中小学教育资源及组卷应用平台 高中物理必修二素养提升学案 第八章 机械能守恒定律 8.4 机械能守恒定律 【知识目标与核心素养】 一．知识与技能 1. 知道机械能的各种形式，能够分析动能与势能(包括弹性势能)之间的相互转化问题； 2. 能够根据动能定理和重力做功与重力势能变化间的关系，推导出机械能守恒定律。 二．过程与方法 1. 理解机械能包含动能、重力势能、弹性势能； 2. 会根据机械能守恒的条件判断机械能是否守恒，能运用机械能守恒定律解决有关问题。 3．情感态度与价值观 1. 理解机械能守恒定律的表达式以及应用机械能守恒定律解决生产、生活中的现象； 2. 能从能量转化的角度理解机械能守恒的条件，领会运用机械能守恒定律解决问题的优越性。 1．导入新课： 伽利略曾研究过小球在料面上的运动。他发现:无论斜面B比料面A陡些或缓些，小球的速度最后总会在斜面上的某点变为0，这点距斜面底端的竖直高度与它出发时的高度基本相同。 在小球的运动过程中，有哪些物理量是变化的？哪些是不变的？你能找出不变的量吗？ 讲授新课： （1）追寻守恒量 【教师引导】小球能滑到与A相同高度的斜面B的条件是没有摩擦，而没有摩擦的斜面不存在故伽利略的斜面实验也叫理想实验。理想实验又叫“思想上的实验”，它源于科学实验的实践活动，是一种更高形式的思维活动，理想实验的核心是“可靠的事实+严密的逻辑推理”。 【教师提问】（1）在伽利略理想斜面实验中，小球在B上某点停下时的高度与出发时高度相同，好像“记得”自己的起始高度，怎样解释？ （2）怎样解释下坡时速度越来越大？ （3）怎样解释上坡时速度越来越小？ 【小组讨论】（1）“记得”是“某个量是守恒的”，这个量叫能量。 （2）把小球从桌面升高到起始点高度 时，小球被赋予一种形式的能量———势能，小球释放后开始运动获得速度；到达桌面上，它在初始位置具有的势能已不存在，可理解为势能并未丢失，而是转化为另一种形式的能量———动能。 （3）小球继续沿斜面B升高，速度减小，不断失去动能，但高度在增加，势能不断被“回收”，最后小球静止时，动能全部转化为势能，小球相对桌面的高度又达到它起始时的高度。 【教师总结】1、能量是普遍存在的 2、伽利略斜面实验现象表明：让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个对接斜面，没有摩擦时，小球将滚到与开始时相同的高度。 3、能量概念的建立：始、末位置高度相同，小球运动中守恒的量叫能量。 （2）动能与势能的相互转化 【教师引导】物体沿光滑斜面滑下时，重力对物体做正功，物体的重力势能减少。减少的重力势能，到哪里去了 我们发现，在这个过程中，物体的速度增加了，表示物体的动能增加了。这说明，物体原来的重力势能转化成了动能。 具有一定速度的物体，由于惯性沿光滑斜面上升，这时重力对物体做负功，物体的速度减小，表示物体的动能减少了。但由于物体的高度增加，它的重力势能增加了。这说明，物体的动能转化成了重力势能。 竖直向上抛出一个物体，随着物体高度的增加，它的速度会减小：当物体到达最高点后会转而下降，同时速度逐渐增大。这一过程同样可以从动能和重力势能相互转化的角度来分析。 【教师补充引导】不仅重力势能可以与动能相互转化，弹性势能也可以与动能相互转化。例如，被压缩的弹簧具有弹性势能，当弹簧恢复原来形状时，就把跟它接触的物体弹出去。这一过程中，弹力做正功，弹簧的弹性势能减少，而物体得到一定的速度，动能增加。再如，运动员从跳板上弹起的过程中，跳板的弹性势能转化为运动员的动能（如图），也是这样一种过程。 【教师总结】1、重力做正功，重力势能转化为动能；克服重力做功，动能转化为重力势能。 2、弹性势能也可以与动能相互转化。 3、重力势能 ... ...
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