課題第二章機(jī)械能第三節(jié)勢(shì)能機(jī)械能守恒定律2課時(shí)教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)1.了解重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能；2.知道機(jī)械能是人類生活中常見的能量形式；3.理解機(jī)械能守恒定律。能力目標(biāo)1.通過對(duì)重力勢(shì)能的學(xué)習(xí)，訓(xùn)練根據(jù)物理公式分析問題的能力；2.能利用機(jī)械能守恒定律的公式進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算；3.能利用機(jī)械能守恒定律分析生產(chǎn)、生活中的有關(guān)問題。情感目標(biāo)1.通過對(duì)本節(jié)的學(xué)習(xí)，初步體會(huì)自然界中普遍遵守的能量守恒規(guī)律；2.通過對(duì)三峽工程的了解，增強(qiáng)民族自豪感。重點(diǎn)重力勢(shì)能的概念，機(jī)械能守恒定律難點(diǎn)機(jī)械能守恒定律教具多媒體展示系統(tǒng)、動(dòng)能與重力勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化演示實(shí)驗(yàn)主要教學(xué)過程學(xué)生活動(dòng)教學(xué)過程設(shè)計(jì)一、引入課題用多媒體展示系統(tǒng)展示教材圖2-12，展示出一幅三峽大壩正在排水發(fā)電的情景。提問：我國(guó)的長(zhǎng)江三峽水利樞紐工程，是當(dāng)今世界上最大的水利樞紐工程。工程設(shè)計(jì)正常蓄水位l75m，總庫容393億立方米，總裝機(jī)容量為1820萬千瓦，年發(fā)電量847億千瓦·時(shí)。你知道三峽大壩為什么會(huì)有如此大的發(fā)電量嗎？（一般情況下，學(xué)生回答不出來。因?yàn)樗麄冊(cè)趯?shí)踐階段只定性學(xué)習(xí)過重力勢(shì)能，沒有定量學(xué)習(xí)過重力勢(shì)能。）引入課題：今天，我們來進(jìn)一步學(xué)習(xí)有關(guān)重力勢(shì)能的知識(shí)——第三節(jié)勢(shì)能機(jī)械能守恒定律。二、勢(shì)能初中我們已經(jīng)學(xué)過，被舉高的物體具有做功的本領(lǐng)，因此它具有能量。我們把地球表面附近的物體具有的跟它的高度相關(guān)的能量，叫作重力勢(shì)能。高處的物體究竟具有多少能量呢？用多媒體展示系統(tǒng)展示教材圖2-13。提問：設(shè)一個(gè)質(zhì)量為m的物體，從高度為處，豎直向下落到地面，這個(gè)過程中重力做的功為多少？（大多數(shù)學(xué)生能夠回答出來）W＝mgh因此可知，物體在高度處的重力勢(shì)能Ep=mgh。重力勢(shì)能是標(biāo)量，它的SI單位跟動(dòng)能的一樣也是J。由重力勢(shì)能公式可知，物體距地面越高，重力勢(shì)能越大；反之，就越小。處于地平面以下的物體，公式中的h應(yīng)為負(fù)值，其重力勢(shì)能也為負(fù)值。在這里，負(fù)號(hào)只是表示它的重力勢(shì)能比在地面處的重力勢(shì)能小。以上是把物體在地面處的重力勢(shì)能當(dāng)作零，當(dāng)然也可選擇另一水平面作為零勢(shì)能面，這時(shí)上式中的h應(yīng)是從該面算起的高度。在計(jì)算重力勢(shì)能時(shí)，應(yīng)同時(shí)說明零勢(shì)能面的位置。一般情況下，常選地面為零勢(shì)能面。用多媒體展示系統(tǒng)展示教材圖2-14。卷緊的發(fā)條、拉伸或壓縮的彈簧、拉開的弓、正在擊球的球拍、撐桿跳運(yùn)動(dòng)員手中彎曲的桿，等等，這些物體由于發(fā)生了彈性形變，而具有了做功的本領(lǐng)，我們把這種能量叫作彈性勢(shì)能。三、機(jī)械能守恒定律我們?cè)诔踔袑W(xué)過，重力勢(shì)能和動(dòng)能之間可以發(fā)生相互轉(zhuǎn)化。用多媒體展示系統(tǒng)展示教材圖2-15。演示實(shí)驗(yàn)動(dòng)能與重力勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化把一個(gè)小球用細(xì)線懸掛起來，把小球拉到一定高度的A點(diǎn)，然后放開，小球就擺向另一端的B點(diǎn)。通過測(cè)量可以發(fā)現(xiàn)，B點(diǎn)與A點(diǎn)高度相同。如果用尺把細(xì)線上的某一點(diǎn)擋住，小球則會(huì)擺到C點(diǎn)。通過測(cè)量可以發(fā)現(xiàn)，C點(diǎn)與A點(diǎn)、B點(diǎn)高度仍然相同。提問：這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明了什么？（這個(gè)實(shí)驗(yàn)表明，小球在擺動(dòng)的過程中，重力勢(shì)能和動(dòng)能發(fā)生了轉(zhuǎn)化，而它們的總量保持不變）用多媒體展示系統(tǒng)展示教材圖2-16。一個(gè)質(zhì)量為m自由下落的物體，從高度為h1的A點(diǎn)下落到高度為h2的B點(diǎn)，速度從v1增加到v2。在此過程中，物體的重力勢(shì)能減少了，而動(dòng)能增加了?？梢宰C明，物體的重力勢(shì)能減少的量等于動(dòng)能增加的量，動(dòng)能與重力勢(shì)能之和保持不變。用公式可表示為在自由落體運(yùn)動(dòng)中，只有重力做功，動(dòng)能與重力勢(shì)能可以互相轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變。在各種拋體運(yùn)動(dòng)中，如果忽略空氣阻力，物體的總機(jī)械能也保持不變。用多媒體展示系統(tǒng)展示教材圖2-17。物體在光滑斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，雖然物體受重力和支持力的作用，但支持力對(duì)物體不做功，只有重力做功。可以證明，在此過程中物體的機(jī)械能也保持不變。在只有彈力做功的過程中，動(dòng)能和彈性勢(shì)能可以互相轉(zhuǎn)化，總的機(jī)械能也保持不變。在只有重力（或彈力）做功的情況下，物體的動(dòng)能和重力勢(shì)能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能的總量保持不變。這個(gè)結(jié)論叫作機(jī)械能守恒定律，它是力學(xué)中的一條重要規(guī)律，也是能量守恒定律的一種形式。例題物體從lm高、2m長(zhǎng)的光滑斜面頂端，由靜止開始無摩擦地滑下，到達(dá)斜面底端時(shí)的速度多大?（不計(jì)空氣阻力）解設(shè)物體的質(zhì)量為m，根據(jù)機(jī)械能守恒定律，并選取地面為零勢(shì)能面，有說明本題應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解，也可以得到同樣的結(jié)果，但是，應(yīng)用機(jī)械能守恒定律，在解決問題的步驟上要簡(jiǎn)單得多。如果把斜面換成曲面，我們同樣可以運(yùn)用機(jī)械能守恒定律方便地求出結(jié)果，而直接應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律，由于物體在曲面上受的合外力是時(shí)刻變化的，處理起來就困難得多。水力發(fā)電一般是利用位于高處的河水發(fā)電的。河流中位于高處的水具有較高的重力勢(shì)能，流到低處時(shí)，水的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能，推動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，水輪機(jī)再對(duì)發(fā)電機(jī)做功，使其產(chǎn)生出電能?；貞?yīng)本節(jié)前的問題：三峽大壩是迄今世界上綜合效益最大的水利樞紐，大壩為混凝土重力壩，壩頂總長(zhǎng)3035m，壩頂高程185m，正常蓄水位175m，總庫容393億立方米，大壩內(nèi)安裝32臺(tái)單機(jī)容量為70萬千瓦水輪發(fā)電機(jī)組，其2240萬千瓦的總裝機(jī)容量為世界第一，三峽大壩榮獲世界紀(jì)錄協(xié)會(huì)世界最大的水利樞紐工程世界紀(jì)錄。觀看圖片學(xué)生思考并嘗試回答板書板書板書學(xué)生觀看學(xué)生回答板書板書板書板書學(xué)生觀看板書板書學(xué)生觀看學(xué)生觀察學(xué)生回答學(xué)生觀看板書學(xué)生觀看板書板書結(jié)合生活，激發(fā)興趣進(jìn)行愛國(guó)主義教育小結(jié)勢(shì)能機(jī)械能守恒定律1．勢(shì)能我們把地球表面附近的物體由于與地球之間存在一定的高度關(guān)系而具有的能量叫作重力勢(shì)能?？捎霉奖硎緸椋篍p=mgh物體由于彈性形變而具有的能量叫作彈性勢(shì)能。2．機(jī)械能守恒定律在只有重力（或彈力）做功的情況下，物體的動(dòng)能和重力勢(shì)能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能的總量保持不變。這個(gè)結(jié)論叫機(jī)械能守恒定律?；仡櫛竟?jié)知識(shí)；體會(huì)思考方法；感受情感態(tài)度隨堂練習(xí)練習(xí)2-31．答一個(gè)重50N的物體，從距地面12m高的地方自由下落，當(dāng)下落4m時(shí)的重力勢(shì)能是400J；落地時(shí)的重力勢(shì)能是0J；在整個(gè)下落過程，重力勢(shì)能變化了600J。2．答一個(gè)重力為10N的物體，從4m高處由靜止自由落下，落到lm高處的機(jī)械能是40J。4．解這種設(shè)計(jì)可以使進(jìn)入站臺(tái)的列車的一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能，儲(chǔ)存起來，減少了列車剎車時(shí)的能量損失。當(dāng)列車駛出站臺(tái)時(shí)，這部分重力勢(shì)能又可以轉(zhuǎn)化為列車的動(dòng)能，減少了列車啟動(dòng)時(shí)的能量消耗。當(dāng)列車關(guān)掉動(dòng)力以36km/h＝10m/s的速度沖向站臺(tái)時(shí)，它具