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能的转化和守恒定律教学目标1、知识目标：巩固机械能、电能、化学能及光能之间能相互转化；热传递是热能的转移；通过实验、讨论理解能转化和守恒定律。
知道永动机是不能实现的.2、技能目标：能在同学相互合作讨论的基础上，自己动手寻找材料，设计简单的实验并得出结论。
3、过程与方法：通过小组自主实验获得感性认识；通过交流达到经验、成果共享的目的；通过补充实验拓宽思路；通过探究“永动机”能否实现，巩固定律内容，寻求科学真谛。
3、兴趣和情感目标：通过自主实验激发学习自然科学兴趣，培养发现问题、解决问题的能力；培养克服困难、勇于创新的探索精神和团结协作精神；体验“世界是物质的，物质是运动的，运动是有规律的”的辩证唯物主义思想。
重点能的转化和守恒定律的得出难点自主探究实验中，实验材料收集和实验方按设计。
媒体准备实验准备：小车木块小球(两个) 太阳能电池板音乐蜂鸣器小发电机微型电风扇学生自备器材多媒体演示文稿教学过程学生活动教学设计意图课前准备1、创设问题情境、布置学生实验：在学习完《电磁感应发电机》后，发表谬论：针对今年严重缺电现象，老师想出了一个绝妙的方案。
把一支很细的管子插入水中会发现水在管中会上升一段距离。
这就是我们说的毛细现象。
如图,若将管子上部分剪去。
水就会源源不断的从上端流出。
如果有足够多的毛细管，并将流出的水接住，就可以用这些水发电。
我们就可以不用任何能源而输出大量电能。
一次投资永远受益,既有很大的社会效益,又有巨大的经济效益。
请同学们回去讨论，并动手实验证实一下。
如果成功就可以申请专利并投入生产。
(学生很开心)2、分组: 一组6—8人，合作完成下列表格。
观察毛细管中水的上升情况：你选用了哪些材料进行实验。
你预计实验会有什么结果。
实验中观察到哪些现象。
实验中遇到了什么困难,是如何解决的。
通过实验你们得出什么结论。
为了更易观察,你对实验有何改进。
你们有没有用其它方法进行类似实验。
同组实验同学名单及实验时间：签名时间。
2.3能量守恒定律一、教学任务分析1.教材的地位和作用能量守恒定律是自然界普遍规律，它是不仅是解决力学问题的金钥匙之一，同时它也统领了整个高中物理力，热，电，光，原等各个章节。
学了这章的知识，对于变力等问题就有了解决的方法和手段。
学了这章的知识，学生解决物理问题的思维方法也要开阔，对物理问题即要从力和运动的角度分析，还要从功和能关系的分析。
2.教学重点和难点(1)机械能守恒定律是本章教学的重点内容，本节教学的重点是使学生掌握物体系统机械能守恒的条件；能够正确分析物体系统所具有的机械能；能够应用机械能守恒定律解决有关问题。
(2)能否正确选用机械能守恒定律解决问题是本节学习的另一难点。
通过本节学习应让学生认识到，从功和能的角度分析、解决问题是物理学的重要方法之一；同时进一步明确，在对问题作具体分析的条件下，要能够正确选用适当的物理规律分析、处理问题。
二、学习者情况分析在学习这一内容之前，所教的学生已知道功，能，动能，势能，重力势等概念。
掌握了重力能变化与重力功的关系，合外力功与动能变化的关系等规律；会计算恒力的功，会用动能定理计算变力的功，会用动能定理计算描述变速运动的物理量。
在能力方面已近学过许多物理规律的推导，具有一定的演绎推理能力。
经过以往的多媒体教学，他们比较熟悉和习惯用计算机课件上课的方式.学生对物理学的研究方法已有一定的了解，，在自主学习、合作探究等方面的能力有了一定提高。
在非智力因素方面，学生学习积极主动，对学习物理有较浓厚兴趣；有较强的好奇心和求知欲，乐于探究自然界的奥秘；敢于坚持正确观点，勇于修正错误；喜欢和同龄人一起学习，有将自己的见解与他人交流的愿望，具有团队精神。
三、教学目标分析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。
第1课时 实验：机械能的转化和守恒的实验探究一、实验目的1．会用打点计时器打下的纸带计算物体的运动速度和位移。
2．探究自由落体运动物体的机械能守恒。
二、实验原理让物体自由下落，在忽略阻力情况下，探究物体的机械能守恒，有两种方案探究物体的机械能守恒：(1)以物体下落的起始点O 为基准，测出物体下落高度h 时的速度大小v ，若12mv 2＝mgh 成立，则可验证物体的机械能守恒。
(2)测出物体下落高度h 过程的初、末时刻的速度v 1、v 2，若关系式12mv 22－12mv 12＝mgh 成立，则物体的机械能守恒。
三、实验器材铁架台(带铁夹)电磁打点计时器、低压交流电流(4～6 V)、重物、毫米刻度尺、纸带(带夹子)、复写纸片、导线。
四、实验步骤1．安装置：按图231将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上，接好电路。
图2312．打纸带：将纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手提着纸带使重物静止在靠近打点计时器的地方。
先接通电源，然后再松开纸带，让重物带着纸带自由下落。
更换纸带，按上述要求再重复做3～5次。
3．选纸带：分两种情况：(1)应选点迹清晰且1、2两点间距离小于或接近2 mm 的纸带。
若1、2两点间的距离大于2 mm ，这是由先释放纸带，后接通电源造成的。
这样，第1个点就不是运动的起始点了，纸带上第1个点对应的动能就不等于零。
原理式mgh ＝12mv 2就不成立了。
(2)用mg Δh ＝12mv B 2－12mv A 2验证时，由于重力势能的相对性，处理纸带时，选择适当的点为基准点，这样纸带上打出的第1、2两点间的距离是否为2 mm 就无关紧要了，所以只要后面的点迹清晰就可选用。
4．测距离：用毫米刻度尺测出O 点到1、2、3…各计数点的距离，求出重物对应于各点下落的高度h 1、h 2、h 3…并将各点对应的高度填入设计的表格中。
势能的改变
1．下列说法中，不正确的是( )
A．地球上的任何一个物体的重力势能都有一个确定的值
B．从同一高度将某一物体以相同的速率平抛或下抛，落到地面上时，物体的重力势能的变化是相同的
C．在不同高度的物体具有的重力势能可能相同
D．位于零势能参考平面以下的物体的重力势能一定小于在零势能参考平面以上的物体的重力势能
解析：重力势能的大小与零势能参考平面的选择有关，零势能参考平面不同，同一物体在某一位置的重力势能也会不同，故不能说地球上的任何一个物体的重力势能都有一个确定的值，选项A错误。
某一物体(设质量为m)从同一高度h处抛出落到地面时，物体重力势能的变化ΔE p＝E p2－E p1＝0－mgh＝－mgh，仅与m、h有关，与做什么样的运动无关，所以选项B正确。
重力势能ΔE p＝mgh∝mh，所以当质量分别为m1、m2的两个物体在不同高度h1和h2处，若m1h1＝m2h2，则它们具有的重力势能相同，选项C正确。
物体在零势能参考平面上时重力势能为零，物体位于零势能参考平面以下时其重力势能小于零，物体位于零势能参考平面以上时重力势能大于零，所以选项D正确。
答案：A
2.如图1所示，某物块分别沿三条不同的轨道由离地面高h的A
点滑到同一水平面上，轨道1、2是光滑的，轨道3是粗糙的，则( )
A．沿轨道1滑下重力做功多
B．沿轨道2滑下重力做功多
C．沿轨道3滑下重力做功多图1
D．沿三条轨道滑下重力做功一样多
解析：重力做功的大小仅取决于物体的初、末位置，跟物体运动的路径以及物体是否受其他力作用都无关，所以选项D正确。
答案：D
3．如图2所示的几个运动过程中，物体弹性势能增加的是( )
图2
A．如图甲，跳高运动员从压杆到杆伸直的过程中，杆的弹性势能
B．如图乙，人拉长弹簧过程中弹簧的弹性势能
C．如图丙，模型飞机用橡皮筋发射出去的过程中，橡皮筋的弹性势能
D．如图丁，小球被弹簧向上弹起的过程中，弹簧的弹性势能
解析：甲中杆的弹性势能减小，乙中弹簧的弹性势能增加，丙中橡皮筋的弹性势能减小，丁中弹簧向上弹起的过程中，弹簧的弹性势能减小，故B正确，A、C、D错误。
答案：B
4.如图3所示，演员正在进行杂技表演。
由图可估算出他将一只鸡蛋拋出
的过程中对鸡蛋所做的功最接近于( )
A．0.3 J B．3 J
C．30 J D．300 J
解析：一只鸡蛋大约50 g，演员拋起鸡蛋的高度大约50 cm，故拋起时做
的功转化为其势能约为mgh＝0.05×10×0.5 J＝0.25 J，所以A项最接近。
图3 答案：A
5．在一次“蹦极”运动中，人由高空下落到最低点的整个过程中，下列说法中错误的是( )
A．重力对人做正功
B．人的重力势能减小
C．橡皮绳对人做正功
D．橡皮绳的弹性势能增加
解析：人一直在下落，故重力对人做正功，人的重力势能不断减小，A、B正确；橡皮绳不断伸长，弹力对人做负功，使橡皮绳的弹性势能不断增加，故C错误，D正确。
答案：C
6.如图4所示，在光滑水平面上有一物体，它的左端连一弹簧，弹簧
的另一端固定在墙上，在力F作用下物体处于静止状态，当撤去F后，物
体将向右运动。
在物体向右运动的过程中，下列说法正确的是( ) 图4 A．弹簧的弹性势能逐渐减小
B．弹簧的弹性势能逐渐增大
C．弹簧的弹性势能先增大后减小
D．弹簧的弹性势能先减小后增大
解析：弹簧开始处于压缩状态，物体向右运动的过程中弹簧的形变量先变小后变大，所以弹簧的弹性势能先减小后增大。
答案：D
7.如图5所示，一个质量为M的物体放在水平面上，物体上方安装一个
长度为L、劲度系数为k的轻弹簧，现用手拉着弹簧上端的P点缓慢向上移
动，直到物体离开地面一段距离。
在此过程中，P 点的位移是H 。
开始时弹 图5 簧没有形变，则物体重力势能的增加量为( )
A ．MgH
B ．MgH ＋M 2g 2
k
C ．MgH －M 2g 2
k
D ．MgH －Mg k
解析：物体离开地面后，弹簧的伸长量为Δx ＝Mg
k
可见，物体上升的高度为Δh ＝H －Δx
＝H －Mg k 从而，物体重力势能的增加量为ΔE p ＝Mg Δh ＝Mg (H －Mg k )＝MgH －M 2g 2
k。
答案：C
8.如图6所示，一根长为l ，质量为m 的匀质软绳悬于O 点。
若将其下端向上提起使其对折，则做功至少为( )
A ．mgl B.1
2mgl 图6
C.13mgl
D.14
mgl 解析：将软绳下端向上提起，相当于把下半段向上移动了l 2，重力势能增加了12mg ·l 2＝
1
4mgl ，即外力至少要做的功为1
4
mgl ，D 正确。
答案：D
9.如图7所示，一个质量为m 的木块，以初速度v 0冲上倾角为θ的斜面，沿斜面上升L 的距离后又返回运动。
若木块与斜面间的动摩擦因数为μ，求：
(1)木块上升过程重力的平均功率是多少？木块的重力势能变化了多少？ 图7 (2)木块从开始运动到返回到出发点的过程滑动摩擦力做的功是多少？重力做的功是多少？全过程重力势能变化了多少？
解析：(1)上升过程重力做功W 1＝－mgL sin θ，上升所用时间t 1＝L v ＝L v 02
＝
2L
v 0
，故平均
功率P ＝W 1t 1
＝－
mgL sin θ2L v 0
＝－1
2mgv 0sin θ，重力势能增加了mgL sin θ。
(2)上升过程摩擦力做的功W μ1＝－μmg (cos θ)·L 下落过程摩擦力做的功W μ2＝－μmg (cos θ)·L
故整个过程中摩擦力做的功
W μ＝W μ1＋W μ2＝－2μmgL cos θ
全过程重力做的功为零，重力势能没有变化。
答案：(1)－1
2mgv 0sin θ 增加了mgL sin θ
(2)－2μmgL cos θ 零 零
10.有一上端挂在墙上的长画，从画的上端到下面的画轴长h
2＝1.8 m ，下面的画轴重1 N ，画面重0.8 N(画面处处均匀)，如图8所示。
现将长画从下向上卷起来，长画的重力势能增加了多少？
解析：选画轴起始位置为“零势能参考面”
卷起前⎩⎪⎨
⎪⎧
画面E p 1＝m 1gh 1＝0.72 J 画轴E p 2＝0
图8
卷起后⎩⎪⎨
⎪⎧
画面E p 1′＝m 1gh 2＝1.44 J 画轴E p 2′＝m 2gh 2＝1.8 J
ΔE p 1＝E p 1′－E p 1＝0.72 J ΔE p 2＝E p 2′－E p 2＝1.8 J ΔE p ＝ΔE p 1＋ΔE p 2＝2.52 J 。
答案：2.52 J。
