个力共同作功，上式是否还成立呢？ 讲解：上式具有普遍意义，是力学中的一条重要规律。 【板书】二、动能定理 1、表述：合外力对物体做的功，等于物体动能的变化。 2、公式： 提问：刚才的推导是在物体受恒力作用，并且做直线运动的情况下得出的。如果物体受到变力作用或物体做曲线运动时，定理是否正确呢？ 【板书】3、动能定理适用于变力做功和曲线运动的情况。 引导学生看课本例题1。 确定研究对象：飞机 分析研究过程：飞机滑跑过程 分析受力：重力、支持力、牵引力和阻力 分析做功情况：牵引力和阻力做功 分析动能变化：初动能 末动能 根据动能定理列出方程，求解。 思考：如果用牛顿运动定律和运动学公式是否可以求解？ 引导比较两种解法。 引导学生看课本例题2。提问：通过两个例题，你是否可以归纳出应用动能定理解题的步骤？ 【板书】三、应用动能定理解题的步骤 1、 确定研究对象 2、 确定研究过程 3、 分析物体的受力和各力的做功情况 4、 确定初末状态的动能 5、 应用动能定理列方程求解 6、 检验 三、学生练习： 1、物体的速度增大为原来的n倍，动能增大为多少倍？动能增加了多少倍？速度变为原来的 ，动能变为多少？动能变化了多少？质量增加为原来的n倍，动能增大为多少倍？动能增加了多少倍？ （强化动能和速度及质量的关系，辨析动能和动能变化的区别。） 2、子弹以水平速度v射入固定木板深s处，假设子弹在木板中受的阻力是恒定的，那么子弹以 水平射入木板中，射入的深度是多少？子弹以 的初动能射入木板中，射入的深度又是多少？ （强化应用动能定理解题的基本思路和方法） 四、作业： 学生回答：物体由于运动而具有的能量叫动能。 学生回答：物体的质量和速度越大，它的动能就越大。 学生上台演示滑块从斜面上滑下：同一滑块，高度越高，滑块把木块推得越远；同一高度，质量越大，滑块把木块推得越远。 学生回答：力对初速度为零的物体所做的功与物体速度的二次方成正比。学生讨论：找出做功和速度平方变化的定量关系。 学生讨论，求解。 学生讨论找出“ ”这个特定意义的物理量。 学生回答：动能的大小由物体的质量和速率决定。学生讨论：动能是标量。 学生回答：动能的单位和功的单位相同。学生讨论：子弹相对飞行员的速度很小，相对动能也就很小。学生回答：做功等于物体动能的变化。学生讨论：可以成立，此时的W应为合外力对物体做的总功。 学生讨论：采用微元法，将物体的运动分解成许多小段，在每一小段上物体受到恒力且做匀速运动，可以得到同样的结论。 学生看书，归纳解题过程。 学生练习用牛顿运动定律和运动学公式求解学生回答：动能定理不涉及物体运动过程中的加速度和时间，应用比较方便。 学生讨论归纳。 练一练，做一做，想一想 开门见山，直接点题。 在初中所学内容的基础上深入探究，激发学生的学习兴趣。 学生直接参与探究过程，增加感性认识。 深化对前一节课所学内容的理解，激发学生的探究兴趣。 让学生感受理论探究的过程，在学生求解的过程中要适度巡视，加以指导。 应用学生的解答过程，肯定学生的探究过程。让学生体会探究的乐趣和喜悦。 在探究的基础上进一步激发学生的科学思维能力。 通过问题和实际事例，增加学生对知识的感性认识和横向联系，突破教学难点。 紧紧扣住探究过程，再次提出问题，激发学生的研究兴趣和学习热情，发挥学生的主观能动性。 通过学生的思考，和以前所学的思维方法有机结合，突破难点。 学习用理论指导实践的方法，培养细致严谨的科学态度。 通过比较，激发学生用不同方法处理同一问题的兴趣。通过比较，突出动能定理的优点，增强学生对知识的内化。 强化解题步骤，培养学生科学细致的解题思路和规范。 学生根据所学的知识，当堂巩固，培养应用规律解决问题的能力，加强对知识和规律的理解。同时拓展学生的认知空间。 加深对课堂知识的第4节 能源与可持续发展
【学习任务分析】
本节第一部分“能量的转化和转移的方向性”，从生活实际出发，让学生了解”自然界中热传导过程和能量转化、转移的是有一定方向的”，让学生知道热力学第二定律，接着引入热机效率问题，在这部分教学中，应使学生体会科学家不畏艰辛的探索精神，结合实例理解为什么热机具有效率，怎样提高热机效率。体会物理学与技术发展的互动关系。
第二部分“能源开发与可持续发展”，要让学生了解能源对人类文明的意义和有能源带来的环境问题，引入可持续发展的概念。让学生认识节约能源，开发新能源与可持续发展的关系，可以让学生通过查阅相关材料，提出自己的见解。思考怎样探索和使用未来的理想能源
通过本节的学习，第一要求学生了解我国和世界的能源状况，我国发展能源的方针和对策。第二要求学生要关心科学发展前沿，具有可持续发展的意识，树立科学的世界观，有将科学服务于人类的使命感与责任感
【学习者分析】
学校处于市区中心，大部分学生家庭情况优越，对于能源的地认识不足，特别是对如何节约能源以及能源对环境的危害认识不够深刻。
长期以来，教育教学过程中师生地位平等，以人为本，坚持学生的主体地位，教师的主导地位。
本节课为物理规律与实际生活的结合课程，重点为物理规律与实际问题的辩证关系，课堂教学要大量引用其他相关学科的知识，比如地里，历史等，要求学生课前预习。
探究式教学重视的是探究的过程和方法而不是结论，探究过程是产生创造思维的温床，过于重视结果可能会导致丧失探究热情，扼杀学生探究的欲望。
【教学目标】
1.知识与技能
（１）了解什么是常规能源，什么是新型能源
（２）知道能量转化的效率
（３）知道能量转化和转移的方向性以及第二类永动机不可能实现
（４）通过能量转化和转移的方向性，认识提高效率的重要性
（５）了解能源与人类生存和社会发展的关系，使学生认识能源的合理利用与环境保护对可持续发展的重要意义
2.过程与方法
（１）通过指导学生分析事例，培养学生分析问题和理论联系实际的能力
（２）通过指导学生阅读教材，培养学生的自学能力
3.情感、态度与价值观
（１）了解大量的能源消耗带来的全球性环境问题
（２）提高学生的节能、环保意识
【重点难点】
重点： （１）能量转化的效率及方向性
（２）可持续发展的重要性
难点：自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性
【教学资源】
　　实物投影、幻灯片，多媒体教学设备，影片
【设计思想】
本节课结合我校学生的特点对教材的内容进行了深入的挖掘和思考，备教材，备学生，备教法，始终把学生放在教学的主体地位，让学生参与，让学生设计，营造一个“安全”的教学环境，广开言路，让学生的思维与教师的引导共振。总体教学布局如下表：
【教学过程】
教师活动 学生活动 点评
（一）新课引入　　前面我们学习了能量转化与守恒定律，我们知道能量不会“无中生有”地产生，那么汽车行驶所需要的能量是从何而来？有多少有用？又流向何方呢？ 答：来自汽缸内汽油燃烧所释放的能量 自然地提出问题并可复习能的转化和转移
（二）深入研究一．研究能量的转化效率１．轿车的能量流向 应到学生读汽车流向图（幻灯片）通过计算回答问题［问题１］：轿车行驶时，做有用功的能量占燃料能量的比例是多少？［问题２］：排气管和散热片中散失的能量占多大比例？总结：研究机器的实际能量利用率，具有重要的经济和社会意义２．能量的转化效率（为了衡量机器能将多少输入能量转化为有用的能量，提出了“能量转化效率”），它是转化为有用功的能量跟输入能量的比值有用的能量能量的转化效率＝——————输入的能量二．能量转化和转移的方向性１．实验演示，观察现象（１）逐渐降低的秋千（２）手融化冰块提出问题（１）秋千慢慢降低说明什么？（２）冰能自动融化吗？这说明什么？（３）秋千降低后能自动恢复原状吗？（４）要实现以上现象应该如何办？总结：与热现象有关的能量转化过程是具有方向性的，或者说，能量转化和转移的不可逆性２．案例分析：第二类永动机的不可能性三．能源的开发与可持续发展指导学生阅读课本使学生了解常规能源、新型能源。同时使学生明确社会的发展对能源的需求，以及能源的消耗所带来的一系列问题（课前布置）我国能源分布情况，能源现状能源的开发和利用所带来的问题是什么？能源使用应注意什么？加强环保教育，让天更蓝、水更清、地更绿 学生计算分析可知，燃料的能量在转化和转移的过程中，处处被分流克扣，真正用于做有用功的能量竟然不到输入能量的13％　讨论回答课本问题：１．图４—20所示，轿车的能量转化效率２．打桩机的案例分析计算３．通过课后查资料和观察，分析讨论人对食物的能量转化效率４．提高机器设备的能量转化效率有什么经济和社会意义学生观察讨论回答问题（１）热能够自动地从高温的手向冰块传输（２）热不能从低温物体自发地向高温物体传输（３）要实现能量转化沿反方向进行，则必须做功阅读课本，举例说明自然界能量转化过程的方向性如；冰箱制冷、瀑布中水的机械能转化、喷出的香槟酒、松弛后的发条等学生交流：自然现象的变化也具有类似的不可逆性，例如沙漠化的土地不会自发地再变为绿洲。因此人类不仅要珍惜能源和资源，还要自觉地保护自然学生回答： 能源种类：煤、石油、天然气、水能、核能、风能我国能源特点：总量丰富、人物贫乏；分布不均，耗能量大；污染严重、效率低下检查调查结果：（学生课调查情况）石油 可开采的只有135亿吨，已探明60亿吨，已开采36亿吨，资源余地不大天燃气 可开采9万亿方，已探明2亿方，但分布在边远地区，开发不大，只开采5000亿方煤 可开采1153亿吨，开采情况不乐观水电资源开发不足（总量居世界第一）　　核电发展缓慢
　　太阳能、风能、海洋能、地热能和生物质能、氢能等新能源开发利用分数，规模小　　电荒、油荒、煤荒等等学生讨论举例环境污染　　温室效应　（影片片断《后天》）酸雨　　氮氧化物破坏臭氧层　　铅化合物污染厄尔尼诺学生活动如何解决环境污染问题（以分组的形式，各组分别发言）
　总结：1、节约利用能源 水，电（要求学生从我做起）
　2、发展技术，提高能源的转化效率和防止各种废弃物的污染
　3、开发利用新能源能源的可持续发展：学生讨论改变能源结构，提高能源利用效率，开发和推广清洁能源，减少环境污染。开发使用新能源，减少对矿产能源的使用。注重对各种节能新技术的开发和利用。 培养学生分析问题、解决问题的能力提高学生学习兴趣，引导学生主动学习、主动参与拓宽思路和视野，形成学以致用的观念使学生认识我过的能源现状,对我国能源的浪费和来源有焦虑感。学生认识到不合理开发和利用对人类生存环境造成的危害使学生认识到能源开发和的合理利用与环境保护对可持续发展的重要意义，培养科学的发展观
（三）思考题（１）阅读课文的信息窗思考讨论（２）课后的讨论与交流 讨论后，学生交流发言 引导学生参与对实际问题分析，以培养学生的社会意识和社会责任感
（四）布置作业　　课本“作业”
【教学媒体的运用】
多媒体设备：
播放影片资料，给学生直观的印象，使其对能量的转移有一个直观地认识对能源危机给世界格局带来的影响，和对世界环境的危害有更为直观地认识和深刻的体会。
幻灯片设备：
使学生有大量的图片资料里面更为深刻的体会出能源对于人类生存的意思， 能够深刻认识到能源对于人类带来的影响，使他们认识到能源的可持续发展的可行性和方法，在自己的生活中，由自己做起，保护环境，节约使用。不浪费。
【形成性评价】
通过本节课程的学习，学生应该了解能量转化和转移的方向，能够举例说明，能够理解并应用热力学定律分析解决问题；能够举例说明现在社会使用的能源的种类，能够大致说明能源危机的内容，能够对环境污染有明确的定义和深刻的理解，了解可持续发展的含义和意义，能由自己做起，节约资源，保护环境
【教学后记】
1、教学有法而无定法。时代在变，观念在变，学生的思维在变，对教师的教学设计，能因学生的变化而变化，是其应该具有的特征。
2、教育是事业，教育是创新，教育是艺术。
3、探究式教学是物理规律教学的最好的教学模式，但它不是物理教学的唯一模式，只有在实践中证明采用探究式教学最能体现新的课程标准和教学理念的地方采用才是最合理的选择。
4、教学围绕问题展开，但不是教师提出一个漫无边际的问题，学生无尽的思考并随意回答所构成的“菜场式”课堂，需要教师的引导，需要学生的参与，主要要呈现探究的要素，体现探究的过程和方法。
5、对不同的学生，设问要做到“起点定方向，落点定区域”。
6、在课堂探究的过程中，教师要尽可能预见可能出现的问题，课堂上遇到无法解决的问题，课后要查阅资料，请教别人，明确认识后，告诉学生，教师也要保持学习的习惯。
能源与可持续发展
能源转化和转移的方向性
解决能源问题的途径
提高能源利用率和节约能源
开发新能源
能量转化与效率
机械效率、热机的效率
能源对社会的作用
能源利用与社会发展
能源问题
推动社会发展
不可再生能源有限
能源与环境
核能 太阳能
其它新能源势能的改变
一、学习目标与任务
1、学习目标描述
（一）知识与技能1.理解重力势能的概念，会用重力势能的定义进行计算．
　　2.理解重力势能的变化和重力做功的关系，知道重力做功与路径无关．
　　3.知道重力势能的相对性．
　　4.了解弹性势能．（二）过程与方法1.根据功和能的关系，推导出重力势能的表达式．　　2.学会从功和能的关系上解释和分析物理形象．（三）情感态度与价值观通过小组合作学习让每个同学体会到责任和义务以及尊重，学会同学间相互取长补短，感受合作学习的快乐，通过对新知识的研究，体会物理规律与生活的联系，激发探索未知世界的乐趣。渗透从对生活中有关物理现象的观察，得到物理结论的方法，激发和培养学生探索自然规律的兴趣．
2、学习内容与学习任务说明
本节课的内容：让学生进一步理解“力做功的过程是能量转化的过程”、“功是能量变化的量度”和提高灵活运用知识的能力。同时为下一节《能量守恒定律》的学习奠定基础。学习重点：重力势能的概念及重力做功跟物体重力势能改变的关系。学习难点：重力势能的系统性和相对性。抓住本节课的重点和难点，以学习任务驱动，采取启发式、讨论式、实验探索式的教学模式，通过各种展示方式创设情景，引导学生通过对问题的交流讨论，突出重点、突破难点。
二、学习者特征分析
1、高一学生认识事物的特点是：开始从具体的形象思维向抽象逻辑思维过渡，但思维还常常与感性经验直接相联系，仍需具体形象的来支持。2、学生在初中时学生已接触过重力势能的概念，在高中阶段要定量的解决重力势能。3学生已学习了功的概念和计算方法。通过重力做功的计算来判断重力势能的变化，通过弹性做功来判断弹性势能的变化。高中的学生具有一定自主探究能力，因而，在教学中以学生自主探究学习为主，引导他们自觉主动地去讨论探究。以学生为主体，注重以实验为引导的启发式教学，注重以实验探究作为学生思维的出发点，引导学生讨论和思考，寻找重力势能改变有规律。
三、学习活动的组织
类型 相应内容 使用资源 学生活动 教师活动
探索式 重力势能和弹性势能的改变 物理教材、演示实验、课后练习题 分析、讨论、总结、提交结论。独立思考分析得出结论 问题情景的创设，问题的提出。问题解答和咨询。
四、教学过程
步骤 教师行为 学生行为 设计意图
课堂准备 1．演示实验的准备。2．准备课件资料。 预习新课内容作好课前准备。 结合生活实例和讨论交流引导学生实现教学目标。
情境导入 师：提出问题：运动的物体具有能量，被举高的物体有没有能量？
多媒体投影水电站图片，提出问题：大家都知道水力发电站是用水来发电的，为什么要修那么高的大坝？水是利用了什么能来发电的？
多媒体投影打桩机的图片，提出问题：打桩机中被举高的重锤是否具有能量呢？如果有，那么它的能量是从哪里来的？为了能理解以上问题这节课我们就来学习新的内容——势能的改变 观看幻灯片听老师讲述并进行思考 引导学生通过对实例的观察与分析
教学过程 (一) 重力势能请同学们分析、讨论以上提出的问题并引导学生归纳出重力势能的定义。定义：物体处于一定的高度而具有的能叫做重力势能提出问题：物体重力势能的大小可能与哪些因素有关？请同学们猜想
演示实验【提供实验器材：铁球(大小、质量均不同的两个)、透明玻璃容器、沙子】在一个透明的玻璃容器内装上沙子。
实验一：将不同的两铁球从同一高度释放，观察铁球落在沙子中的深度。
实验二：用一个铁球从不同高度释放，观察铁球落在沙子中的深度。
学生回答观察的现象：铁球的释放高度越大，铁球落在沙子中的深度越大。质量大的铁球落在沙子中的深度越大。
归纳上述演示，我们可以定性得到：重力势能跟物体的质量和高度都有关系，且物体的质量越大，高度越高，重力势能就越大。
提出问题：那么，怎样来定量表示重力势能呢？
实验演示及解答问题：
投影片出示问题：让质量为ｍ的小球从高度为h1的A点下落到高度为ｈ2的B点，重力所做的功为多少 学生求解得到：
重力所做的功为：WG＝ｍｇΔｈ＝ｍｇ（ｈ１－ｈ２） 学生思考讨论交流进行分析得出定义：物体处于一定的高度而具有的能叫做重力势能观察实验，回答现象学生回答：铁球的释放高度越大，铁球落在沙子中的深度越大。质量大的铁球落在沙子中的深度越大。思考分析回答问题学生求解得到：
重力所做的功为：WG＝ｍｇΔｈ＝ｍｇ（ｈ１－ｈ２） 引导学生通过对运动实例的观察与分析，总结出重力势能的定义.通过实验引导学生分析物理量之间的关系(控制变量法)通过实例分析物体受到的重力所做的功
教学过程 让学生研究上式的物理意义：重力所做的功等于ｍｇｈ这个量的变化，所以在物理学中就用ｍｇｈ这个式子来表示物体的重力势能.
板书：重力势能公式：EＰ＝mgh　EＰ 物体的重力势能 焦（J）
　　ｍ→物体的质量 千克（kg）
　　ｇ→重力加速度→(米每二次方秒)s2/ｍ
　　ｈ→物体的高度→米（ｍ）
让学生推导重力势能的单位∵１kg·ｍ/s2·ｍ＝１Ｎ·ｍ＝１J
∴重力势能的单位是焦耳。
　重力势能是标量多媒体投影问题：一个质量为10kg的物体,把它放置在一张高1m的桌面上,则此物体的重力势能是多少呢？（取g=10ｍ/s2）根据学生回答让学生讨论：为什么同一个问题会得到不同的答案？提出重力势能的相对性：重力势能EＰ＝mgh 中h是相对于某个水平面来说的,这个水平面上h=0,重力势能也为零,这个水平面叫做零势能参考平面。通常也叫零势面。参考水平面的选取是任意的，选择哪个水平面作为参考平面,可视研究问题的方便而定。通常选择地面作为参考平面。选择不同的零势面，重力势能是不同的。h是所处位置的平面到参考水平面的距离。 动手推导重力势能单位∵１kg·ｍ/s2·ｍ＝１Ｎ·ｍ＝１J
∴重力势能的单位是焦耳。思考问题并进行讨论 通过动手自我推导重力势能的单位进一步理解单位之间的关系.让学生通过问题设疑,讨论分析,最后对问题进行归纳总结.提高学生的解决问题和分析问题的能力.
教学过程 物体位于参考平面上方,h>0,重力势能是正值,
物体位于参考平面下方,h<0,重力势能是负值,表示物体在该位置具有的重力势能比它在参考水平面上面具有的重力势能少。教师：前面我们学过了功是能量变化的量度，重力势能的变化也可用做功表示出来。我们知道力对物体做了多少功，物体的能量就将变化多少，那么同学们猜想重力所做的功与物体重力势能的变化之间有什么关系 （二）重力做功与重力势能的改变教师：我们用 来表示物体在初位置的重力势能，用 来表示物体在末位置的重力势能，则 学生讨论得到：
　　当物体由高处运动到低处时，ｈ１>ｈ2，WＧ>０ ∴
　 　当物体由低处运动到高处时，ｈ１<ｈ2，WＧ<０ ∴
教师总结：重力做正功时，重力势能减少，减少的重力势能等于重力所做的功。物体克服重力做功(重力做负功)时，重力势能增加，增加的重力势能等于物体克服重力所做的功。阅读教材中讨论与交流：学生讨论得出：重力所做的功相同，因为重力所做的功等于重力势能的减少量，而重力势能的减少量ｍｇ（ｈ１－ｈ2）是一定的。 小组讨论交流得出结论：
　　当物体由高处运动到低处时，ｈ１>ｈ2，WＧ>０ ∴
　 　当物体由低处运动到高处时，ｈ１<ｈ2，WＧ<０ ∴
思考讨论,分析得出:重力所做的功相同 通过对物理量之间的关系式来讨论各个物理量在不同的条件下的关系.通过阅读讨论分析,提高学生对问题的分析和提炼观点的能力.
教学过程 教师：由此得到：重力所做的功只跟物体初位置的高度ｈ１和末位置的高度ｈ2有关，跟物体运动的路径无关。(三)弹性势能的改变
　　1.演示
　　装置如图所示：将一弹簧压缩不同程度 观察现象．
　　取一个硬弹簧，一个软弹簧，分别把它们压缩相同程度，观察现象．
　　2.学生叙述实验现象
　　实验1中：当弹簧压缩程度越大时，弹簧把木块推的越远．
　　实验2中：两根等长的软、硬弹簧，压缩相同程度时，硬弹簧把木块弹出的远．
3.上述实验中，弹簧被压缩时，要发生形变，在恢复原状时能够对木块做功，我们说弹簧具有能，这种能叫弹性势能．4.教师：同学们能举几个物体具有弹性势能的例子吗
　　学生：卷紧的发条，被拉伸或压缩的弹簧，拉弯的弓、击球时的网球拍或羽毛球拍、撑杆跳高时的撑杆等．5.教师分析上述各例中弹性势能和形变程度之间的关系，学生总结得到：形变程度越大，弹性势能也越大．　　 6.教师：到现在为止，我们已学习了两种势能：重力势能和弹性势能．对于重力势能，其大小由地球和地面上物体的相对位置决定. 观察实验,叙述实验现象实验1中：当弹簧压缩程度越大时，弹簧把木块推的越远．
　　实验2中：两根等长的软、硬弹簧，压缩相同程度时，硬弹簧把木块弹出的远．学生举出实例:卷紧的发条，被拉伸或压缩的弹簧，拉弯的弓、击球时的网球拍或羽毛球拍、撑杆跳高时的撑杆等． 通过实验现象来给学生对弹性势能有个感性认识.通过大量的实例使学生进一步理解弹性势能的概念
教学过程 对于弹性势能，其大小由形变程度决定，而形变程度不同，发生形变的物体的各部分相对位置也会发生变化，得到：①势能也叫位能．
　　②势能具有系统性：重力势能是物体和地球组成的系统共有的，弹性势能是物体的各部分所共有的。
知识应用 用投影片出示思考题：
1.关于重力做功和物体的重力势能，下列说法中正确的是
　　A.当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少
　　B.物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加
　　C.地球上任何一个物体的重力势能都有一个确定值
　　D.重力做功的多少与参考平面的选取无关
2.物体在运动过程中，克服重力做功为50 J，则
　　A.重力做功为50 J
　　B.物体的重力势能一定增加50 J
　　C.物体的动能一定减少50 J
　　D.重力做了50 J的负功
3.以40 ｍ/s的初速度竖直向上抛出一个物体，经过ｔ秒后，物体的重力势能是动能的3倍，ｇ＝10 ｍ/s2，则ｔ的大小为
A.2秒 　B.3秒　　C.4秒 　D.5秒 独立思考并动手解题ABDBDB 通过练习来巩固本堂课所学的知识点,要理解并懂得熟练应用所学的知识.
课堂小结 1.势能由物体间的相互作用而产生，由它们的相对位置而决定．
　　2.势能是标量，单位是焦耳．
　　3.重力对物体所做的功与物体的运动路径无关，只跟物体运动的始、末位置有关，重力所做的功等于物体始、末位置的重力势能之差．
　　4.重力势能是地球和地面上的物体共同具有的，一个物体的重力势能的大小与参考平面的选取有关． 培养学生归纳的能力.进一步掌握本堂课的内容.2.3《能量守恒定律》教案4
教学目标：
1．知识与技能：
①．通过实验能验证机械能守恒定律。
②．理解机械能守恒定律。会用机械能守恒定律分析生活和生产中的有关问题。
③ 了解自然界中存在多种形式的能量。知道能量守恒定律是最基本，最普遍的自然规律之一。
2．过程与方法：
①．让学生通过已有日常生活和实践中的能量转化的经历，提出如何验证能量转化和守恒定律。接着让学生设计验证性实验，体会验证性实验的探究过程。
②．在探究过程中，渗透科学研究方法，知道影响实验的有关因素并加以控制，例如各种阻力。会纪录，分析和处理数据。
③讨论实验得出的结论以及如何减小实验误差。
④从理论上推导机械能守恒定律。学会用已掌握的规律推导新的规律，培养推理论证的能力。会由重力势能与动能的转化和守恒推论出各种能量间的转化与守恒，即会从个性特征抽象出共性特征。
3．情感、态度、价值观：
①．通过学生之间的讨论、交流与协作探究，培养团队合作精神。
②．让学生在探究过程中体验科学研究问题的乐趣，增进学习物理的情感。
③让学生感悟能的转化与守恒定律在物理学中，在自然科学中的重要地位。感悟能的转化与守恒定律为不同学科的沟通与联系提供了桥梁。
教学器材
教学设备：多媒体教室、麦克斯韦滚摆、单摆和弹簧振子，课件
教学过程设计
（一）．创设情景、引入新课
1.结合复习引入新课。
前面我们学习了动能、势能和机械能的知识。在初中学习时我们就了解到，在一定条件下，物体的动能与势能（包括重力势能和弹性势能）可以相互转化，下面我们观察演示实验中物体动能与势能转化的情况。
2.演示实验。依次演示麦克斯韦滚摆、单摆和弹簧振子，提醒学生注意观察物体运动中动能、势能的变化情况。
通过观察演示实验，学生回答物体运动中动能、势能变化情况，教师小结：
物体运动过程中，随动能增大，物体的势能减小；反之，随动能减小，物体的势能增大。
３．多媒体课件：物体在不同的力学条件下的运动．
提出问题：上述运动过程中，物体的机械能是否变化呢？这是我们本节要探究的主要内容。
（二）分组理论探究机械能守恒
教师提出以下几种情景：
1．只有重力对物体做功时物体的机械能
情景1：质量为m的物体自由下落过程中，经过高度h1的A处速度为v1，下落至高度h2的B处速度为v2，不计空气阻力，分析由h1下落到h2过程中机械能的变化（引导学生思考分析）。
情景2；从倾角为θ的光滑斜面上滑下的小车，经过A点时速度为Va，下滑位移S，到达B点速度为Vb。分析此过程机械能的变化.
2．弹簧和物体组成的系统的机械能.
情景3.以弹簧振子为例（未讲振动，不必给出弹簧振子名称，只需讲清系统特点即可），简要分析系统势能与动能的转化。
教师要求与启发：要求学习小组选择一个情景，用学过的动能定理，重力的功与重力势能变化的关系，对以上前两种情景，定量写出物体经历的过程前后的机械能E1和E2，看机械能变化了没有，存在什么关系。第三种情景要求定性分析。
（三）学习小组理论探究结果展示与讨论。
情景1小组理论探究结果展示的内容：
根据动能定理，有 ①
　　下落过程中重力对物体做功，重力做功在数值上等于物体重力势能的变化量。取地面为参考平面，有WG＝mgh1-mgh2 ②
　　由以上两式可以得到 ③
情景2小组理论探究结果展示的内容：
下滑过程中重力对物体做功，重力做功在数值上等于物体重力势能的变化量。取B点重力势能为零，有 ④
根据动能定理，有 ⑤
　　　提出问题：上述结论是否具有普遍意义呢？（作为课后作业，请同学们课后进一步分析物体做平抛和竖直上抛运动时的情况。）
学生讨论：上述两个表达式③⑤说明了什么？
讨论后、学习小组代表回答。
代表甲：在表达式③中等号左边是物体在A处的机械能，等号右边是物体在B处的机械能，该表达式说明：物体在下落过程中，物体的机械能总量不变。
代表乙：对于表达式⑤，重力做的功等于动能的增量，也等于重力势能的减少量。该表达式说明：物体在下滑过程中，重力势能的减少量等于动能的增量。物体的机械能总量不变。
教师总结：用EK1和EK2表示物体的初动能和末动能，用EP1和EP2分别表示物体在初位置的重力势能和末位置的重力势能，则得到：EK1+EP1=EK2+EP2，也就是初位置的机械能等于末位置的机械能，即机械能是守恒的。
（四）学习小组讨论机械能守恒的条件：
教师引导学生思考：在推导中我们以物体做自由落体和斜面小车为例进行的，上述二种运动有什么相同和不同之处？从上述两种运动中，你能猜想一下：机械能在什么情况下守恒？
在引导学生会回答认识，不同之处是物体运动受力不同，自由落体运动是只受重力作用，而斜面小车还受支持力作用。相同点是在上述两种运动中物体只有重力做功，支持力不做功。教师再要求学生猜想并分析：机械能在什么情况下守恒？
学生在猜想过程中教师提示：重力做功只会使动能与势能相互转化，机械能总量不变。除了重力之外其它力做功又会怎样呢？学生举例分析。例如，汽车加速上坡，子弹打进木块。前者合外力的功为正机械能增加，后者摩擦力做功机械能减少。
最后教师总结：
通过上述分析，我们得到：在只有重力做功，其它外力不做功或其它外力做功的代数和为零的情况下，物体的动能和重力势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变，这个结论叫机械能守恒定律。
为了回答情景3和完善机械能守恒的条件教师演示并讨论：放开被压缩的弹簧，可以把跟它接触的小球弹出去，在这个过程中，能量是如何转化的？类比地，你能得到在这个过程中机械能守恒的条件吗？
引导学生认识在小球被弹簧弹出的过程中，弹簧的弹性势能转化为小球的动能。
类比得到：如果有弹力做功，动能和弹性势能之和保持不变，即机械能守恒。这样就得到机械能守恒的条件：物体在只有重力和弹簧的弹力作用下，势能和动能相互转化，机械能保持不变。
（五）．回顾总结 深化认识
教师引导学生回顾本节课的理论探究过程，以及探究过程中使用的物理思想和方法：即用已学的规律探究和发现新的物理规律；归纳总结这节课的知识要点；让学生提出自己在理论探究学习中存在的疑问，教师答疑，以巩固和深化知识。
八．教学流程图：
引入新课：１．演示实验．２．多媒体课件：物体在不同的力学条件下的运动．
提出问题：物体在重力，弹力作用下机械能守恒吗？
情景3。弹簧小球
情景2。光滑斜面下滑的小车
创设情景1。自由落体的物体。
学习小组选择以上情景理论探究物体在运动过程机械能的变化或转化。
各学习小组展示理论探究过程与结果。
分析总结各小组的研究结果得出机械能守恒定律。能量守恒定律(第一课时)
教学目标
1．知识与技能：
①．通过实验能验证机械能守恒定律。
②．理解机械能守恒定律。会用机械能守恒定律分析生活和生产中的有关问题。
③ 了解自然界中存在多种形式的能量。知道能量守恒定律是最基本，最普遍的自然规律之一。
2．过程与方法：
①．让学生通过已有日常生活和实践中的能量转化的经历，提出如何验证能量转化和守恒定律。接着让学生设计验证性实验，体会验证性实验的探究过程。
②．在探究过程中，渗透科学研究方法，知道影响实验的有关因素并加以控制，例如各种阻力。会纪录，分析和处理数据。
③讨论实验得出的结论以及如何减小实验误差。
④从理论上推导机械能守恒定律。学会用已掌握的规律推导新的规律，培养推理论证的能力。会由重力势能与动能的转化和守恒推论出各种能量间的转化与守恒，即会从个性特征抽象出共性特征。
3．情感、态度、价值观：
①．通过学生之间的讨论、交流与协作探究，培养团队合作精神。
②．让学生在探究过程中体验科学研究问题的乐趣，增进学习物理的情感。
③让学生感悟能的转化与守恒定律在物理学中，在自然科学中的重要地位。感悟能的转化与守恒定律为不同学科的沟通与联系提供了桥梁。
教学器材
教学设备：多媒体教室、麦克斯韦滚摆、单摆和弹簧振子，课件
教学过程设计
（一）．创设情景、引入新课
1.结合复习引入新课。
前面我们学习了动能、势能和机械能的知识。在初中学习时我们就了解到，在一定条件下，物体的动能与势能（包括重力势能和弹性势能）可以相互转化，下面我们观察演示实验中物体动能与势能转化的情况。
2.演示实验。依次演示麦克斯韦滚摆、单摆和弹簧振子，提醒学生注意观察物体运动中动能、势能的变化情况。
通过观察演示实验，学生回答物体运动中动能、势能变化情况，教师小结：
物体运动过程中，随动能增大，物体的势能减小；反之，随动能减小，物体的势能增大。
３．多媒体课件：物体在不同的力学条件下的运动．
提出问题：上述运动过程中，物体的机械能是否变化呢？这是我们本节要探究的主要内容。
（二）分组理论探究机械能守恒
教师提出以下几种情景：
1．只有重力对物体做功时物体的机械能
情景1：质量为m的物体自由下落过程中，经过高度h1的A处速度为v1，下落至高度h2的B处速度为v2，不计空气阻力，分析由h1下落到h2过程中机械能的变化（引导学生思考分析）。
情景2；从倾角为θ的光滑斜面上滑下的小车，经过A点时速度为Va，下滑位移S，到达B点速度为Vb。分析此过程机械能的变化.
2．弹簧和物体组成的系统的机械能.
情景3.以弹簧振子为例（未讲振动，不必给出弹簧振子名称，只需讲清系统特点即可），简要分析系统势能与动能的转化。
教师要求与启发：要求学习小组选择一个情景，用学过的动能定理，重力的功与重力势能变化的关系，对以上前两种情景，定量写出物体经历的过程前后的机械能E1和E2，看机械能变化了没有，存在什么关系。第三种情景要求定性分析。
（三）学习小组理论探究结果展示与讨论。
情景1小组理论探究结果展示的内容：
根据动能定理，有
①
　　下落过程中重力对物体做功，重力做功在数值上等于物体重力势能的变化量。取地面为参考平面，有
WG＝mgh1-mgh2 ②
　　由以上两式可以得到
③
情景2小组理论探究结果展示的内容：
下滑过程中重力对物体做功，重力做功在数值上等于物体重力势能的变化量。取B点重力势能为零，有
④
根据动能定理，有
⑤
　　　提出问题：上述结论是否具有普遍意义呢？（作为课后作业，请同学们课后进一步分析物体做平抛和竖直上抛运动时的情况。）
学生讨论：上述两个表达式③⑤说明了什么？
讨论后、学习小组代表回答。
代表甲：在表达式③中等号左边是物体在A处的机械能，等号右边是物体在B处的机械能，该表达式说明：物体在下落过程中，物体的机械能总量不变。
代表乙：对于表达式⑤，重力做的功等于动能的增量，也等于重力势能的减少量。该表达式说明：物体在下滑过程中，重力势能的减少量等于动能的增量。物体的机械能总量不变。
教师总结：用EK1和EK2表示物体的初动能和末动能，用EP1和EP2分别表示物体在初位置的重力势能和末位置的重力势能，则得到：EK1+EP1=EK2+EP2，也就是初位置的机械能等于末位置的机械能，即机械能是守恒的。
（四）学习小组讨论机械能守恒的条件：
教师引导学生思考：在推导中我们以物体做自由落体和斜面小车为例进行的，上述二种运动有什么相同和不同之处？从上述两种运动中，你能猜想一下：机械能在什么情况下守恒？
在引导学生会回答认识，不同之处是物体运动受力不同，自由落体运动是只受重力作用，而斜面小车还受支持力作用。相同点是在上述两种运动中物体只有重力做功，支持力不做功。教师再要求学生猜想并分析：机械能在什么情况下守恒？
学生在猜想过程中教师提示：重力做功只会使动能与势能相互转化，机械能总量不变。除了重力之外其它力做功又会怎样呢？学生举例分析。例如，汽车加速上坡，子弹打进木块。前者合外力的功为正机械能增加，后者摩擦力做功机械能减少。
最后教师总结：
通过上述分析，我们得到：在只有重力做功，其它外力不做功或其它外力做功的代数和为零的情况下，物体的动能和重力势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变，这个结论叫机械能守恒定律。
为了回答情景3和完善机械能守恒的条件教师演示并讨论：放开被压缩的弹簧，可以把跟它接触的小球弹出去，在这个过程中，能量是如何转化的？类比地，你能得到在这个过程中机械能守恒的条件吗？
引导学生认识在小球被弹簧弹出的过程中，弹簧的弹性势能转化为小球的动能。
类比得到：如果有弹力做功，动能和弹性势能之和保持不变，即机械能守恒。这样就得到机械能守恒的条件：物体在只有重力和弹簧的弹力作用下，势能和动能相互转化，机械能保持不变。
回顾总结 深化认识
教师引导学生回顾本节课的理论探究过程，以及探究过程中使用的物理思想和方法：即用已学的规律探究和发现新的物理规律；归纳总结这节课的知识要点；让学生提出自己在理论探究学习中存在的疑问，教师答疑，以巩固和深化知识。
教学情景预测 学生可能遇到的困难1。不懂得从已学过的物理规律来推导新的物理规律。教师可以这样启发：对研究对象经历的过程用重力势能与重力功德关系列一式；再用动能定理列一式……。
学生可能遇到的困难2，不懂得应用运动学来整理表达式而得出结论。教师提示：告诉学生明确目的，即探究过程“物体的机械能是否变化”，要把过程机械能的变化写出来，并用已知的，相同的，可比的量来表示。2.3 《能量守恒定律》教案A
三维目标
一、知识与技能
1.知道什么是机械能，知道物体的动能和势能可以相互转化；
2.理解机械能守恒定律的内容；
3.在具体问题中，能判定机械能是否守恒，并能列出机械能守恒的方程式；
4.理解能量守恒定律，能列举、分析生活中能量转化和守恒的例子.
二、过程与方法
1.初步学会从能量转化和守恒的观点解释现象、分析问题；
2.通过用纸带与打点计时器来验证机械能守恒定律，体验验证过程和物理学的研究方法.
三、情感态度与价值观
1.通过能量守恒的教学，使学生树立科学观点，理解和运用自然规律，并用来解决实际问题；
2.通过实验验证，体会学习的快乐，激发学习的兴趣；通过亲身实践，树立“实践是检验真理的唯一标准”的科学观.培养学生的观察和实践能力，培养学生实事求是的科学态度.
教学过程
导入新课
［实验演示］
动能与势能的相互转化
教师活动：演示实验1：如下图，用细线、小球、带有标尺的铁架台等做实验.
把一个小球用细线悬挂起来，把小球拉到一定高度的A点，然后放开，小球在摆动过程中，重力势能和动能相互转化.我们看到，小球可以摆到跟A点等高的C点，如图甲.
如果用尺子在某一点挡住细线，小球虽然不能摆到C点，但摆到另一侧时，也能达到跟A点相同的高度，如图乙.
问题：这个小实验中，小球的受力情况如何？各个力的做功情况如何？这个小实验说明了什么？
学生活动：观察演示实验，思考问题，选出代表发表见解.
小球在摆动过程中受重力和绳的拉力作用.拉力和速度方向总垂直，对小球不做功；只有重力对小球做功.
实验表明，小球在摆动过程中重力势能和动能在不断转化.在摆动过程中，小球总能回到原来的高度.可见，重力势能和动能的总和，即机械能应该保持不变.
教师活动：演示实验2：如图，水平方向的弹簧振子.
用弹簧振子演示动能和弹性势能的相互转化.
问题：这个实验中，小球的受力情况如何？各个力的做功情况如何？这个实验说明了什么？
学生活动：观察演示实验，思考问题，选出代表发表见解.
小球在往复运动过程中，竖直方向上受重力和杆的支持力作用，水平方向上受弹力作用.重力、支持力和速度方向总垂直，对小球不做功；只有弹簧的弹力对小球做功.
实验表明，小球在往复运动过程中弹性势能和动能在不断转化.小球在往复运动过程中总能回到原来的位置，可见，弹性势能和动能的总和，即机械能应该保持不变.
教师活动：总结、过渡：
通过上述分析，我们得到动能和势能之间可以相互转化，那么在动能和势能的转化过程中，动能和势能的和是否真的保持不变？下面我们就用实验来探索这个问题.
推进新课
一、机械能的转化和守恒的实验探索
在学生开始做实验之前，老师应强调如下几个问题：
1.该实验中选取被打点纸带应注意两点：一是第一点O为计时起点，O点的速度应为零.怎样判别呢？
2.是否需要测量重物的质量？
3.在架设打点计时器时应注意什么？为什么？
4.实验时，接通电源和释放纸带的顺序怎样？为什么？
5.测量下落高度时，某同学认为都必须从起始点算起，不能弄错.他的看法正确吗？为了减小测量 h值的相对误差，选取的各个计数点要离起始点适当远些好，还是近些好？
学生活动：思考老师的问题，讨论、交流，选出代表发表见解.
1.因为打点计时器每隔0.02 s打点一次，在最初的0.02 s内物体下落距离应为0.002 m，所以应从几条纸带中选择第一、二两点间距离接近2 mm的纸带进行测量；二是在纸带上所选的点就是连续相邻的点，每相邻两点时间间隔t=0.02 s.
2.因为不需要知道物体在某点动能和势能的具体数值，所以不必测量物体的质量 m，而只需验证就行了.
3.打点计时器要竖直架稳，使其两限位孔在同一竖直平面内，以尽量减少重物带着纸带下落时所受到的阻力作用.
4.必须先接通电源，让打点计时器正常工作后才能松开纸带让重物下落.
5.这个同学的看法是正确的.为了减小测量 h值的相对误差，选取的各个计数点要离起始点适当远些好.
教师活动：听取学生汇报，点评，帮助学生解决困难.
学生活动：学生进行分组实验.
数据处理：
明确本实验中要解决的问题即研究动能与重力势能的转化与守恒.　　
在右图中，质量为m的物体从O点自由下落，以地面作零势能面，下落过程中任意两点A和B的机械能分别为：
,
如果忽略空气阻力，物体下落过程中如果动能的改变量等于势能的改变量，于是有
Ea=Eb,即
上式亦可写成
该式左边表示物体由A到B过程中动能的增加，右边表示物体由A到B过程中重力势能的减少.
如果实验证明等式成立,说明物体重力势能的减少等于动能的增加.为了方便，可以直接从开始下落的O点至任意一点（上图中A点）来进行研究，这时应有：.式中h是物体从O点下落至A点的高度，vA是物体在A点的瞬时速度.
1.如何求出A点的瞬时速度vA？
根据做匀加速运动的物体在某一段时间t内的平均速度等于该时间中间时刻的瞬时速度可求出A点的瞬时速度vA.
右图是竖直纸带由下而上实际打点后的情况.从O点开始依次取点1、2、3……图中s1、s2、s3……分别为0～2点，1～3点，2～4点……各段间的距离.根据公式，t=2×0.02 s（纸带上任意两个相邻的点间所表示的时间都是0.02 s），可求出各段的平均速度.这些平均速度就等于1、2、3……各点相对应的瞬时速度v1、v2、v3……例如：
量出0～2点间距离s1，则在这段时间里的平均速度，这就是点1处的瞬时速度v1,以此类推可求出点2、3……处的瞬时速度v2、v3?……
2.如何确定重物下落的高度？
上图中h1、h2、h3……分别为纸带从O点下落的高度.
根据以上数值可以计算出任意点的重力势能和动能，从而验证动能与重力势能的转化和守恒.
二、机械能守恒定律
机械能守恒定律的推导：
教师活动：［多媒体展示下列物理情景］
在自由落体运动中机械能守恒
一个质量为m的物体自由下落，经过高度为h1的A点（初位置）时速度为v1，下落到高度为h2的B点（末位置）时速度为v2.
学生活动：思考并证明
如右图所示，设一个质量为m的物体自由下落，经过高度为h1的A点（初位置）时速度为v1，下落到高度为h2的B点（末位置）时速度为v2.在自由落体运动中，物体只受重力G=mg的作用，重力做正功.设重力所做的功为WG，则由动能定理可得
①
上式表示，重力所做的功等于动能的增量.
另一方面，由重力做功与重力势能的关系知道，
WG＝mgh1-mgh2②
上式表示，重力所做的功等于重力势能的减少.
由①式和②式可得
.③
小结：在自由落体运动中，重力做了多少功，就有多少重力势能转化为等量的动能，移项后可得
或者Ek1+Ep1=Ek2+Ep2④
上式表示，在自由落体运动中，动能和重力势能之和即总的机械能保持不变.
【教师精讲】
上述结论不仅对自由落体运动是正确的，可以证明，在只有重力做功的情形下，不论物体做直线运动还是曲线运动，上述结论都是正确的.
所谓只有重力做功，是指：物体只受重力，不受其他的力，如自由落体运动和其他方向运动；或者除重力外还受其他的力，但其他力不做功，如物体沿光滑斜面的运动.
在只有重力做功的情形下，物体的动能和重力势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变.
这个结论叫做机械能守恒定律，它是力学中的一条重要定律，是更普遍的能量守恒定律的一种特殊情况.
不仅重力势能和动能可以相互转化，弹性势能和动能也可以相互转化.放开被压缩的弹簧，可以把跟它接触的小球弹出去，这时弹簧的弹力做功，弹簧的弹性势能转化为小球的动能.在弹性势能和动能的相互转化中，如果只有弹力做功，动能和弹性势能之和保持不变，即机械能守恒.
【方法引导】
解决某些力学问题，从能量的观点来分析，应用机械能守恒定律求解，往往比较方便.应用机械能守恒定律解决力学问题，要分析物体的受力情况.在动能和重力势能的相互转化中，如果只有重力做功，就可以应用机械能守恒定律求解.
【例题剖析】
（一）机械能守恒条件的判断
［例1］下列关于机械能是否守恒的叙述正确的是（　　）
A.做匀速直线运动的物体机械能一定守恒
B.做匀变速直线运动的物体的机械能可能守恒
C.合外力对物体做功为零时，机械能一定守恒
D.只有重力对物体做功，物体机械能一定守恒
解析：
A.做匀速直线运动的物体，除了重力做功外，可能还有其他力做功，如降落伞在空中匀速下降时，除了重力做功外，空气阻力也对降落伞做功，所以机械能不守恒，不选.
B.做匀变速直线运动的物体可能只受重力且只有重力做功，如自由落体运动，物体机械能守恒，应选.
C.如降落伞在空中匀速下降时合外力为零，合外力对物体做功为零，除重力做功外，空气阻力也做功，所以机械能不守恒，不选.
D.符合机械能守恒的条件，应选.
可见，对物体进行受力分析，确定各力做功情况是判定机械能是否守恒的一般程序.
［例2］如图所示，斜面体置于光滑水平地面上，其光滑斜面上有一物体由静止沿斜面下滑，在物体下滑过程中，下列说法正确的是（　　）
A.物体的重力势能减少，动能增大
B.物体的重力势能完全转化为物体的动能
C.物体的机械能减少
D.物体和斜面体组成的系统机械能守恒
解析：由于斜面体放在光滑斜面上，当物体沿斜面下滑时，物体实际位移方向和物体所受支持力的方向不垂直，所以支持力对物体做了功（负功），物体的机械能不守恒，物体的机械能减少了，物体对斜面体的压力对斜面体做了功（正功），斜面体的机械能增加了，斜面体的机械能也不守恒.
对物体和斜面体组成的系统，斜面体和物体之间的弹力是内力，对系统做功的代数和为零，即不消耗机械能.在物体和斜面体的运动过程中只有重力做功，所以系统的机械能守恒.
物体在下滑过程中重力势能减少，一部分转化为物体的动能，另一部分则转化为斜面体的动能.
所以本题选ACD.
（二）机械能守恒定律的应用
［例3］ 一个物体从光滑斜面顶端由静止开始滑下（如图），斜面高1 m，长2 m.不计空气阻力，物体滑到斜面底端的速度是多大？
物体沿光滑斜面下滑时机械能守恒
分析：斜面是光滑的，不计摩擦，又不计空气阻力，物体所受的力有重力和斜面的支持力，支持力与物体的运动方向垂直，不做功.物体在下滑过程中只有重力做功，所以可用机械能守恒定律求解.
解析：题中没有给出物体的质量，可设物体的质量为m.物体在开始下滑到达斜面底端时的速度为v,则有Ep2=0, ,末状态的机械能.此时，Ep1=mgh，Ek1=0，初状态的机械能Ek1＋Ep1=mgh.
根据机械能守恒定律有
Ek2+Ep2=Ek1+Ep1
，
所以.
【方法引导】
这个问题也可以应用牛顿第二定律和运动学公式求解，但是应用机械能守恒定律求解，在思路和步骤上比较简单.在这个例题中，如果把斜面换成光滑的曲面（如图），同样可以应用机械能守恒定律求解，要直接用牛顿第二定律求解，由于物体在斜面上所受的力是变力，处理起来就困难得多.
物体沿光滑曲面下滑时机械能守恒
［例4］把一个小球用细绳悬挂起来，就成为一个摆.摆长为L，最大偏角为θ.小球运动到最低位置时的速度是多大？
分析：小球受两个力：重力和悬线的拉力.悬线的拉力始终垂直于小球的运动方向，不做功.小球在摆动过程中，只有重力做功，所以可用机械能守恒定律求解.
解析：选择小球在最低位置时所在的水平面为参考平面.小球在最高点时为初状态，初状态的动能Ek1＝0，重力势能Ep1=mg（L-Lcosθ），机械能Ek1＋Ep1=mg（L-Lcosθ）.小球在最低点时为末状态，末状态的动能,重力势能Ep2=0,末状态的机械能为.
根据机械能守恒定律有
Ek2+Ep2=Ek1+Ep1
所以.
【教师精讲】
由这两个例题可以看出，应用机械能守恒定律解题，可以只考虑运动的初状态和末状态，不必考虑两个状态之间的过程的细节.这可以避免直接用牛顿第二定律解题的困难，简化解题的步骤.
守恒定律不仅给处理问题带来方便，而且有更深刻的意义.自然界千变万化，但有些物理量在一定条件下是守恒的，可以用这些“守恒量”表示自然界的变化规律，这就是守恒定律.寻求“守恒量”已经成为物理学研究中的重要方面.我们学习物理，要学会运用守恒定律处理问题.
三、能量转化和守恒定律
教师活动：提出问题：我们已学习了多种形式的能，请同学们说出你所知道的能量形式.我们还知道不同能量之间是可以相互转化的，请你举几个能量转化的例子.
学生活动：思考并回答问题，列举实例.
教师活动：
演示实验1：在一个玻璃容器内放入沙子，拿一个小铁球分别从某一高度释放，使其落到沙子中.
思考：小球运动过程中机械能是否守恒？请说出小球运动过程中能量的转化情况.
演示实验2：在盛有水的玻璃容器中放一小木块，让小木块在水中上下浮动，过一段时间，小木块停止运动.
思考：小木块运动过程中机械能是否守恒？请说出小木块运动过程中能量的转化情况.
学生活动：观察实验并积极思考讨论后，选出代表发表见解.
教师活动：
听取学生汇报，总结点评，回答学生可能提出的问题.
通过学生举例和演示实验，说明各种形式的能量可以相互转化，增强学生的感性认识，并激发学生的学习兴趣，唤起学生强烈的求知欲.
以上实验表明，各种形式的能量可以相互转化，一种能量减少，必有其他能量增加，一个物体的能量减少，必定其他物体的能量增加，能量的总和并没有变化.这就是大自然的一条普遍规律，而机械能守恒定律只是这一条规律的一种特殊情况.
学生活动：列举生活中不同能量之间相互转化的例子.
教师活动：引导学生阅读教材，说出能量守恒定律的内容，并引导学生说明能量守恒定律的建立有何重大意义.历史上曾有人设想制造一种不需要消耗任何能源就可以不断做功的机器，即永动机，这样的机器能不能制成？为什么？
学生活动：认真阅读教材，思考并回答问题.
课堂小结
本节课我们学习了机械能守恒定律，重点是机械能守恒定律的内容和表达式，难点是判断物体的机械能是否守恒，所以应透彻理解机械能守恒定律成立的条件，从而正确应用机械能守恒定律解题.
布置作业第二章 能的转化与守恒
第三节 能量守恒定律
一、教学目标：
1．知识与技能：
①．通过实验能验证机械能守恒定律。
②．理解机械能守恒定律。会用机械能守恒定律分析生活和生产中的有关问题。
③ 了解自然界中存在多种形式的能量。知道能量守恒定律是最基本，最普遍的自然规律之一。
2．过程与方法：
①．让学生通过已有日常生活和实践中的能量转化的经历，提出如何验证能量转化和守恒定律。接着让学生设计验证性实验，体会验证性实验的探究过程。
②．在探究过程中，渗透科学研究方法，知道影响实验的有关因素并加以控制，例如各种阻力。会纪录，分析和处理数据。
③讨论实验得出的结论以及如何减小实验误差。
④从理论上推导机械能守恒定律。学会用已掌握的规律推导新的规律，培养推理论证的能力。会由重力势能与动能的转化和守恒推论出各种能量间的转化与守恒，即会从个性特征抽象出共性特征。
3．情感、态度、价值观：
①．通过学生之间的讨论、交流与协作探究，培养团队合作精神。
②．让学生在探究过程中体验科学研究问题的乐趣，增进学习物理的情感。
③让学生感悟能的转化与守恒定律在物理学中，在自然科学中的重要地位。感悟能的转化与守恒定律为不同学科的沟通与联系提供了桥梁。
二、教学重点
1.使学生掌握物体系统机械能守恒的条件
2．能够正确分析物体系统所具有的机械能
3．能够应用机械能守恒定律解决有关问题。
三、教学难点
正确选用机械能守恒定律解决问题
四、教学方法
自主学习与合作探究
五、案例设计
（一）导入新课
1.结合复习引入新课。
前面我们学习了动能、势能和机械能的知识。在初中学习时我们就了解到，在一定条件下，物体的动能与势能（包括重力势能和弹性势能）可以相互转化，下面我们观察演示实验中物体动能与势能转化的情况。
2.演示实验。依次演示麦克斯韦滚摆、单摆和弹簧振子，提醒学生注意观察物体运动中动能、势能的变化情况。
通过观察演示实验，学生回答物体运动中动能、势能变化情况，教师小结：
物体运动过程中，随动能增大，物体的势能减小；反之，随动能减小，物体的势能增大。
３．多媒体课件：物体在不同的力学条件下的运动．
提出问题：上述运动过程中，物体的机械能是否变化呢？这是我们本节要探究的主要内容。
（二）新课教学
分组理论探究机械能守恒
教师提出以下几种情景：
1．只有重力对物体做功时物体的机械能
情景1：质量为m的物体自由下落过程中，经过高度h1的A处速度为v1，下落至高度h2的B处速度为v2，不计空气阻力，分析由h1下落到h2过程中机械能的变化（引导学生思考分析）。
情景2；从倾角为θ的光滑斜面上滑下的小车，经过A点时速度为Va，下滑位移S，到达B点速度为Vb。分析此过程机械能的变化.
2．弹簧和物体组成的系统的机械能.
情景3.以弹簧振子为例（未讲振动，不必给出弹簧振子名称，只需讲清系统特点即可），简要分析系统势能与动能的转化。
教师要求与启发：要求学习小组选择一个情景，用学过的动能定理，重力的功与重力势能变化的关系，对以上前两种情景，定量写出物体经历的过程前后的机械能E1和E2，看机械能变化了没有，存在什么关系。第三种情景要求定性分析。
学习小组理论探究结果展示与讨论。
情景1小组理论探究结果展示的内容：
根据动能定理，有
①
　　下落过程中重力对物体做功，重力做功在数值上等于物体重力 势能的变化量。取地面为参考平面，有
WG＝mgh1-mgh2 ②
　　由以上两式可以得到
③
情景2小组理论探究结果展示的内容：
下滑过程中重力对物体做功，重力做功在数值上等于物体重力势能的变化量。取B点重力势能为零，有
④
根据动能定理，有
⑤
　　　提出问题：上述结论是否具有普遍意义呢？（作为课后作业，请同学们课后进一步分析物体做平抛和竖直上抛运动时的情况。）
学生讨论：上述两个表达式③⑤说明了什么？
讨论后、学习小组代表回答。
代表甲：在表达式③中等号左边是物体在A处的机械能，等号右边是物体在B处的机械能，该表达式说明：物体在下落过程中，物体的机械能总量不变。
代表乙：对于表达式⑤，重力做的功等于动能的增量，也等于重力势能的减少量。该表达式说明：物体在下滑过程中，重力势能的减少量等于动能的增量。物体的机械能总量不变。
教师总结：用EK1和EK2表示物体的初动能和末动能，用EP1和EP2分别表示物体在初位置的重力势能和末位置的重力势能，则得到：EK1+EP1=EK2+EP2，也就是初位置的机械能等于末位置的机械能，即机械能是守恒的。
学习小组讨论机械能守恒的条件：
教师引导学生思考：在推导中我们以物体做自由落体和斜面小车为例进行的，上述二种运动有什么相同和不同之处？从上述两种运动中，你能猜想一下：机械能在什么情况下守恒？
在引导学生会回答认识，不同之处是物体运动受力不同，自由落体运动是只受重力作用，而斜面小车还受支持力作用。相同点是在上述两种运动中物体只有重力做功，支持力不做功。教师再要求学生猜想并分析：机械能在什么情况下守恒？
学生在猜想过程中教师提示：重力做功只会使动能与势能相互转化，机械能总量不变。除了重力之外其它力做功又会怎样呢？学生举例分析。例如，汽车加速上坡，子弹打进木块。前者合外力的功为正机械能增加，后者摩擦力做功机械能减少。
最后教师总结：
通过上述分析，我们得到：在只有重力做功，其它外力不做功或其它外力做功的代数和为零的情况下，物体的动能和重力势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变，这个结论叫机械能守恒定律。
为了回答情景3和完善机械能守恒的条件教师演示并讨论：放开被压缩的弹簧，可以把跟它接触的小球弹出去，在这个过程中，能量是如何转化的？类比地，你能得到在这个过程中机械能守恒的条件吗？
引导学生认识在小球被弹簧弹出的过程中，弹簧的弹性势能转化为小球的动能。
类比得到：如果有弹力做功，动能和弹性势能之和保持不变，即机械能守恒。这样就得到机械能守恒的条件：物体在只有重力和弹簧的弹力作用下，势能和动能相互转化，机械能保持不变。
学生讨论得出能量转化和守恒定律
教师指导学生阅读教材，得到能量转化和守恒定律
联系实际生活中的例子，熟悉并应用能量转化和守恒定律
（三）、课堂小结
1.机械能的转化和守恒的实验探索
　　2.机械能守恒定律：
（1）推导
（2）内容
（3）条件
3.能量转化和守恒定律
（四）、布置作业：完成课后作业第二章 能的转化与守恒
第一节 动能的改变
一、教学目标：
（一）知识与技能
1．理解什么是动能，知道动能的定义式，会用动能的定义式进行计算。
2．理解动能定理及其推导过程。
3．知道动能定理的适用范围，会用动能定理进行计算。
4．巩固用打点计时器打下的纸带计算物体的即时速度，利用图象探究物理量间的关系。
（二）过程与方法
1．通过用纸带与打点计时器来探究功与速度的关系，体验知识的探究过程和物理学的研究方法。
2．运用演绎推导方式推导动能定理的表达式。
3．理论联系实际，培养学生分析问题的能力。
（三）情感态度与价值观
通过实验探究，体会学习的快乐，激发学习的兴趣；通过亲身实践，树立“实践是检验真理的唯一标准”的科学观；通过动能定理的演绎推导，培养学生对科学研究的兴趣。
二、教学重点
1．动能定理利用实验和理论两种方法得出的过程；
2．动能定理的理解和简单应用。
三、教学难点
实验的设计与实施，以及有关物理过程的分析方法。
四、教学方法
实验法、分析法
五、案例设计
（一）导入新课
通过课件展示：运动的物体可以做功，提出问题：什么是物体的动能？
学生通过观察、思考并回忆初中所学，回答：物体由于运动具有的能叫动能。
（二）新课教学
１、动能的决定因素
问题1：物体的动能大小跟哪些因素有关呢？
演示实验《影响小球动能大小的因素有哪些》，请学生通过观察分析。
学生观察思考分析：质量大、速度快的物体对其他物体做的功就多，所具有的能量就大。
结合学生讨论指出：从功能关系定性分析得到：动能的大小跟物体的质量、运动速度有关。物体的质量越大，运动速度越大，动能就越大。在物理学中，就用这个量来表示物体的动能。同时指出动能是标量，它的单位同功一样，在国际单位制中都是焦耳。动能是状态量。
２、恒力做功与动能改变的关系
　　问题2：若外力对物体做功，该物体的动能总会增加吗？如果物体对外做功，该物体的动能总会减少吗？做功与动能的改变之间究竟有什么关系呢？
学生通过讨论，还不能马上得出做功与动能的改变之间的关系。
方法引导：我们可以先从简单的情况入手，通过实验来探究恒力做功与动能改变的关系。
指导学生阅读教材P23“实验与探究”部分。
问题3：这个实验需测量哪些物理量？应用什么方法、什么仪器来测量？
学生带着问题阅读课文，通过思考讨论交流，并回答问题。
教师引导学生回答：需要测量速度、恒力的功（砝码重力和下落的距离）；测速度可用打点计时器。
问题4：小车运动过程中受几个力？为使细线的拉力充当合力，其他力应怎样处理？
学生思考并回答：重力、支持力、摩擦力、细线的拉力。
教师归纳总结：重力、支持力、摩擦力、细线的拉力；为使细线的拉力充当合力，必须将其他力平衡掉。
问题5：如何平衡摩擦力，平衡到什么程度，如何验证？
学生思考回顾力的平衡问题，讨论平衡方法。
教师引导学生思考平衡摩擦力的方法：让木板有一个微小的倾角，使重力沿斜面向下的分力等于小车及纸带受到的摩擦阻力；轻推小车使之匀速运动。
问题6：实验中，是什么力对小车做功？小车做什么性质的运动？初速度、末速度如何求？
教师引导学生回答：细线的拉力做功；小车做匀加速直线运动；初速度和末速度可通过处理纸带求得。
问题7：如何处理实验数据，得到合力的功与速度变化的关系？
教师引导学生回答：用图像法处理实验数据，通过图像可以直观的看出物理量之间的关系。即建立直角坐标系，用纵坐标表示力对物体做的功W，用横坐标表示物体的速度的平方v，描点、连线，得出结论。
教师指导学生实验探究。
学生实验完毕后，指导学生进行数据记录和处理，并得出结论。
进行实验，采集数据：分工合作，共同完成。
分析数据，得出结论：在误差范围内，恒力做功与动能的改变相等。
3、动能定理
问题8：通过实验探究，我们已经知道恒力做功与动能改变的关系，那么能不能从理论上来进行推导得出其关系呢？
通过投影展示问题情景：设一个物体的质量为m，初速度为v，在与运动方向相同的合外力F的作用下发生一段位移，速度增加到v。
学生根据课本提供的问题情景，运用牛顿第二定律和运动学公式独立推导出外力做工与物体动能变化的关系。
学生得出动能定理的内容及表达式后，教师做出必要的补充,归纳：动能定理：外力对物体所做的总功等于物体动能的增加。公式：W=E－E
让学生正确理解式子中各物理量的含义。
问题9：（1）如果物体受到几个力的作用，动能定理中的W表示什么意义？（2）动能定理，我们是从物体受恒力作用且做直线运动的情况下推出的。动能定理是否可以应用于变力做功或物体做曲线运动的情况呢？
归纳指出：（1）总功W指的是各外力做功的代数和：W=W+W+…
(2)动能定理的适用范围：动能定理既适合于恒力做功，也适合于变力做功，既适用直线运动，也适用于曲线运动。
教师通过多媒体展示课本例题，让部分学生用牛顿第二定律求解，并组织交流用动能定理和用牛顿第二定律解题的体会，讨论哪些问题用动能定理解更方便。
学生解答，并相互讨论。
教师帮助学生学生总结用动能定理解题的要点、步骤，体会应用动能定理解题的优越性。
（三）、课堂小结
1．理解动能的概念：
（1）知道什么是动能。
（2）国际单位（2）知道在国际单位制中动能的单位是焦耳(J)；动能是标量，是状态量。
（3）正确理解和运用动能公式分析、解答有关问题。
2．学习动能定理：
（1） 动能定理利用实验和理论两种方法得出的过程；
（2）动能定理的理解和简单应用。
3．通过动能定理，明确功和动能两个概念的区别与联系，加深对两个概念的理解。
（四）、布置作业：完成课后作业2.4 《能源与可持续发展》教案A
(一)教学目标
1．知识与技能
(1)了解能源与人类生存和社会发展的关系．
(2)知道什么是能源及其分类．
(3)知道可持续发展的重大意义．
2．过程与方法
(1)列举常见的能源，试着将它们分类，并说出自己分类的标准，能尝试经过思考发表自己的见解．
(2)提高信息收集和处理的能力，通过历史上的典型事件说明能源对人类生存的意义．
(3)由学生对周围环境的切身体验，说出能源的利用和开发对环境所造成的危害．思考怎样合理利用和开发能源，怎样解决日益增加的能源危机．尝试应用物理知识解决实际问题的能力．
(4)能源是有限的，但能源又是无限的．如何节约能源，如何开发利用可再生能源，又如何发现新能源，都是值得人们深思的问题．引导学生就此讨论，发表自己的见解．
(5)未来的能源应该是安全、环保、高效的能源．对能源标准的讨论，将有助于学生树立有关能源的正确观点．
3．情感、态度与价值观
(1)由亲身经历，体会能源对人类的重要性．
(2)树立“可持续发展”的意识，培养利用和开发能源的正确态度．在力所能及的范围内，为社会的可持续发展做出贡献．
(3)以实际行动节约能源，养成利用能源的良好习惯．
(4)关心世界范围内能源发展的现状，积极思考未来的能源发展趋势．
(二)教学步骤
能源的利用能力和能源工业的水平，反映了一个国家的综合实力．近几年来，有关能源的话题在人们的生活中不断出现：石油价格的飞涨，世界各国对石油输出国的依赖，OPEC在国际舞台上举足轻重的地位，各个国家投巨资研究开发新能源，世界范围内的大气、水土等环境污染……所有这些，无不提醒人们要重视能源问题．
教师可让学生举出大量的具体例子来说明能源的重要性：例如以目前各国使用的主要能源——石油为例，在过去的2003年度，中国的石油日消耗量达546万桶，日本则为每日543万桶．中国不断增长的经济对石油的需求激增，使中国已经成为仅次于美国的世界第二大石油消费国。目前美国的石油日消耗量超过2000万桶，遥遥领先于其他国家，相当于中国的3～4倍，仍然是全球最大的石油消耗国．
1．能源及其分类
学生通过初中物理或科学课程的学习，虽然对能源的概念及其分类已不陌生，但往往把能量和能源的概念相混淆，对能源如何分类也非常模糊．因此，本节的教学应该使学生对能源及其分类有一个较为明确的认识，这是思考能源问题的基础．教材对什么是能源给出了一个较为明确的定义：能源指的是在一定条件下能够提供可利用能量的物质资源 这里可利用能量包括机械能、热能、电能、化学能、原子能等．对所研究的大量问题进行分类是科学研究常用的方法，能否对要认识的事物进行科学分类，从一个侧面反映了一个人的科学素养。如平常所说“工业用品、农业用品、日常用品”是根据用途分类，“金属、非金属和半导体”是根据导电的难易程度分类，“生物和非生物” 是根据是否具有生命分类等．由此可见，对问题分类时必须明确分类的依据，对能源的分类也是如此．本节将能源按照两种不同的方式分类：生产方式和能否被再利用．教师也可以让学生试着按其他的方式来分，如：根据它们的初始来源，概括为四大类：第一类是与太阳有关的能源．如煤炭、石油、天然气、油页岩等化石燃料．水能、风能、波浪能、海流能等也都是由太阳能转换来的．第二类是与地球内部的热能有关的能源．从地下喷出地面的温泉和火山爆发喷出的岩浆就是地热的表现．第三类是与原子核反应有关的能源．第四类是与地球一月球一太阳相互联系有关的能源．如海水涨落而形成潮汐能．按照能源的地位来分，可分为常规能源和新能源等．
[讨论与交流]
(1)汽油机、柴油机是利用石油，发电机是利用石油、煤、核能、风能、水能、太阳能、海洋能等，电灯是利用电能，电话也是利用电能等．(2)植物要靠太阳能进行光合作用才生长，食草动物要靠植物生存，而食肉动物要以食草动物或其他的食肉动物才能生存，经过这样的过程太阳能就转化成了化石能源的能量．
2．能源危机与环境污染
教材通过一些事实从两个方面说明了能源的消耗和利用所带来的社会问题：能源危机与环境污染．能源危机是世界性问题，在我国，这一问题更为突出．教学中，可列举大量的事实是学生认识到节约能源的重要性．学生对诸如酸雨、温室效应、城市热岛效应不会陌生，但这些现象是怎样产生的呢 课文对此进行了简要的介绍，教师可要求学生查找有关资料，写一篇如《谁污染了我们的环境 》等类的文章，弄清环境污染的主要来源，最好经过调查提出解决的办法或建议．
由于环境污染越来越严重，所以人们提出了“可持续发展”的观点．查找资料，判断一下目前人类的哪些行为与“可持续发展”相吻合，哪些做法与“可持续发展”背道而驰．也可以在课堂上采取“讨论与交流”的方式进行．
[讨论与交流]
(1)方便之处有夜晚照明的电灯，外出时乘坐的飞机、汽车、轮船等，电脑。电话等，洗澡时用的热水等……、
烦恼之处有飞机、汽车等产生的噪音，由于大气污染所造成的灰蒙蒙的天空，能源工业所造成的水污染导致饮用水和农业灌溉水质量的降低等．
(2)可联系当地近年来的生活环境的变化，展开对这一问题的讨论，增强学生环境保护的意识．
3．未来的能源
化石能源的不断枯竭，环境污染的不断加重，迫使人们寻找和开发新能源．而储量丰富、低污染、安全稳定的能源成为人们追求的目标．课文主要介绍了核能、风能、地热能、太阳能、生物质能、水能、海洋能、氢能等，这些能源基本代表了未来能源的开发方向．通过本节的学习，学生应能认识到，只要人类合理利用和开发能源，那么，地球上的能源将是取之不尽的．
（三）小结
（四）作业：课本练习能源与可持续发展
【教学目标】
1.知识与技能
（１）了解什么是常规能源，什么是新型能源
（２）知道能量转化的效率
（３）知道能量转化和转移的方向性以及第二类永动机不可能实现
（４）通过能量转化和转移的方向性，认识提高效率的重要性
（５）了解能源与人类生存和社会发展的关系，使学生认识能源的合理利用与环境保护对可持续发展的重要意义
2.过程与方法
（１）通过指导学生分析事例，培养学生分析问题和理论联系实际的能力
（２）通过指导学生阅读教材，培养学生的自学能力
3.情感、态度与价值观
（１）了解大量的能源消耗带来的全球性环境问题
（２）提高学生的节能、环保意识
【重点难点】
重点： （１）能量转化的效率及方向性 （２）可持续发展的重要性
难点：自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性
【教学资源】 实物投影、幻灯片，多媒体教学设备，影片
【设计思想】
本节课结合我校学生的特点对教材的内容进行了深入的挖掘和思考，备教材，备学生，备教法，始终把学生放在教学的主体地位，让学生参与，让学生设计，营造一个“安全”的教学环境，广开言路，让学生的思维与教师的引导共振。总体教学布局如下表：
【教学过程】
教师活动 学生活动 点评
（一）新课引入　　前面我们学习了能量转化与守恒定律，我们知道能量不会“无中生有”地产生，那么汽车行驶所需要的能量是从何而来？有多少有用？又流向何方呢？ 答：来自汽缸内汽油燃烧所释放的能量 自然地提出问题并可复习能的转化和转移
（二）深入研究一．研究能量的转化效率１．轿车的能量流向 应到学生读汽车流向图（幻灯片）通过计算回答问题［问题１］：轿车行驶时，做有用功的能量占燃料能量的比例是多少？［问题２］：排气管和散热片中散失的能量占多大比例？总结：研究机器的实际能量利用率，具有重要的经济和社会意义２．能量的转化效率（为了衡量机器能将多少输入能量转化为有用的能量，提出了“能量转化效率”），它是转化为有用功的能量跟输入能量的比值有用的能量能量的转化效率＝——————输入的能量二．能量转化和转移的方向性１．实验演示，观察现象（１）逐渐降低的秋千（２）手融化冰块提出问题（１）秋千慢慢降低说明什么？（２）冰能自动融化吗？这说明什么？（３）秋千降低后能自动恢复原状吗？（４）要实现以上现象应该如何办？总结：与热现象有关的能量转化过程是具有方向性的，或者说，能量转化和转移的不可逆性２．案例分析：第二类永动机的不可能性三．能源的开发与可持续发展指导学生阅读课本使学生了解常规能源、新型能源。同时使学生明确社会的发展对能源的需求，以及能源的消耗所带来的一系列问题（课前布置）我国能源分布情况，能源现状能源的开发和利用所带来的问题是什么？能源使用应注意什么？加强环保教育，让天更蓝、水更清、地更绿 学生计算分析可知，燃料的能量在转化和转移的过程中，处处被分流克扣，真正用于做有用功的能量竟然不到输入能量的13％　讨论回答课本问题：１．图４—20所示，轿车的能量转化效率２．打桩机的案例分析计算３．通过课后查资料和观察，分析讨论人对食物的能量转化效率４．提高机器设备的能量转化效率有什么经济和社会意义学生观察讨论回答问题（１）热能够自动地从高温的手向冰块传输（２）热不能从低温物体自发地向高温物体传输（３）要实现能量转化沿反方向进行，则必须做功阅读课本，举例说明自然界能量转化过程的方向性如；冰箱制冷、瀑布中水的机械能转化、喷出的香槟酒、松弛后的发条等学生交流：自然现象的变化也具有类似的不可逆性，例如沙漠化的土地不会自发地再变为绿洲。因此人类不仅要珍惜能源和资源，还要自觉地保护自然学生回答： 能源种类：煤、石油、天然气、水能、核能、风能我国能源特点：总量丰富、人物贫乏；分布不均，耗能量大；污染严重、效率低下检查调查结果：（学生课调查情况）石油 可开采的只有135亿吨，已探明60亿吨，已开采36亿吨，资源余地不大天燃气 可开采9万亿方，已探明2亿方，但分布在边远地区，开发不大，只开采5000亿方煤 可开采1153亿吨，开采情况不乐观水电资源开发不足（总量居世界第一）　　核电发展缓慢
　　太阳能、风能、海洋能、地热能和生物质能、氢能等新能源开发利用分数，规模小　　电荒、油荒、煤荒等等学生讨论举例环境污染　　温室效应　（影片片断《后天》）酸雨　　氮氧化物破坏臭氧层　　铅化合物污染厄尔尼诺学生活动如何解决环境污染问题（以分组的形式，各组分别发言）
　总结：1、节约利用能源 水，电（要求学生从我做起）
　2、发展技术，提高能源的转化效率和防止各种废弃物的污染
　3、开发利用新能源能源的可持续发展：学生讨论改变能源结构，提高能源利用效率，开发和推广清洁能源，减少环境污染。开发使用新能源，减少对矿产能源的使用。注重对各种节能新技术的开发和利用。 培养学生分析问题、解决问题的能力提高学生学习兴趣，引导学生主动学习、主动参与拓宽思路和视野，形成学以致用的观念使学生认识我过的能源现状,对我国能源的浪费和来源有焦虑感。学生认识到不合理开发和利用对人类生存环境造成的危害使学生认识到能源开发和的合理利用与环境保护对可持续发展的重要意义，培养科学的发展观
（三）思考题（１）阅读课文的信息窗思考讨论（２）课后的讨论与交流 讨论后，学生交流发言 引导学生参与对实际问题分析，以培养学生的社会意识和社会责任感
（四）布置作业　　课本“作业”
【教学媒体的运用】
能源与可持续发展
能源转化和转移的方向性
解决能源问题的途径
提高能源利用率和节约能源
开发新能源
能量转化与效率
机械效率、热机的效率
能源对社会的作用
能源利用与社会发展
能源问题
推动社会发展
不可再生能源有限
能源与环境
核能 太阳能
其它新能源第二章 能的转化与守恒
第二节 势能的改变教案
一、教学目标：
（一）知识与技能
1.理解重力势能的概念，会用重力势能的定义进行计算．
　　2.理解重力势能的变化和重力做功的关系，知道重力做功与路径无关．
　　3.知道重力势能的相对性．
　　4.了解弹性势能．
（二）过程与方法
1.根据功和能的关系，推导出重力势能的表达式．
　　2.学会从功和能的关系上解释和分析物理形象．
（三）情感态度与价值观
通过小组合作学习让每个同学体会到责任和义务以及尊重，学会同学间相互取长补短，感受合作学习的快乐，通过对新知识的研究，体会物理规律与生活的联系，激发探索未知世界的乐趣。渗透从对生活中有关物理现象的观察，得到物理结论的方法，激发和培养学生探索自然规律的兴趣．
二、教学重点
重力势能的概念及重力做功跟物体重力势能改变的关系。
三、教学难点
重力势能的系统性和相对性。
四、教学方法
实验法、分析法
五、案例设计
（一）导入新课
教师提出问题：运动的物体具有能量，被举高的物体有没有能量？
多媒体投影水电站图片，提出问题：大家都知道水力发电站是用水来发电的，为什么要修那么高的大坝？水是利用了什么能来发电的？
多媒体投影打桩机的图片，提出问题：打桩机中被举高的重锤是否具有能量呢？如果有，那么它的能量是从哪里来的？
学生观看幻灯片听老师讲述并进行思考
为了能理解以上问题这节课我们就来学习新的内容——势能的改变
（二）新课教学
１、重力势能
教师引导请同学们分析、讨论以上提出的问题进而引导学生归纳出重力势能的定义。
定义：物体处于一定的高度而具有的能叫做重力势能
教师提出问题：物体重力势能的大小可能与哪些因素有关？请同学们猜想
演示实验【提供实验器材：铁球(大小、质量均不同的两个)、透明玻璃容器、沙子】
在一个透明的玻璃容器内装上沙子。
实验一：将不同的两铁球从同一高度释放，观察铁球落在沙子中的深度。
实验二：用一个铁球从不同高度释放，观察铁球落在沙子中的深度。
学生回答观察的现象：铁球的释放高度越大，铁球落在沙子中的深度越大。质量大的铁球落在沙子中的深度越大。
学生观察实验，回答现象：铁球的释放高度越大，铁球落在沙子中的深度越大。质量大的铁球落在沙子中的深度越大。
教师归纳上述演示，我们可以定性得到：重力势能跟物体的质量和高度都有关系，且物体的质量越大，高度越高，重力势能就越大。
教师提出问题：那么，怎样来定量表示重力势能呢？
实验演示及解答问题： 投影片出示问题：让质量为ｍ的小球从高度为h1的A点下落到高度为ｈ2的B点，重力所做的功为多少
学生思考分析回答问题
学生求解得到：
重力所做的功为：WG＝ｍｇΔｈ＝ｍｇ（ｈ１－ｈ２）
教师安排学生研究上式的物理意义：重力所做的功等于ｍｇｈ这个量的变化，所以在物理学中就用ｍｇｈ这个式子来表示物体的重力势能.
板书：重力势能公式：EＰ＝mgh
　 EＰ 物体的重力势能 焦（J）
　　 ｍ→物体的质量 千克（kg）
　　 ｇ→重力加速度→(米每二次方秒)s2/ｍ
　　 ｈ→物体的高度→米（ｍ）
学生动手推导重力势能单位
∵１kg·ｍ/s2·ｍ＝１Ｎ·ｍ＝１J
∴重力势能的单位是焦耳。
教师多媒体投影问题：一个质量为10kg的物体,把它放置在一张高1m的桌面上,则此物体的重力势能是多少呢？（取g=10ｍ/s2）
根据学生回答让学生讨论：为什么同一个问题会得到不同的答案？
提出重力势能的相对性：重力势能EＰ＝mgh 中h是相对于某个水平面来说的,这个水平面上h=0,重力势能也为零,这个水平面叫做零势能参考平面。通常也叫零势面。参考水平面的选取是任意的，选择哪个水平面作为参考平面,可视研究问题的方便而定。通常选择地面作为参考平面。
选择不同的零势面，重力势能是不同的。h是所处位置的平面到参考水平面的距离。
物体位于参考平面上方,h>0,重力势能是正值,
物体位于参考平面下方,h<0,重力势能是负值,表示物体在该位置具有的重力势能比它在参考水平面上面具有的重力势能少。
教师：前面我们学过了功是能量变化的量度，重力势能的变化也可用做功表示出来。我们知道力对物体做了多少功，物体的能量就将变化多少，那么同学们猜想重力所做的功与物体重力势能的变化之间有什么关系
２、重力做功与重力势能的改变
　　教师：我们用 来表示物体在初位置的重力势能，用 来表示物体在末位置的重力势能，则
学生讨论得到：
　　当物体由高处运动到低处时，ｈ１>ｈ2，WＧ>０ ∴
　 　当物体由低处运动到高处时，ｈ１<ｈ2，WＧ<０ ∴
教师总结：重力做正功时，重力势能减少，减少的重力势能等于重力所做的功。物体克服重力做功(重力做负功)时，重力势能增加，增加的重力势能等于物体克服重力所做的功。
学生阅读教材中讨论与交流：
学生讨论得出：重力所做的功相同，因为重力所做的功等于重力势能的减少量，而重力势能的减少量ｍｇ（ｈ１－ｈ2）是一定的。
教师：由此得到：重力所做的功只跟物体初位置的高度ｈ１和末位置的高度ｈ2有关，跟物体运动的路径无关。
3、弹性势能的改变
　　（1）演示
　　装置如图所示：将一弹簧压缩不同程度观察现象．
　　取一个硬弹簧，一个软弹簧，分别把它们压缩相同程度，观察现象．
　　（2）学生叙述实验现象
　　实验1中：当弹簧压缩程度越大时，弹簧把木块推的越远．
　　实验2中：两根等长的软、硬弹簧，压缩相同程度时，硬弹簧把木块弹出的远．
（3）上述实验中，弹簧被压缩时，要发生形变，在恢复原状时能够对木块做功，我们说弹簧具有能，这种能叫弹性势能．
（4）教师：同学们能举几个物体具有弹性势能的例子吗
　　学生：卷紧的发条，被拉伸或压缩的弹簧，拉弯的弓、击球时的网球拍或羽毛球拍、撑杆跳高时的撑杆等．
（5）教师分析上述各例中弹性势能和形变程度之间的关系，学生总结得到：形变程度越大，弹性势能也越大．　　
（6）教师：到现在为止，我们已学习了两种势能：重力势能和弹性势能．对于重力势能，其大小由地球和地面上物体的相对位置决定.
对于弹性势能，其大小由形变程度决定，而形变程度不同，发生形变的物体的各部分相对位置也会发生变化，得到：
①势能也叫位能．
　　②势能具有系统性：重力势能是物体和地球组成的系统共有的，弹性势能是物体的各部分所共有的。
（三）、课堂小结
1.势能由物体间的相互作用而产生，由它们的相对位置而决定．
　　2.势能是标量，单位是焦耳．
　　3.重力对物体所做的功与物体的运动路径无关，只跟物体运动的始、末位置有关， 重力所做的功等于物体始、末位置的重力势能之差．
　　4.重力势能是地球和地面上的物体共同具有的，一个物体的重力势能的大小与参考 平面的选取有关．
（四）、布置作业：完成课后作业动能的改变
学习目标
一）知识与技能
1．理解什么是动能，知道动能的定义式，会用动能的定义式进行计算。
2．理解动能定理及其推导过程。
3．知道动能定理的适用范围，会用动能定理进行计算。
4．巩固用打点计时器打下的纸带计算物体的即时速度，利用图象探究物理量间的关系
（二）过程与方法
1．通过用纸带与打点计时器来探究功与速度的关系，体验知识的探究过程和物理学的研究方法。
2．运用演绎推导方式推导动能定理的表达式。
3．理论联系实际，培养学生分析问题的能力。
（三）情感态度与价值观
通过实验探究，体会学习的快乐，激发学习的兴趣；通过亲身实践，树立“实践是检验真理的唯一标准”的科学观；通过动能定理的演绎推导，培养学生对科学研究的兴趣。
学习重点：动能定理利用实验和理论两种方法得出的过程；
动能定理的理解和简单应用。
学习难点：实验的设计与实施，以及有关物理过程的分析方法。
教学过程：
通过视频课件展示：运动的物体可以做功，提出问题：什么是物体的动能？
问题1：物体的动能大小跟哪些因素有关呢？
演示实验《影响小球动能大小的因素有哪些》，请学生通过观察分析。
结合学生讨论指出：从功能关系定性分析得到：动能的大小跟物体的质量、运动速度有关。物体的质量越大，运动速度越大，动能就越大。在物理学中，就用这个量来表示物体的动能。同时指出动能是标量，它的单位同功一样，在国际单位制中都是焦耳。动能是状态量。
课件展示保龄球撞击球瓶做功，动能减少，请学生分析保龄球动能减少的原因。
问题2：若外力对物体做功，该物体的动能总会增加吗？如果物体对外做功，该物体的动能总会减少吗？做功与动能的改变之间究竟有什么关系呢？
方法引导：我们可以先从简单的情况入手，通过实验来探究恒力做功与动能改变的关系。
问题3：这个实验需测量哪些物理量？应用什么方法、什么仪器来测量？
引导学生回答：需要测量速度、恒力的功（砝码重力和下落的距离）；测速度可用打点计时器。
同时指出：研究物理量之间的关系可以用半定量的方法，不需要测出具体值。同时引导学生思考，如何改变恒力的功
问题4：小车运动过程中受几个力？为使细线的拉力充当合力，其他力应怎样处理？
归纳总结：重力、支持力、摩擦力、细线的拉力；为使细线的拉力充当合力，必须将其他力平衡掉。
问题5：如何平衡摩擦力，平衡到什么程度，如何验证？
引导学生思考平衡摩擦力的方法：让木板有一个微小的倾角，使重力沿斜面向下的分力等于小车及纸带受到的摩擦阻力；轻推小车使之匀速运动。
问题6：实验中，是什么力对小车做功？小车做什么性质的运动？初速度、末速度如何求？
引导学生回答：细线的拉力做功；小车做匀加速直线运动；初速度和末速度可通过处理纸带求得。
问题7：如何处理实验数据，得到合力的功与速度变化的关系？
引导学生回答：用图像法处理实验数据，通过图像可以直观的看出物理量之间的关系。即建立直角坐标系，用纵坐标表示力对物体做的功W，用横坐标表示物体的速度的平方v，描点、连线，得出结论。
指导学生实验探究。
学生实验完毕后，指导学生进行数据记录和处理，并得出结论。
问题8：为什么会有误差，怎样才能减小误差？本实验是否还有其他的设计方案，请你于课后思考，并将你的实验方案与其他组的同学进行交流，选择出更好的实验方案。
问题9：通过实验探究，我们已经知道恒力做功与动能改变的关系，那么能不能从理论上来进行推导得出其关系呢？
通过投影展示问题情景：设一个物体的质量为m，初速度为v，在与运动方向相同的合外力F的作用下发生一段位移，速度增加到v。
学生得出动能定理的内容及表达式后，教师做出必要的补充,归纳：动能定理：外力对物体所做的总功等于物体动能的增加。公式：W=E－E
让学生正确理解式子中各物理量的含义。
问题10：（1）如果物体受到几个力的作用，动能定理中的W表示什么意义？（2）动能定理，我们是从物体受恒力作用且做直线运动的情况下推出的。动能定理是否可以应用于变力做功或物体做曲线运动的情况呢？
归纳指出：（1）总功W指的是各外力做功的代数和：W=W+W+…
(2)动能定理的适用范围：动能定理既适合于恒力做功，也适合于变力做功，既适用直线运动，也适用于曲线运动。
通过多媒体展示课本例题，让部分学生用牛顿第二定律求解，并组织交流用动能定理和用牛顿第二定律解题的体会，讨论哪些问题用动能定理解更方便。
教师帮助学生学生总结用动能定理解题的要点、步骤，体会应用动能定理解题的优越性。
课堂小结：1．理解动能的概念：
（1）知道什么是动能。
（2）国际单位（2）知道在国际单位制中动能的单位是焦耳(J)；动能是标量，是状态量。
（3）正确理解和运用动能公式分析、解答有关问题。
2．学习动能定理：
（1） 动能定理利用实验和理论两种方法得出的过程；
（2）动能定理的理解和简单应用。
3．通过动能定理，明确功和动能两个概念的区别与联系，加深对两个概念的理解。第二章 能的转化与守恒
第4节 能源与可持续性发展教案
一、教学目标：
1.知识与技能
（１）了解什么是常规能源，什么是新型能源
（２）知道能量转化的效率
（３）知道能量转化和转移的方向性以及第二类永动机不可能实现
（４）通过能量转化和转移的方向性，认识提高效率的重要性
（５）了解能源与人类生存和社会发展的关系，使学生认识能源的合理利用与环境保护对可持续发展的重要意义
2.过程与方法
（１）通过指导学生分析事例，培养学生分析问题和理论联系实际的能力
（２）通过指导学生阅读教材，培养学生的自学能力
3.情感、态度与价值观
（１）了解大量的能源消耗带来的全球性环境问题
（２）提高学生的节能、环保意识
二、教学重点
１.能量转化的效率及方向性
２.可持续发展的重要性
三、教学难点
自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性
四、教学方法
实验演示、引导分析
五、案例设计
（一）导入新课
前面我们学习了能量转化与守恒定律，我们知道能量不会“无中生有”地产生，那么汽车行驶所需要的能量是从何而来？有多少有用？又流向何方呢？
学生回答：来自汽缸内汽油燃烧所释放的能量
（二）新课教学
一．研究能量的转化效率
１．轿车的能量流向
引导学生读汽车流向图（幻灯片）
通过计算回答问题
［问题１］：轿车行驶时，做有用功的能量占燃料能量的比例是多少？
［问题２］：排气管和散热片中散失的能量占多大比例？
学生计算分析可知，燃料的能量在转化和转移的过程中，处处被分流克扣，真正用于做有用功的能量竟然不到输入能量的13％　
总结：研究机器的实际能量利用率，具有重要的经济和社会意义
２．能量的转化效率
为了衡量机器能将多少输入能量转化为有用的能量，提出了“能量转化效率”，它是转化为有用功的能量跟输入能量的比值
教师引导讨论回答问题：
（１）轿车的能量转化效率问题
（２）打桩机的案例分析计算
（３）通过课后查资料和观察，分析讨论人对食物的能量转化效率
（４）提高机器设备的能量转化效率有什么经济和社会意义
二．能量转化和转移的方向性
１．实验演示，观察现象
（１）逐渐降低的秋千
（２）手融化冰块
提出问题
（１）秋千慢慢降低说明什么？
（２）冰能自动融化吗？这说明什么？
（３）秋千降低后能自动恢复原状吗？
（４）要实现以上现象应该如何办？
学生观察讨论回答问题
（１）热能够自动地从高温的手向冰块传输
（２）热不能从低温物体自发地向高温物体传输
（３）要实现能量转化沿反方向进行，则必须做功
总结：与热现象有关的能量转化过程是具有方向性的，或者说，能量转化和转移的不可逆性
教师安排学生阅读课本，举例说明自然界能量转化过程的方向性
如；冰箱制冷、瀑布中水的机械能转化、喷出的香槟酒、松弛后的发条等
学生交流：自然现象的变化也具有类似的不可逆性，例如沙漠化的土地不会自发地再变为绿洲。因此人类不仅要珍惜能源和资源，还要自觉地保护自然
２．案例分析：第二类永动机的不可能性
三．能源的开发与可持续发展
指导学生阅读课本使学生了解常规能源、新型能源。同时使学生明确社会的发展对能源的需求，以及能源的消耗所带来的一系列问题（课前布置）
1、我国能源分布情况，能源现状怎样？
学生回答：
能源种类：煤、石油、天然气、水能、核能、风能
我国能源特点：总量丰富、人物贫乏；分布不均，耗能量大；污染严重、效率低下
检查调查结果：（学生课调查情况）
石油 可开采的只有135亿吨，已探明60亿吨，已开采36亿吨，资源余地不大
天燃气 可开采9万亿方，已探明2亿方，但分布在边远地区，开发不大，只开采5000亿方
煤 可开采1153亿吨，开采情况不乐观
水电资源开发不足（总量居世界第一）
核电发展缓慢
太阳能、风能、海洋能、地热能和生物质能、氢能等新能源开发利用分数，规模小　　 另外还有电荒、油荒、煤荒等等
2、能源的开发和利用所带来的问题是什么？
学生讨论举例
环境污染　　
温室效应　（影片片断《后天》）
酸雨　　
氮氧化物破坏臭氧层　　
铅化合物污染
厄尔尼诺
3、能源使用应注意什么？
学生活动
如何解决环境污染问题（以分组的形式，各组分别发言）
　 总结：
1、节约利用能源 水，电（要求学生从我做起）
　 2、发展技术，提高能源的转化效率和防止各种废弃物的污染
　 3、开发利用新能源
能源的可持续发展：
学生讨论
改变能源结构，提高能源利用效率，开发和推广清洁能源，减少环境污染。
开发使用新能源，减少对矿产能源的使用。
注重对各种节能新技术的开发和利用。
提出最终目的：加强环保教育，让天更蓝、水更清、地更绿
（三）思考题
1、阅读课文的信息窗思考讨论
2、课后的讨论与交流
讨论后，学生交流发言
教师加以总结
（四）、布置作业：完成课后作业《动能的改变》教学设计
（一）知识与技能
1．理解什么是动能，知道动能的定义式，会用动能的定义式进行计算。
2．理解动能定理及其推导过程。
3．知道动能定理的适用范围，会用动能定理进行计算。
4．巩固用打点计时器打下的纸带计算物体的即时速度，利用图象探究物理量间的关系。
（二）过程与方法
1．通过用纸带与打点计时器来探究功与速度的关系，体验知识的探究过程和物理学的研究方法。
2．运用演绎推导方式推导动能定理的表达式。
3．理论联系实际，培养学生分析问题的能力。
（三）情感态度与价值观
通过实验探究，体会学习的快乐，激发学习的兴趣；通过亲身实践，树立“实践是检验真理的唯一标准”的科学观；通过动能定理的演绎推导，培养学生对科学研究的兴趣。
教学过程
步骤 教师行为 学生行为 设计意图
课堂准备 1．演示实验及探究实验的准备。2．制作教学辅助ppt、flash课件。3．指导学生登陆教师主页。4．多媒体教室的准备。 1．作好课前准备。2．熟悉教师主页的操作方法。 引导学生利用网络来辅助学习，拓展学习空间，有利于实现教学目标。
情境导入 通过视频课件展示：运动的物体可以做功，提出问题：什么是物体的动能？ 学生通过观察、思考并回忆初中所学，回答：物体由于运动具有的能叫动能。 了解物理概念的形成源于生活。
操 作 讨 论 问题1：物体的动能大小跟哪些因素有关呢？演示实验《影响小球动能大小的因素有哪些》，请学生通过观察分析。结合学生讨论指出：从功能关系定性分析得到：动能的大小跟物体的质量、运动速度有关。物体的质量越大，运动速度越大，动能就越大。在物理学中，就用这个量来表示物体的动能。同时指出动能是标量，它的单位同功一样，在国际单位制中都是焦耳。动能是状态量。课件展示保龄球撞击球瓶做功，动能减少，请学生分析保龄球动能减少的原因。问题2：若外力对物体做功，该物体的动能总会增加吗？如果物体对外做功，该物体的动能总会减少吗？做功与动能的改变之间究竟有什么关系呢？方法引导：我们可以先从简单的情况入手，通过实验来探究恒力做功与动能改变的关系。指导学生阅读教材P23“实验与探究”部分。问题3：这个实验需测量哪些物理量？应用什么方法、什么仪器来测量？ 引导学生回答：需要测量速度、恒力的功（砝码重力和下落的距离）；测速度可用打点计时器。同时指出：研究物理量之间的关系可以用半定量的方法，不需要测出具体值。同时引导学生思考，如何改变恒力的功。 学生观察思考分析：质量大、速度快的物体对其他物体做的功就多，所具有的能量就大。 学生思考分析，保龄球撞击球瓶对外做了功，动能减少。学生通过讨论，还不能马上得出做功与动能的改变之间的关系。学生带着问题阅读课文，通过思考讨论交流，并回答问题。 引导学生学会从实验现象中思考分析，最终总结归纳出结论。同时注意实验方法：控制变量法。引导学生从功能关系分析问题。培养学生在实验探究前要养成思考的习惯。有了正确的探究思路，才会避免探究的盲目性。
操 作 讨 论 问题4：小车运动过程中受几个力？为使细线的拉力充当合力，其他力应怎样处理？归纳总结：重力、支持力、摩擦力、细线的拉力；为使细线的拉力充当合力，必须将其他力平衡掉。问题5：如何平衡摩擦力，平衡到什么程度，如何验证？引导学生思考平衡摩擦力的方法：让木板有一个微小的倾角，使重力沿斜面向下的分力等于小车及纸带受到的摩擦阻力；轻推小车使之匀速运动。问题6：实验中，是什么力对小车做功？小车做什么性质的运动？初速度、末速度如何求？引导学生回答：细线的拉力做功；小车做匀加速直线运动；初速度和末速度可通过处理纸带求得。问题7：如何处理实验数据，得到合力的功与速度变化的关系？引导学生回答：用图像法处理实验数据，通过图像可以直观的看出物理量之间的关系。即建立直角坐标系，用纵坐标表示力对物体做的功W，用横坐标表示物体的速度的平方v，描点、连线，得出结论。指导学生实验探究。学生实验完毕后，指导学生进行数据记录和处理，并得出结论。问题8：为什么会有误差，怎样才能减小误差？本实验是否还有其他的设计方案，请你于课后思考，并将你的实验方案与其他组的同学进行交流，选择出更好的实验方案。 思考并回答：重力、支持力、摩擦力、细线的拉力。…思考回顾力的平衡问题，讨论平衡方法。进行实验，采集数据：分工合作，共同完成。分析数据，得出结论：在误差范围内，恒力做功与动能的改变相等。记下问题，留作课后作业。 通过学生预习和初步设计实验、激发学生的兴趣，调动积极性。发展学生设计实验、收集数据、分析论证、交流评估等技能，有利于培养学生的实验能力、与他人合作的能力及尊重实验事实的态度。
操 作 讨 论 问题9：通过实验探究，我们已经知道恒力做功与动能改变的关系，那么能不能从理论上来进行推导得出其关系呢？通过投影展示问题情景：设一个物体的质量为m，初速度为v，在与运动方向相同的合外力F的作用下发生一段位移，速度增加到v。学生得出动能定理的内容及表达式后，教师做出必要的补充,归纳：动能定理：外力对物体所做的总功等于物体动能的增加。公式：W=E－E让学生正确理解式子中各物理量的含义。问题10：（1）如果物体受到几个力的作用，动能定理中的W表示什么意义？（2）动能定理，我们是从物体受恒力作用且做直线运动的情况下推出的。动能定理是否可以应用于变力做功或物体做曲线运动的情况呢？归纳指出：（1）总功W指的是各外力做功的代数和：W=W+W+…(2)动能定理的适用范围：动能定理既适合于恒力做功，也适合于变力做功，既适用直线运动，也适用于曲线运动。通过多媒体展示课本例题，让部分学生用牛顿第二定律求解，并组织交流用动能定理和用牛顿第二定律解题的体会，讨论哪些问题用动能定理解更方便。教师帮助学生学生总结用动能定理解题的要点、步骤，体会应用动能定理解题的优越性。 积极思考中…学生根据课本提供的问题情景，运用牛顿第二定律和运动学公式独立推导出外力做工与物体动能变化的关系。阅读教材，思考问题，列举实例，发表见解。 学生解答，并相互讨论。 通过知识的推移，找到探究规律的思想方法，形成良好的思维习惯。加深学生对功能关系的认识，提高学生的推导能力。通过阅读，培养学生的阅读理解能力；通过学生讨论，明确动能定理的适用范围。通过例题让学生了解应用动能定理的解题过程和基本步骤；同时知道在没有涉及加速度和时间的问题中，利用动能定理解题会更加简捷，方便。
课 堂 小 结 1．理解动能的概念：（1）知道什么是动能。（2）国际单位（2）知道在国际单位制中动能的单位是焦耳(J)；动能是标量，是状态量。（3）正确理解和运用动能公式分析、解答有关问题。2．学习动能定理：（1） 动能定理利用实验和理论两种方法得出的过程；（2）动能定理的理解和简单应用。3．通过动能定理，明确功和动能两个概念的区别与联系，加深对两个概念的理解。 回顾总结 培养学生归纳的能力，帮助学生理清知识脉络，清晰思路。
课 外 创 新 1．书面作业P21作业2，3，4，5。 2．指导学生根据自身的情况，进行在线学习和交流。3．课后收集资料，交流讨论在生产、生活及自然中动能和动能定理的应用。4．考虑在知识应用中的配置不同层次的例题和练习：如 1．进一步理解动能和动能定理。2．学生独立思考完成练习。3．学生进入教师个人主页的讨论区，进行探讨研究。4．通过查阅图书、上网收集资料，寻找相关材料并整理归纳，进行交流讨论。 1．让学生实现知识的自我反馈。2．教学要求具有层次性，才能适合不同层次的学生的学习需要。3．充分利用网络可以保证学生在学习过程中更具有自主性。势能的改变教学设计
（一）知识与技能
1.理解重力势能的概念，会用重力势能的定义进行计算．
　　2.理解重力势能的变化和重力做功的关系，知道重力做功与路径无关．
　　3.知道重力势能的相对性．
　　4.了解弹性势能．
（二）过程与方法
1.根据功和能的关系，推导出重力势能的表达式．
　　2.学会从功和能的关系上解释和分析物理形象．
（三）情感态度与价值观
通过小组合作学习让每个同学体会到责任和义务以及尊重，学会同学间相互取长补短，感受合作学习的快乐，通过对新知识的研究，体会物理规律与生活的联系，激发探索未知世界的乐趣。渗透从对生活中有关物理现象的观察，得到物理结论的方法，激发和培养学生探索自然规律的兴趣．
学习重点：重力势能的概念及重力做功跟物体重力势能改变的关系。
学习难点：重力势能的系统性和相对性。
教学过程：师：提出问题：运动的物体具有能量，被举高的物体有没有能量？
多媒体投影水电站图片，提出问题：大家都知道水力发电站是用水来发电的，为什么要修那么高的大坝？水是利用了什么能来发电的？
多媒体投影打桩机的图片，提出问题：打桩机中被举高的重锤是否具有能量呢？如果有，那么它的能量是从哪里来的？为了能理解以上问题这节课我们就来学习新的内容——势能的改变
(一) 重力势能
请同学们分析、讨论以上提出的问题并引导学生归纳出重力势能的定义。
定义：物体处于一定的高度而具有的能叫做重力势能
提出问题：物体重力势能的大小可能与哪些因素有关？
请同学们猜想
演示实验
【提供实验器材：铁球(大小、质量均不同的两个)、透明玻璃容器、沙子】
在一个透明的玻璃容器内装上沙子。
实验一：将不同的两铁球从同一高度释放，观察铁球落在沙子中的深度。
实验二：用一个铁球从不同高度释放，观察铁球落在沙子中的深度。
学生回答观察的现象：铁球的释放高度越大，铁球落在沙子中的深度越大。质量大的铁球落在沙子中的深度越大。
归纳上述演示，我们可以定性得到：重力势能跟物体的质量和高度都有关系，且物体的质量越大，高度越高，重力势能就越大。
提出问题：那么，怎样来定量表示重力势能呢？
实验演示及解答问题：
投影片出示问题：让质量为ｍ的小球从高度为h1的A点下落到高度为ｈ2的B点，重力所做的功为多少
学生求解得到：
重力所做的功为：
WG＝ｍｇΔｈ＝ｍｇ（ｈ１－ｈ２）
让学生研究上式的物理意义：
重力所做的功等于ｍｇｈ这个量的变化，所以在物理学中就用ｍｇｈ这个式子来表示物体的重力势能.
板书：重力势能公式：EＰ＝mgh
　EＰ 物体的重力势能 焦（J）
　　ｍ→物体的质量 千克（kg）
　　ｇ→重力加速度→(米每二次方秒)s2/ｍ
　　ｈ→物体的高度→米（ｍ）
让学生推导重力势能的单位
∵１kg·ｍ/s2·ｍ＝１Ｎ·ｍ＝１J
∴重力势能的单位是焦耳。
　重力势能是标量
多媒体投影问题：一个质量为10kg的物体,把它放置在一张高1m的桌面上,则此物体的重力势能是多少呢？（取g=10ｍ/s2）
根据学生回答让学生讨论：为什么同一个问题会得到不同的答案？
提出重力势能的相对性：重力势能EＰ＝mgh 中h是相对于某个水平面来说的,这个水平面上h=0,重力势能也为零,这个水平面叫做零势能参考平面。通常也叫零势面。参考水平面的选取是任意的，选择哪个水平面作为参考平面,可视研究问题的方便而定。通常选择地面作为参考平面。
选择不同的零势面，重力势能是不同的。h是所处位置的平面到参考水平面的距离。
物体位于参考平面上方,h>0,重力势能是正值,
物体位于参考平面下方,h<0,重力势能是负值,表示物体在该位置具有的重力势能比它在参考水平面上面具有的重力势能少。
教师：前面我们学过了功是能量变化的量度，重力势能的变化也可用做功表示出来。我们知道力对物体做了多少功，物体的能量就将变化多少，那么同学们猜想重力所做的功与物体重力势能的变化之间有什么关系
（二）重力做功与重力势能的改变
教师：我们用 来表示物体在初位置的重力势能，用 来表示物体在末位置的重力势能，则
学生讨论得到：
　　当物体由高处运动到低处时，ｈ１>ｈ2，WＧ>０ ∴
　 　当物体由低处运动到高处时，ｈ１<ｈ2，WＧ<０ ∴
教师总结：重力做正功时，重力势能减少，减少的重力势能等于重力所做的功。物体克服重力做功(重力做负功)时，重力势能增加，增加的重力势能等于物体克服重力所做的功。
阅读教材中讨论与交流：
学生讨论得出：重力所做的功相同，因为重力所做的功等于重力势能的减少量，而重力势能的减少量ｍｇ（ｈ１－ｈ2）是一定的。
教师：由此得到：重力所做的功只跟物体初位置的高度ｈ１和末位置的高度ｈ2有关，跟物体运动的路径无关。
(三)弹性势能的改变
　　1.演示
　　装置如图所示：将一弹簧压缩不同程度 观察现象．
　　取一个硬弹簧，一个软弹簧，分别把它们压缩相同程度，观察现象．
　　2.学生叙述实验现象
　　实验1中：当弹簧压缩程度越大时，弹簧把木块推的越远．
　　实验2中：两根等长的软、硬弹簧，压缩相同程度时，硬弹簧把木块弹出的远．
3.上述实验中，弹簧被压缩时，要发生形变，在恢复原状时能够对木块做功，我们说弹簧具有能，这种能叫弹性势能．
4.教师：同学们能举几个物体具有弹性势能的例子吗
　　学生：卷紧的发条，被拉伸或压缩的弹簧，拉弯的弓、击球时的网球拍或羽毛球拍、撑杆跳高时的撑杆等．
5.教师分析上述各例中弹性势能和形变程度之间的关系，学生总结得到：形变程度越大，弹性势能也越大．　　
6.教师：到现在为止，我们已学习了两种势能：重力势能和弹性势能．对于重力势能，其大小由地对于弹性势能，其大小由形变程度决定，而形变程度不同，发生形变的物体的各部分相对位置也会发生变化，得到：
①势能也叫位能．
　　②势能具有系统性：重力势能是物体和地球组成的系统共有的，弹性势能是物体的各部分所共有的。
知识应用：用投影片出示思考题：
1.关于重力做功和物体的重力势能，下列说法中正确的是
　　A.当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少
　　B.物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加
　　C.地球上任何一个物体的重力势能都有一个确定值
　　D.重力做功的多少与参考平面的选取无关
2.物体在运动过程中，克服重力做功为50 J，则
　　A.重力做功为50 J
　　B.物体的重力势能一定增加50 J
　　C.物体的动能一定减少50 J
　　D.重力做了50 J的负功
3.以40 ｍ/s的初速度竖直向上抛出一个物体，经过ｔ秒后，物体的重力势能是动能的3倍，ｇ＝10 ｍ/s2，则ｔ的大小为A.2秒 　B.3秒　　C.4秒 　D.5秒
课堂小结
1.势能由物体间的相互作用而产生，由它们的相对位置而决定．
　　2.势能是标量，单位是焦耳．
　　3.重力对物体所做的功与物体的运动路径无关，只跟物体运动的始、末位置有关，重力所做的功等于物体始、末位置的重力势能之差．
　　4.重力势能是地球和地面上的物体共同具有的，一个物体的重力势能的大小与参考平面的选取有关．第二章 能的转化与守恒
第四节 能源与可持续性发展
一、教学目标：
1.知识与技能
（１）了解什么是常规能源，什么是新型能源
（２）知道能量转化的效率
（３）知道能量转化和转移的方向性以及第二类永动机不可能实现
（４）通过能量转化和转移的方向性，认识提高效率的重要性
（５）了解能源与人类生存和社会发展的关系，使学生认识能源的合理利用与环境保护对可持续发展的重要意义
2.过程与方法
（１）通过指导学生分析事例，培养学生分析问题和理论联系实际的能力
（２）通过指导学生阅读教材，培养学生的自学能力
3.情感、态度与价值观
（１）了解大量的能源消耗带来的全球性环境问题
（２）提高学生的节能、环保意识
二、教学重点
１.能量转化的效率及方向性
２.可持续发展的重要性
三、教学难点
自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性
四、教学方法
实验演示、引导分析
五、案例设计
（一）导入新课
前面我们学习了能量转化与守恒定律，我们知道能量不会“无中生有”地产生，那么汽车行驶所需要的能量是从何而来？有多少有用？又流向何方呢？
学生回答：来自汽缸内汽油燃烧所释放的能量
（二）新课教学
一．研究能量的转化效率
１．轿车的能量流向
引导学生读汽车流向图（幻灯片）
通过计算回答问题
［问题１］：轿车行驶时，做有用功的能量占燃料能量的比例是多少？
［问题２］：排气管和散热片中散失的能量占多大比例？
学生计算分析可知，燃料的能量在转化和转移的过程中，处处被分流克扣，真正用于做有用功的能量竟然不到输入能量的13％　
总结：研究机器的实际能量利用率，具有重要的经济和社会意义
２．能量的转化效率
为了衡量机器能将多少输入能量转化为有用的能量，提出了“能量转化效率”，它是转化为有用功的能量跟输入能量的比值
教师引导讨论回答问题：
（１）轿车的能量转化效率问题
（２）打桩机的案例分析计算
（３）通过课后查资料和观察，分析讨论人对食物的能量转化效率
（４）提高机器设备的能量转化效率有什么经济和社会意义
二．能量转化和转移的方向性
１．实验演示，观察现象
（１）逐渐降低的秋千
（２）手融化冰块
提出问题
（１）秋千慢慢降低说明什么？
（２）冰能自动融化吗？这说明什么？
（３）秋千降低后能自动恢复原状吗？
（４）要实现以上现象应该如何办？
学生观察讨论回答问题
（１）热能够自动地从高温的手向冰块传输
（２）热不能从低温物体自发地向高温物体传输
（３）要实现能量转化沿反方向进行，则必须做功
总结：与热现象有关的能量转化过程是具有方向性的，或者说，能量转化和转移的不可逆性
教师安排学生阅读课本，举例说明自然界能量转化过程的方向性
如；冰箱制冷、瀑布中水的机械能转化、喷出的香槟酒、松弛后的发条等
学生交流：自然现象的变化也具有类似的不可逆性，例如沙漠化的土地不会自发地再变为绿洲。因此人类不仅要珍惜能源和资源，还要自觉地保护自然
２．案例分析：第二类永动机的不可能性
三．能源的开发与可持续发展
指导学生阅读课本使学生了解常规能源、新型能源。同时使学生明确社会的发展对能源的需求，以及能源的消耗所带来的一系列问题（课前布置）
1、我国能源分布情况，能源现状怎样？
学生回答：
能源种类：煤、石油、天然气、水能、核能、风能
我国能源特点：总量丰富、人物贫乏；分布不均，耗能量大；污染严重、效率低下
检查调查结果：（学生课调查情况）
石油 可开采的只有135亿吨，已探明60亿吨，已开采36亿吨，资源余地不大
天燃气 可开采9万亿方，已探明2亿方，但分布在边远地区，开发不大，只开采5000亿方
煤 可开采1153亿吨，开采情况不乐观
水电资源开发不足（总量居世界第一）
核电发展缓慢
太阳能、风能、海洋能、地热能和生物质能、氢能等新能源开发利用分数，规模小　　 另外还有电荒、油荒、煤荒等等
2、能源的开发和利用所带来的问题是什么？
学生讨论举例
环境污染　　
温室效应　（影片片断《后天》）
酸雨　　
氮氧化物破坏臭氧层　　
铅化合物污染
厄尔尼诺
3、能源使用应注意什么？
学生活动
如何解决环境污染问题（以分组的形式，各组分别发言）
　 总结：
1、节约利用能源 水，电（要求学生从我做起）
　 2、发展技术，提高能源的转化效率和防止各种废弃物的污染
　 3、开发利用新能源
能源的可持续发展：
学生讨论
改变能源结构，提高能源利用效率，开发和推广清洁能源，减少环境污染。
开发使用新能源，减少对矿产能源的使用。
注重对各种节能新技术的开发和利用。
提出最终目的：加强环保教育，让天更蓝、水更清、地更绿
（三）思考题
1、阅读课文的信息窗思考讨论
2、课后的讨论与交流
讨论后，学生交流发言
教师加以总结
（四）、布置作业：完成课后作业能源与可持续发展
教学目标：
1.知识与技能
（1）常识性了解能量转化技术给人类带来的便利
（2）初步了解能量转移和转化的方向性，不可逆性
（3）通过实例了解世界和我国的能源状况
（4）认识能量
2.过程与方法
通过收集信息、阅读资料、相互交流，判断能量转移和转化的方向性，不可逆性的有关说法是否正确；从可持续发展角度分析能源、资源及日常诸多现象，提出自己的观点及其可行的做法。
3.情感态度与价值观
（1）通过认识科学及其相关技术对人类社会发展的影响，有将科学服务于人类的意识。
（2）通过了解能源消耗对环境的影响，认识科技对人类社会发展的负面影响，提高节能意识和环保意识，并在个人所能及的范围内对社会的可持续发展有所贡献。
教学重点：能量转移和转化的方向性
教学难点：
教学方法：自读课本、交流、讨论
教学过程：
学生分组自学，交流、讨论
合作完成练习题
一、基础题
1．“能源危机”是当今世界各国共同面临的问题。对此，以下措施可行的是（ ）
A．人人都要自觉做到节约用水、节约用电，不浪费和人为毁坏物品　
B．关闭现有的火力发电站
C．各地都要新建水力和风力发电站
D．停止使用石油资源，而以核能和太阳能取代
2．无锡市近年来城市面貌发生了很大变化，增加了许多绿地，在道路两旁栽种了大量树木，改善了城市环境。下列关于城市绿化作用的说法中，不正确的是 ( )
A. 植物的蒸腾作用，可以调节环境温度
B. 城市绿地面积的增加，可以改善空气质量
C. 在道路两旁栽种树木，可以减小车辆噪声对居民的影响
D．城市绿化后，可以减少工业废气和车辆尾气的排放
3．节约能源，提高能源的利用率，下列措施中可行的有（ ）
A．采用新技术、新设备，更新改造落后的技术设备
B．集中供热
C．将家庭固体燃料改用气体燃料
D．不断地开采、开发常规能源
4．为节约能源，需提高热机的效率，下列措施中不能提高效率的是（ ）
A．尽量使燃料充分燃烧
B．尽量增加热机的工作时间
C．尽量减少废气带走的热量
D．尽量减少热机部件间的摩擦
二、提高题
1．电力资源是整个国民经济的命脉。目前，我国城乡主要依靠燃煤供电。
（1）一个年发电量为30亿千瓦时的燃煤发电厂，每年需要燃烧约140万吨的原煤（含煤的质量分数约为1%）。这样发电厂每年约向大气中排放多少SO2？
（2）燃煤过程中大量释放的SO2会导致 的出现，而水力发电取源于可再生能源，能减少环境污染。在水力发电的过程中，能量的转化是 。
（3）受大旱等影响，目前水力发电也面临严峻挑战。你知道还有哪些电力资源可以开发利用？请举出两例： 。
2．目前，化石燃料是人类生产、生活的主要能源。随着全球能量使用的增长，化石燃料等不可再生能源将日趋枯竭。世界各国人民的节能意识正在日趋增强（图1是我国的节能标志），科学家也在开发新能源、研制节能产品、提高化学能的转化效率等方面，做着积极的努力。请你回答：　
（1）有待继续开发、利用的能源有（至少答3种）：
。
（2）用化学方程式表示出一个由化学能转化为内能的例子：
。
（3）生产、生活中存在着化学能和电能的相互转化。请你举出一个在使用中由化学能转化为电能的例子： 。
（4）氢气具有热值高且 的特点，因此被认为是最清洁的燃料。
3．随着人类社会的发展，能源与环境等问题显得日益突出，并引起广泛关注。
（1）目前，我市初中广泛开展的课外兴趣活动，对初中生的创新精神和实践能力的培养起到了积极的作用。某校课外兴趣小组选择“家庭能源消耗”这一问题展开调查与研究。该小组的一位同学从“不同的家庭年煤气消耗量”角度，对该问题进行调查与研究。其理由是①这项调查结合生活实践，便于开展；②掌握不同家庭煤气的消耗的状况，为政府的决策提供依据等。
若你也参加该课外兴趣小组的活动，你将从哪一角度进行调查？简单陈述理由。
时 间 电能表示数/千瓦时
4月6日上午8:00 115.8
4月8日上午10:00 116.3
（2）人们的生产和生活实践活动，产生了大量碳的氧化物和氮的氧化物，造成大气污染，因此新型能源的开发和利用引起了极大的关注。目前氢气最有希望成为未来的理想燃料，氢气作为燃料的主要优点是：　　　　　　　　　 和 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（3）在2000年11月《联合国气候变化框架公约》第6次缔约方大会上，发展中国家要求发达国家加强汽车尾气控制，而发达国家却要求发展中国家承担烟尘减排义务，会议最终未达成任何协议。你认为摆脱“发展中国家与发达国家未达成任何协议”这一困境的出路是什么？
4．氢气是一种有巨大发展前景的绿色能源，有人设想用电解水的方法制取氢气开发氢能源．回答下列问题：
（1）用电解水的方法制取氢气，实现了由向能的转化．
（2）已知在220V、2A的条件下，通电36min可电解9.9g水，求电解这些水需要的电能是多少？
（3）若氢气的热值为1.43××107J/kg，则电解9.9g水所产生的氢气完全燃烧放出的热量是多少？
（4）根据以上计算，用电解水的方法开发氢能源是否可行？说明理由．
（5）请你提出一种由天然水开发氢能源的设想．
图1《动能的改变》教学设计
一、学习目标与任务
1、学习目标描述
（一）知识与技能1．理解什么是动能，知道动能的定义式，会用动能的定义式进行计算。2．理解动能定理及其推导过程。3．知道动能定理的适用范围，会用动能定理进行计算。4．巩固用打点计时器打下的纸带计算物体的即时速度，利用图象探究物理量间的关系。（二）过程与方法1．通过用纸带与打点计时器来探究功与速度的关系，体验知识的探究过程和物理学的研究方法。2．运用演绎推导方式推导动能定理的表达式。3．理论联系实际，培养学生分析问题的能力。（三）情感态度与价值观通过实验探究，体会学习的快乐，激发学习的兴趣；通过亲身实践，树立“实践是检验真理的唯一标准”的科学观；通过动能定理的演绎推导，培养学生对科学研究的兴趣。
2、学习内容与任务及教学流程说明
本节课的内容主要学习动能这一概念和力学中的一条重要规律——动能定理。通过本节的学习，应使学生感受动能的大小与哪些因素有关，理解动能定理的推导过程。清楚动能定理的适用条件，通过对比分析使学生体会到应用动能定理解题较牛顿运动定律与运动学公式解题的不同点学习重点：动能定理利用实验和理论两种方法得出的过程；动能定理的理解和简单应用。学习难点：实验的设计与实施，以及有关物理过程的分析方法。明确本课的重点和难点，以学习任务驱动，实验探究与问题讨论为方式，以动能概念的引入及恒力做功与动能变化的关系的探究为核心，通过各种展示方式创设情景，引导学生通过对问题的交流讨论和实验探究，理解动能和动能定理，了解学习基本的物理学研究方法。充分利用教具、教师个人主页提供的课程学习资源和交流讨论区，在着重学习内容的基础上，内延外拓，培养学生科学探究能力、利用网络搜集信息和协作交流的能力。
二、学习者特征分析
学生在初中就知道了动能的初步概念，动能定理是第二章能的转化和守恒第1节的内容，学生在前面第一章学习过做功和能的概念。 动能定理常用于解决运动学问题，学习好动能定理非常重要，并为后一节的能量守恒定律的掌握打下基础。在学习“必修1”的过程中，学生已经知道实验探究和理论推导相结合的科学研究方法，在这里再次采用这种方法，使学生更加熟悉。
三、学习环境选择与学习资源设计
1．学习环境选择（打√）
（1）Web教室（ ） （2）多媒体教室（√ ） （3）室外活动（ ）
（4）校园网（√ ） （5）Internet（√ ） （6）其它
2、学习资源类型（打√）
（1）课件（网络课件）（√ ） （2）工具（ ） （3）专题学习网站（ ）
（4）多媒体资源库（ ） （5）案例库（ ） （6）题库（ ）
（7）网络课程（ ） （8）个人主页（√ ） （8）其它（ ）
3、学习资源内容简要说明
司南版物理2教科书与配套学习手册教师个人主页下学习资源：包含知识归纳、课堂练习、课后交流、拓展研究及Flash交互性网络课件等课程学习材料。
四、学习情境创设
1、真实性情境（√） 2、问题性情境（√）
演示实验与分组实验。用flash制作的一系列教学软件。 探究恒力做功与物体动能变化是什么关系时，需要测量的物理量有哪些？用什么方法和什么器材进行实验？…
五、学习活动的组织
类型 相应内容 使用资源 学生活动 教师活动
自主协作学习设计 动能的改变课后练习 物理教材、演示实验、课后练习题教师个人主页下的多媒体教学资源。相关的物理学习网站。 分析、操作、小组协作讨论、总结、提交结论。独立思考分析得出结论 问题情景的创设，问题的提出。学习资源获取路径的指导。问题解答和咨询。
六、教学过程
步骤 教师行为 学生行为 设计意图
课堂准备 1．演示实验及探究实验的准备。2．制作教学辅助ppt、flash课件。3．指导学生登陆教师主页。4．多媒体教室的准备。 1．作好课前准备。2．熟悉教师主页的操作方法。 引导学生利用网络来辅助学习，拓展学习空间，有利于实现教学目标。
情境导入 通过视频课件展示：运动的物体可以做功，提出问题：什么是物体的动能？ 学生通过观察、思考并回忆初中所学，回答：物体由于运动具有的能叫动能。 了解物理概念的形成源于生活。
操 作 讨 论 问题1：物体的动能大小跟哪些因素有关呢？演示实验《影响小球动能大小的因素有哪些》，请学生通过观察分析。结合学生讨论指出：从功能关系定性分析得到：动能的大小跟物体的质量、运动速度有关。物体的质量越大，运动速度越大，动能就越大。在物理学中，就用这个量来表示物体的动能。同时指出动能是标量，它的单位同功一样，在国际单位制中都是焦耳。动能是状态量。课件展示保龄球撞击球瓶做功，动能减少，请学生分析保龄球动能减少的原因。问题2：若外力对物体做功，该物体的动能总会增加吗？如果物体对外做功，该物体的动能总会减少吗？做功与动能的改变之间究竟有什么关系呢？方法引导：我们可以先从简单的情况入手，通过实验来探究恒力做功与动能改变的关系。指导学生阅读教材P23“实验与探究”部分。问题3：这个实验需测量哪些物理量？应用什么方法、什么仪器来测量？ 引导学生回答：需要测量速度、恒力的功（砝码重力和下落的距离）；测速度可用打点计时器。同时指出：研究物理量之间的关系可以用半定量的方法，不需要测出具体值。同时引导学生思考，如何改变恒力的功。 学生观察思考分析：质量大、速度快的物体对其他物体做的功就多，所具有的能量就大。 学生思考分析，保龄球撞击球瓶对外做了功，动能减少。学生通过讨论，还不能马上得出做功与动能的改变之间的关系。学生带着问题阅读课文，通过思考讨论交流，并回答问题。 引导学生学会从实验现象中思考分析，最终总结归纳出结论。同时注意实验方法：控制变量法。引导学生从功能关系分析问题。培养学生在实验探究前要养成思考的习惯。有了正确的探究思路，才会避免探究的盲目性。
操 作 讨 论 问题4：小车运动过程中受几个力？为使细线的拉力充当合力，其他力应怎样处理？归纳总结：重力、支持力、摩擦力、细线的拉力；为使细线的拉力充当合力，必须将其他力平衡掉。问题5：如何平衡摩擦力，平衡到什么程度，如何验证？引导学生思考平衡摩擦力的方法：让木板有一个微小的倾角，使重力沿斜面向下的分力等于小车及纸带受到的摩擦阻力；轻推小车使之匀速运动。问题6：实验中，是什么力对小车做功？小车做什么性质的运动？初速度、末速度如何求？引导学生回答：细线的拉力做功；小车做匀加速直线运动；初速度和末速度可通过处理纸带求得。问题7：如何处理实验数据，得到合力的功与速度变化的关系？引导学生回答：用图像法处理实验数据，通过图像可以直观的看出物理量之间的关系。即建立直角坐标系，用纵坐标表示力对物体做的功W，用横坐标表示物体的速度的平方v，描点、连线，得出结论。指导学生实验探究。学生实验完毕后，指导学生进行数据记录和处理，并得出结论。问题8：为什么会有误差，怎样才能减小误差？本实验是否还有其他的设计方案，请你于课后思考，并将你的实验方案与其他组的同学进行交流，选择出更好的实验方案。 思考并回答：重力、支持力、摩擦力、细线的拉力。…思考回顾力的平衡问题，讨论平衡方法。进行实验，采集数据：分工合作，共同完成。分析数据，得出结论：在误差范围内，恒力做功与动能的改变相等。记下问题，留作课后作业。 通过学生预习和初步设计实验、激发学生的兴趣，调动积极性。发展学生设计实验、收集数据、分析论证、交流评估等技能，有利于培养学生的实验能力、与他人合作的能力及尊重实验事实的态度。
操 作 讨 论 问题9：通过实验探究，我们已经知道恒力做功与动能改变的关系，那么能不能从理论上来进行推导得出其关系呢？通过投影展示问题情景：设一个物体的质量为m，初速度为v，在与运动方向相同的合外力F的作用下发生一段位移，速度增加到v。学生得出动能定理的内容及表达式后，教师做出必要的补充,归纳：动能定理：外力对物体所做的总功等于物体动能的增加。公式：W=E－E让学生正确理解式子中各物理量的含义。问题10：（1）如果物体受到几个力的作用，动能定理中的W表示什么意义？（2）动能定理，我们是从物体受恒力作用且做直线运动的情况下推出的。动能定理是否可以应用于变力做功或物体做曲线运动的情况呢？归纳指出：（1）总功W指的是各外力做功的代数和：W=W+W+…(2)动能定理的适用范围：动能定理既适合于恒力做功，也适合于变力做功，既适用直线运动，也适用于曲线运动。通过多媒体展示课本例题，让部分学生用牛顿第二定律求解，并组织交流用动能定理和用牛顿第二定律解题的体会，讨论哪些问题用动能定理解更方便。教师帮助学生学生总结用动能定理解题的要点、步骤，体会应用动能定理解题的优越性。 积极思考中…学生根据课本提供的问题情景，运用牛顿第二定律和运动学公式独立推导出外力做工与物体动能变化的关系。阅读教材，思考问题，列举实例，发表见解。 学生解答，并相互讨论。 通过知识的推移，找到探究规律的思想方法，形成良好的思维习惯。加深学生对功能关系的认识，提高学生的推导能力。通过阅读，培养学生的阅读理解能力；通过学生讨论，明确动能定理的适用范围。通过例题让学生了解应用动能定理的解题过程和基本步骤；同时知道在没有涉及加速度和时间的问题中，利用动能定理解题会更加简捷，方便。
课 堂 小 结 1．理解动能的概念：（1）知道什么是动能。（2）国际单位（2）知道在国际单位制中动能的单位是焦耳(J)；动能是标量，是状态量。（3）正确理解和运用动能公式分析、解答有关问题。2．学习动能定理：（1） 动能定理利用实验和理论两种方法得出的过程；（2）动能定理的理解和简单应用。3．通过动能定理，明确功和动能两个概念的区别与联系，加深对两个概念的理解。 回顾总结 培养学生归纳的能力，帮助学生理清知识脉络，清晰思路。
课 外 创 新 1．书面作业P21作业2，3，4，5。 2．指导学生根据自身的情况，进行在线学习和交流。3．课后收集资料，交流讨论在生产、生活及自然中动能和动能定理的应用。4．考虑在知识应用中的配置不同层次的例题和练习：如 1．进一步理解动能和动能定理。2．学生独立思考完成练习。3．学生进入教师个人主页的讨论区，进行探讨研究。4．通过查阅图书、上网收集资料，寻找相关材料并整理归纳，进行交流讨论。 1．让学生实现知识的自我反馈。2．教学要求具有层次性，才能适合不同层次的学生的学习需要。3．充分利用网络可以保证学生在学习过程中更具有自主性。能量守恒定律 教案
★新课标要求
（一）知识与技能
1、知道什么是机械能，知道物体的动能和势能可以相互转化；
2、会正确推导物体在光滑曲面上运动过程中的机械能守恒，理解机械能守恒定律的内容，知道它的含义和适用条件；
3、在具体问题中，能判定机械能是否守恒，并能列出机械能守恒的方程式。
（二）过程与方法
1、学会在具体的问题中判定物体的机械能是否守恒；
2、初步学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象，分析问题。
（三）情感、态度与价值观
通过能量守恒的教学，使学生树立科学观点，理解和运用自然规律，并用来解决实际问题。
★教学重点
1、掌握机械能守恒定律的推导、建立过程，理解机械能守恒定律的内容；
2、在具体的问题中能判定机械能是否守恒，并能列出定律的数学表达式。
★教学难点
1、从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件；
2、能正确判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒，能正确分析物体系统所具有的机械能，尤其是分析、判断物体所具有的重力势能。
★教学方法
演绎推导法、分析归纳法、交流讨论法。
★教学工具
投影仪、细线、小球、带标尺的铁架台、弹簧振子。
★教学过程
（一）引入新课
教师活动：我们已学习了重力势能、弹性势能、动能。这些不同形式的能是可以相互转化的，那么在相互转化的过程中，他们的总量是否发生变化？这节课我们就来探究这方面的问题。
（二）进行新课
1、动能与势能的相互转化
教师活动：演示实验1：如右图，用细线、小球、带有标尺的铁架台等做实验。
把一个小球用细线悬挂起来，把小球拉到一定高度的A点，然后放开，小球在摆动过程中，重力势能和动能相互转化。我们看到，小球可以摆到跟A点等高的C点，如图甲。
如果用尺子在某一点挡住细线，小球虽然不能摆到C点，但摆到另一侧时，也能达到跟A点相同的高度，如图乙。
问题：这个小实验中，小球的受力情况如何？各个力的做功情况如何？这个小实验说明了什么？
学生活动：观察演示实验，思考问题，选出代表发表见解。
小球在摆动过程中受重力和绳的拉力作用。拉力和速度方向总垂直，对小球不做功；只有重力对小球能做功。
实验证明，小球在摆动过程中重力势能和动能在不断转化。在摆动过程中，小球总能回到原来的高度。可见，重力势能和动能的总和，即机械能应该保持不变。
教师活动：演示实验2：如图，水平方向的弹簧振子。
用弹簧振子演示动能和弹性势能的相互转化。
问题：这个小实验中，小球的受力情况如何？各个力的做功情况如何？这个小实验说明了什么？
学生活动：观察演示实验，思考问题，选出代表发表见解。
小球在往复运动过程中，竖直方向上受重力和杆的支持力作用，水平方向上受弹力作用。重力、支持力和速度方向总垂直，对小球不做功；只有弹簧的弹力对小球能做功。
实验证明，小球在往复运动过程中弹性势能和动能在不断转化。小球在往复运动过程中总能回到原来的高度，可见，弹性势能和动能的总和，即机械能应该保持不变。
教师活动：总结、过渡：
通过上述分析，我们得到动能和势能之间可以相互转化，那么在动能和势能的转化过程中，动能和势能的和是否真的保持不变？下面我们就来定量讨论这个问题。
2、机械能守恒定律
教师活动：投影：教材图5.8－3。
物体沿光滑曲面滑下，只有重力对物体做功。用我们学过的动能定理以及重力的功和重力势能的关系，推导出物体在A处的机械能和B处的机械能相等。
点评：为学生创设问题情境，引导学生运用所学知识独立推导出机械能守恒定律。让学生亲历知识的获得过程。
学生活动：在练习本上独立推导。
教师活动：巡视指导，及时解决学生可能遇到的困难。
投影学生的推导过程，和其他学生一起点评。
推导的结果为：
即
可见：在只有重力做功的物体系统内，动能和重力势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。
同样可以证明：在只有弹力做功的物体系统内，动能和弹性势能可以相互转化，总的机械能也保持不变。
结论：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和弹性势能可以相互转化，总的机械能也保持不变。这就是机械能守恒定律。
教师活动：投影例题（教材23页），引导学生一起分析、解决。
学生活动：学生在实物投影仪上讲解自己的解答，并相互讨论；教师帮助学生总结用机械能守恒定律解题的要点、步骤，体会应用机械能守恒定律解题的优越性。
1、机械能守恒定律不涉及运动过程中的加速度和时间，用它来处理问题要比牛顿定律方便；
2、用机械能守恒定律解题，必须明确初末状态机械能，要分析机械能守恒的条件。
点评：通过分析实例，培养学生进行情景分析，加深对规律的理解能力，加强物理与生活实践的联系。
（三）课堂总结、点评
教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。
学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。
点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。
教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。
（四）实例探究
☆ 对机械能守恒定律条件的理解
［例1］如图所示，下列四个选项的图中，木块均在固定的斜面上运动，其中图A、B、C中的斜面是光滑的，图D中的斜面是粗糙的，图A、B中的F为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，图A、B、D中的木块向下运动，图C中的木块向上运动。在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是
解析：机械能守恒的条件是：物体只受重力或弹力的作用，或者还受其它力作用，但其它力不做功，那么在动能和势能的相互转化过程中，物体的机械能守恒。依照此条件分析，ABD三项均错。
答案：C
☆ 对机械能守恒定律的应用
［例2］长为L的均匀链条，放在光滑的水平桌面上，且使其长度的1/4垂在桌边，如图 所示，松手后链条从静止开始沿桌边下滑，则链条滑至刚刚离开桌边时的速度大小为多大？
解析：链条下滑时，因桌面光滑，没有摩擦力做功。整根链条总的机械能守恒，可用机械能守恒定律求解。设整根链条质量为m，则单位长度质量（质量线密度）为m／L
设桌面重力势能为零，由机械能守恒定律得
解得
点拨：求解这类题目时，一是注意零势点的选取，应尽可能使表达式简化，该题如选链条全部滑下时的最低点为零势能点，则初始势能就比较麻烦。二是灵活选取各部分的重心，该题最开始时的势能应取两部分（桌面上和桌面下）势能总和，整根链条的总重心便不好确定，最后刚好滑出桌面时的势能就没有必要再分，可对整根链条求出重力势能。
★课余作业
★教学体会
思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。
A
A
C
甲
乙《势能的改变》
学习目标
（一）知识与技能1.理解重力势能的概念，会用重力势能的定义进行计算．
　　2.理解重力势能的变化和重力做功的关系，知道重力做功与路径无关．
　　3.知道重力势能的相对性．
　　4.了解弹性势能．（二）过程与方法1.根据功和能的关系，推导出重力势能的表达式．　　2.学会从功和能的关系上解释和分析物理形象．（三）情感态度与价值观通过小组合作学习让每个同学体会到责任和义务以及尊重，学会同学间相互取长补短，感受合作学习的快乐，通过对新知识的研究，体会物理规律与生活的联系，激发探索未知世界的乐趣。渗透从对生活中有关物理现象的观察，得到物理结论的方法，激发和培养学生探索自然规律的兴趣．
教学过程
步骤 教师行为 学生行为 设计意图
课堂准备 1．演示实验的准备。2．准备课件资料。 预习新课内容作好课前准备。 结合生活实例和讨论交流引导学生实现教学目标。
情境导入 师：提出问题：运动的物体具有能量，被举高的物体有没有能量？
多媒体投影水电站图片，提出问题：大家都知道水力发电站是用水来发电的，为什么要修那么高的大坝？水是利用了什么能来发电的？
多媒体投影打桩机的图片，提出问题：打桩机中被举高的重锤是否具有能量呢？如果有，那么它的能量是从哪里来的？为了能理解以上问题这节课我们就来学习新的内容——势能的改变 观看幻灯片听老师讲述并进行思考 引导学生通过对实例的观察与分析
教学过程 (一) 重力势能请同学们分析、讨论以上提出的问题并引导学生归纳出重力势能的定义。定义：物体处于一定的高度而具有的能叫做重力势能提出问题：物体重力势能的大小可能与哪些因素有关？请同学们猜想
演示实验【提供实验器材：铁球(大小、质量均不同的两个)、透明玻璃容器、沙子】在一个透明的玻璃容器内装上沙子。
实验一：将不同的两铁球从同一高度释放，观察铁球落在沙子中的深度。
实验二：用一个铁球从不同高度释放，观察铁球落在沙子中的深度。
学生回答观察的现象：铁球的释放高度越大，铁球落在沙子中的深度越大。质量大的铁球落在沙子中的深度越大。
归纳上述演示，我们可以定性得到：重力势能跟物体的质量和高度都有关系，且物体的质量越大，高度越高，重力势能就越大。
提出问题：那么，怎样来定量表示重力势能呢？
实验演示及解答问题：
投影片出示问题：让质量为ｍ的小球从高度为h1的A点下落到高度为ｈ2的B点，重力所做的功为多少 学生求解得到：
重力所做的功为：WG＝ｍｇΔｈ＝ｍｇ（ｈ１－ｈ２） 学生思考讨论交流进行分析得出定义：物体处于一定的高度而具有的能叫做重力势能观察实验，回答现象学生回答：铁球的释放高度越大，铁球落在沙子中的深度越大。质量大的铁球落在沙子中的深度越大。思考分析回答问题学生求解得到：
重力所做的功为：WG＝ｍｇΔｈ＝ｍｇ（ｈ１－ｈ２） 引导学生通过对运动实例的观察与分析，总结出重力势能的定义.通过实验引导学生分析物理量之间的关系(控制变量法)通过实例分析物体受到的重力所做的功
教学过程 让学生研究上式的物理意义：重力所做的功等于ｍｇｈ这个量的变化，所以在物理学中就用ｍｇｈ这个式子来表示物体的重力势能.
板书：重力势能公式：EＰ＝mgh　EＰ 物体的重力势能 焦（J）
　　ｍ→物体的质量 千克（kg）
　　ｇ→重力加速度→(米每二次方秒)s2/ｍ
　　ｈ→物体的高度→米（ｍ）
让学生推导重力势能的单位∵１kg·ｍ/s2·ｍ＝１Ｎ·ｍ＝１J
∴重力势能的单位是焦耳。
　重力势能是标量多媒体投影问题：一个质量为10kg的物体,把它放置在一张高1m的桌面上,则此物体的重力势能是多少呢？（取g=10ｍ/s2）根据学生回答让学生讨论：为什么同一个问题会得到不同的答案？提出重力势能的相对性：重力势能EＰ＝mgh 中h是相对于某个水平面来说的,这个水平面上h=0,重力势能也为零,这个水平面叫做零势能参考平面。通常也叫零势面。参考水平面的选取是任意的，选择哪个水平面作为参考平面,可视研究问题的方便而定。通常选择地面作为参考平面。选择不同的零势面，重力势能是不同的。h是所处位置的平面到参考水平面的距离。 动手推导重力势能单位∵１kg·ｍ/s2·ｍ＝１Ｎ·ｍ＝１J
∴重力势能的单位是焦耳。思考问题并进行讨论 通过动手自我推导重力势能的单位进一步理解单位之间的关系.让学生通过问题设疑,讨论分析,最后对问题进行归纳总结.提高学生的解决问题和分析问题的能力.
教学过程 物体位于参考平面上方,h>0,重力势能是正值,
物体位于参考平面下方,h<0,重力势能是负值,表示物体在该位置具有的重力势能比它在参考水平面上面具有的重力势能少。教师：前面我们学过了功是能量变化的量度，重力势能的变化也可用做功表示出来。我们知道力对物体做了多少功，物体的能量就将变化多少，那么同学们猜想重力所做的功与物体重力势能的变化之间有什么关系 （二）重力做功与重力势能的改变教师：我们用 来表示物体在初位置的重力势能，用 来表示物体在末位置的重力势能，则 学生讨论得到：
　　当物体由高处运动到低处时，ｈ１>ｈ2，WＧ>０ ∴
　 　当物体由低处运动到高处时，ｈ１<ｈ2，WＧ<０ ∴
教师总结：重力做正功时，重力势能减少，减少的重力势能等于重力所做的功。物体克服重力做功(重力做负功)时，重力势能增加，增加的重力势能等于物体克服重力所做的功。阅读教材中讨论与交流：学生讨论得出：重力所做的功相同，因为重力所做的功等于重力势能的减少量，而重力势能的减少量ｍｇ（ｈ１－ｈ2）是一定的。 小组讨论交流得出结论：
　　当物体由高处运动到低处时，ｈ１>ｈ2，WＧ>０ ∴
　 　当物体由低处运动到高处时，ｈ１<ｈ2，WＧ<０ ∴
思考讨论,分析得出:重力所做的功相同 通过对物理量之间的关系式来讨论各个物理量在不同的条件下的关系.通过阅读讨论分析,提高学生对问题的分析和提炼观点的能力.
教学过程 教师：由此得到：重力所做的功只跟物体初位置的高度ｈ１和末位置的高度ｈ2有关，跟物体运动的路径无关。(三)弹性势能的改变
　　1.演示
　　装置如图所示：将一弹簧压缩不同程度 观察现象．
　　取一个硬弹簧，一个软弹簧，分别把它们压缩相同程度，观察现象．
　　2.学生叙述实验现象
　　实验1中：当弹簧压缩程度越大时，弹簧把木块推的越远．
　　实验2中：两根等长的软、硬弹簧，压缩相同程度时，硬弹簧把木块弹出的远．
3.上述实验中，弹簧被压缩时，要发生形变，在恢复原状时能够对木块做功，我们说弹簧具有能，这种能叫弹性势能．4.教师：同学们能举几个物体具有弹性势能的例子吗
　　学生：卷紧的发条，被拉伸或压缩的弹簧，拉弯的弓、击球时的网球拍或羽毛球拍、撑杆跳高时的撑杆等．5.教师分析上述各例中弹性势能和形变程度之间的关系，学生总结得到：形变程度越大，弹性势能也越大．　　 6.教师：到现在为止，我们已学习了两种势能：重力势能和弹性势能．对于重力势能，其大小由地球和地面上物体的相对位置决定. 观察实验,叙述实验现象实验1中：当弹簧压缩程度越大时，弹簧把木块推的越远．
　　实验2中：两根等长的软、硬弹簧，压缩相同程度时，硬弹簧把木块弹出的远．学生举出实例:卷紧的发条，被拉伸或压缩的弹簧，拉弯的弓、击球时的网球拍或羽毛球拍、撑杆跳高时的撑杆等． 通过实验现象来给学生对弹性势能有个感性认识.通过大量的实例使学生进一步理解弹性势能的概念
教学过程 对于弹性势能，其大小由形变程度决定，而形变程度不同，发生形变的物体的各部分相对位置也会发生变化，得到：①势能也叫位能．
　　②势能具有系统性：重力势能是物体和地球组成的系统共有的，弹性势能是物体的各部分所共有的。
知识应用 用投影片出示思考题：
1.关于重力做功和物体的重力势能，下列说法中正确的是
　　A.当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少
　　B.物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加
　　C.地球上任何一个物体的重力势能都有一个确定值
　　D.重力做功的多少与参考平面的选取无关
2.物体在运动过程中，克服重力做功为50 J，则
　　A.重力做功为50 J
　　B.物体的重力势能一定增加50 J
　　C.物体的动能一定减少50 J
　　D.重力做了50 J的负功
3.以40 ｍ/s的初速度竖直向上抛出一个物体，经过ｔ秒后，物体的重力势能是动能的3倍，ｇ＝10 ｍ/s2，则ｔ的大小为
A.2秒 　B.3秒　　C.4秒 　D.5秒 独立思考并动手解题ABDBDB 通过练习来巩固本堂课所学的知识点,要理解并懂得熟练应用所学的知识.
课堂小结 1.势能由物体间的相互作用而产生，由它们的相对位置而决定．
　　2.势能是标量，单位是焦耳．
　　3.重力对物体所做的功与物体的运动路径无关，只跟物体运动的始、末位置有关，重力所做的功等于物体始、末位置的重力势能之差．
　　4.重力势能是地球和地面上的物体共同具有的，一个物体的重力势能的大小与参考平面的选取有关． 培养学生归纳的能力.进一步掌握本堂课的内容.
作业 课本P31第4、5、6题完成练习册 让学生实现知识的自我反馈