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機械能守恒定律范文1
1、驗證機械能守恒定律一般采用打點計時器算加速度的方法。
2、在只有重力或彈力做功的物體系統內(或者不受其他外力的作用下），物體系統的動能和勢能（包括重力勢能和彈性勢能）發生相互轉化，但機械能的總能量保持不變。這個規律叫做機械能守恒定律。
3、機械能守恒條件是：只有系統內的彈力或重力所做的功?！炯春雎阅Σ亮υ斐傻哪芰繐p失,所以機械能守恒也是一種理想化的物理模型】,而且是系統內機械能守恒。一般做題的時候好多是機械能不守恒的，但是可以用能量守恒，比如說把丟失的能量給補回來。
（來源：文章屋網 ）
機械能守恒定律范文2
物理課程是工科各專業的一門專業基礎課。通過本課程的學習，學生在掌握基本物理規律的基礎上，熟悉物理知識在實際生產生活中的應用，了解物理知識在后續專業課程的作用。在蘇州大學出版社出版的五年制高等職業《物理》（第一冊）中，第5章第五節“機械能守恒定律”的探究建立在前面所學知識的基礎上，而機械能守恒定律又是普遍的能量守恒定律的一種特殊情況。教材通過多個具體實例，說明勢能和動能，先猜測動能和勢能的相互轉化的關系，引出對機械能守恒定律及守恒條件的探究，由定性分析到定量計算，逐步深入，最后得出結論，并通過應用使學生領會定律在解決實際問題時的優越性。
2 學生分析
學生在初中已經了解動能和勢能的概念，動能和勢能可以相互轉化。通過本章前面幾節的學習，學生加深對動能和勢能的概念理解，知道重力做功與重力勢能的關系，并會運用動能定理解決簡單的問題。但中職學生物理水平普遍不高，學習物理的能力不強，本設計力圖通過生活實例和物理實驗，展示相關情景，激發學生的求知欲，引出對機械能守恒定律的探究，體現從“生活走向物理”的理念，通過建立物理模型，由淺入深進行探究，讓學生領會科學的研究方法，并通過規律應用鞏固知識，體會物理規律對生活實踐的作用。
3 教學目標
3.1 知識與技能
1）通過演示實驗，讓學生知道物體的動能和勢能可以相互轉化。2）通過對物體做自由落體的例子分析、推導，得出物體做自由落體的機械能守恒；并理解機械能守恒定律的內容，知道它的含義和適用條件。3）在具體問題中，能判定機械能是否守恒，并能列出機械能守恒的方程式。
3.2 過程與方法
1）通過學習機械能守恒定律的推導過程，學會研究物理的科學方法。2）通過對機械能守恒定律的理解，學會在具體的問題中判定物體的機械能是否守恒；學會運用能量轉化和守恒來解釋物理現象及分析問題的方法。
3.3 情感、態度與價值觀
1）通過實驗及物理現象增加學生對物理知識規律的求知熱情；2）通過能量守恒的教學，使學生樹立科學觀點，理解和運用自然規律，并用來解決實際問題。
4 教學重點
1）掌握機械能守恒定律的推導、建立過程，理解機械能守恒定律的內容；2）在具體的問題中能判定機械能是否守恒，并能列出定律的數學表達式。
5 教學難點
1）從能的轉化和功能關系出發理解機械能守恒的條件；2）能正確判斷研究對象在所經歷的過程中機械能是否守恒，能正確分析物體所具有的機械能，尤其是分析、判斷物體所具有的重力勢能。
6 教學方法
演繹推導法、分析歸納法、討論法。
7 教具
滾擺（或溜溜球）、鐵球、圓形軌道（過山車模型）、細線、鋼球、投影片、彈簧振子。
8 教學過程
8.1 復習提問，導入新課
1）教師提問。本章我們已經學習了哪幾種形式的能？動能定理的內容和表達式是什么？物體重力做的功與重力勢能的變化之間有什么關系？
2）學生回答。本章我們已經學習了動能、重力勢能、彈性勢能。動能定理的內容：合力對物體所做的功，等于物體動能的改變量。表達式：W合=EK1-EK2。物體重力做的功與重力勢能的變化之間的關系：物體重力做的功等于重力勢能的減少量。
3）教師總結。動能定理中物體動能的改變量是物體的末動能減去初動能，定理的表達式：W合=EK1-EK2。物體重力做的功與重力勢能的變化之間的關系中的重力勢能的減少量是初位置的重力勢能減去末位置的重力勢能，關系表達式：WG=EP1-EP2。動能、重力勢能、彈性勢能統稱為機械能，本節課我們就來研究有關機械能的問題。提出課題：機械能守恒定律。
8.2 進行新課
1）舉例分析機械能之間的相互轉化。
演示實驗1：滾擺
演示實驗2：過山車模型（鐵球從圓形軌道某一高度滾下）
引導學生分析得出：通過重力做功，物體的動能和重力勢能之間可以相互轉化。
展示圖片“撐桿跳高”“拉弓射箭”，引導學生分析得出：通過彈力做功，物體的動能和彈力勢能之間可以相互轉化。
總結結論：機械能之間可以相互轉化。
2）探尋機械能之間相互轉化所遵循的規律。
①定性分析。
演示實驗3：鋼球用細繩懸起，請一學生靠近，將鋼球偏至他鼻子處釋放，鋼球擺回時，觀察該生反應。（調節課堂氣氛，激發學生學習的興趣。）釋放鋼球后，鋼球來回擺動，擺回到該生鼻子處返回，不會碰到鼻子。
演示實驗4：將小鋼球用細線懸掛一端固定在黑板上部，把小球拉到一定高度的A點，然后放開，讓小球在同一平面內擺動。觀察到小球可以擺到跟A點等高的C點，如圖1甲。再用一釘子固定在小黑板上某點擋住細線，再觀察，發現小球雖然不能擺到C點，但擺到另一側時，也能達到跟A點相同的高度，仍等高，如圖1乙。
問題1：這個小實驗中，小球的受力情況如何？各個力的做功情況如何？能量轉化情況？問題2：小球擺動過程中總能回到原來高度，好像“記得”自己原來的高度，說明在擺動過程中有一個物理量是保持不變的，是什么呢？
學生觀察演示實驗，思考問題，發表見解：“小球受重力和繩的拉力，繩的拉力不做功，只有重力做功。下降時，重力做正功，重力勢能減少，動能增加；上升時，重力做負功，重力勢能增加，動能減少。小球擺動過程中總能回到原來高度，說明重力勢能與動能的總和保持不變，也就是機械能保持不變?！?/p>
②定量分析推導。提出研究方法：在探究物理規律時，應該是由簡單到復雜，逐步深入，先對簡單的物理現象進行探究，然后加以推廣深化。在動能與勢能轉化的情景中，自由落體（只受重力）應該是比較簡單的。
投影片如圖2所示，質量為m的物體自由下落過程中，經過位置1時，高度h1，速度v1；下落至位置2時，高度h 2，速度v2。引導學生思考分析：若不計空氣阻力，分析物體由h1下落到h2過程中機械能的變化。
分析：質量為m的物體自由下落過程中，只有重力做功，根據動能定理，有WG=mv22-mv12。下落過程中重力對物體做功，重力做功在數值上等于物體重力勢能的變化量。取地面為參考平面，有WG=mgh1-mgh2。由以上兩式可以得到mv22-mv12=mgh1-mgh2①。移項得mgh1+mv12=mgh2+mv22②，即EP1+EK1=EP2+EK2，E1=E2。引導學生討論式①的含義是什么？式②的含義又是什么？
在表達式①中，左邊是物體動能的增加量，右邊是物體重力勢能減少量，該表達式說明：物體在下落過程中，重力做了多少正功，物體的重力勢能就減小多少，同時物體的動能就增加多少。在表達式②中，左邊是物體在初位置時的機械能，右邊是物體在末位置時的機械能，該式表示：動能和勢能之和不變即總的機械能守恒。
3）分析機械能守恒的條件。舉例分析：物體沿光滑斜面下滑，上述結論是否成立；物體沿光滑曲面下滑，上述結論是否成立。由學生推導、分析：物體沿光滑斜面或光滑曲面下滑時，受重力和支持力作用，支持不做功，只有重力做功，由動能定理和重力做功，同樣得出動能和勢能之和即總的機械能保持不變。
演示實驗5：彈簧振子（水平方向）來回振動。引導學生分析得出：在只有彈力做功的情形下，系統的動能和彈力勢能可以相互轉化，總的機械能也保持不變。
演示實驗6：豎直彈簧振子的振動。引導學生分析得出：只有重力和彈力做功的情形下，系統的動能和重力勢能、彈力勢能相互轉化，總的機械能也保持不變。
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4）歸納結論。在只有重力和彈力做功的情況下，物體（系統）的動能和勢能可以相互轉化，物體機械能總量保持不變。這個結論叫做機械能守恒定律。
8.3 鞏固拓寬
【投影片】
1.分析下列情況下機械能是否守恒
A.跳傘運動員從空中勻速下降的過程
B.重物被起重機勻速吊起的過程
C.物體做平拋運動的過程
D.物體沿光滑圓弧面下滑
【分析】機械能守恒的條件：物體只受重力或彈力的作用，或者還受其他力作用，但其他力不做功，那么在動能和勢能的相互轉化過程中，物體的機械能守恒。依照此條件分析，AB項均錯。答案：CD。
2.某人站在h1=10 m高的陽臺上，以v1=10 m/s的速度隨意拋出一個小球，如果不計空氣阻力，求小球落地時速度的大小。
【分析與解答】小球被隨意拋出，可能上拋、斜拋或斜下拋，方向不定，用牛頓第二定律難以求解落地時的速度大小。本題用機械能守恒定律來解。
小球在空中飛行過程中，只有重力做功，機械能守恒。取地面為零勢能面，小球被拋時，重力勢能mgh1，動能mv12；小球落地時，重力勢能mgh2=0，動能mv22。根據機械能守恒定律，mgh1+mv12=mgh2+mv22，得mgh1+mv12=mv22，所以v22=2gh1+v12=2×9.8×10+102，v2≈17.2 m/s。
引導學生分析總結此題的解題要點、步驟。機械能守恒定律不涉及運動過程中的加速度、時間及速度方向，用它處理問題要比牛頓定律方便。運用機械能守恒定律解題的基本步驟：1）審題，明確研究對象；2）對研究對象進行受力分析，并分析各力做功情況，判斷是否符合機械能守恒條件；3）（符合）選取零勢能面，找出物體初、末兩狀態的動能和勢能；4）根據機械能守恒定律列等式，求解。
8.4 總結（略）
8.5 作業布置
1）課本P131知識研讀；2）課本P132思考與練習“1.2”。
8.6 板書設計
5.5 機械能守恒定律
1、機械能
定義：動能、重力勢能、彈性勢能統稱為機械能
總的機械能：E=EK+EP
2、機械能之間可以相互轉化
3、機械能守恒定律
1）內容：在只有重力做功的情形下，物體的動能和重力勢能發生相互轉化，但機械能的總量保持不變。2）數學表達式：mgh1+mv12=mgh2+mv22或EP1+EK1=EP2+EK2。
4、機械能守恒條件
1）物體只受重力或彈力的作用；2）物體除受重力或彈力的作用外，還受其他力，其他力不做功或所做功的代數和為零。
5、運用機械能守恒定律解題的基本步驟
機械能守恒定律范文3
1. 條件性 充分理解“只有重力或彈力做功”的含義：（1） 對某一個物體系統（這是指一個物體和地球、彈簧組成的系統），只有重力或彈簧彈力做功，其它力不做功或做功的代數和為零. （2） 對多物體系統（包括地球、彈簧），系統內只有重力或彈力做功，其它內力和外力不做功或做功的代數和為零. 但有時多物體系統內力（非重力，彈力）確實做功（有正功，負功），其功的值不易判斷，這時可用能量守恒加以判斷，系統除了動能和勢能外，看看是否有其它形式能產生，若有其它形式能產生則系統機械能就不守恒，反之則守恒. 所以，運用機械能守恒定律解答問題的關鍵是判斷系統守恒的條件性.
■ 例1 如圖1所示，長為L的輕質硬棒的底端和中點各固定一個質量為m的小球A、B，為使輕質硬棒能繞轉軸O轉到最高點，求：A小球在圖示位置應具有的最小速度？
■ 解析 雖桿對兩小球分別都做了功（功值難判斷），但因系統除機械能外，沒有其它形式的能產生，所以系統的機械能守恒. 因為小球轉到最高點的最小速度為0，且最低點時，vB=vA/2，設最低點A球最小速度為v，有：
■mv2+■m■2=mgL+mg×2L
得：v=■=■
2. 系統性 勢能是系統的概念，只有系統才具有勢能，而且存在于保守力場中，如：重力勢能（屬于地球和物體系統所有）、彈簧的彈性勢能（屬于彈簧和與之連接的物體所組成的系統所有）、靜電場中的電勢能（屬于電場和電荷系統所有）、分子勢能（屬于相互作用的分子系統），例1中系統的機械能即為兩球的動能與重力勢能的總和. 多物體系統的機械能守恒表達式，常常用ΔE=0，更簡單明了.
■ 例2 如圖2所示，質量為m1的物體A經一輕質彈簧與下方地面上的質量為m2的物體B相連，彈簧的勁度系數為k，A、B都處于靜止狀態. 一條不可伸長的輕繩繞過輕滑輪，一端連物體A，另一端連一輕掛鉤. 開始時各段繩都為伸直狀態，A上方的一段沿豎直方向. 現在掛鉤上掛一質量為m3的物體C，由靜止釋放C，A上升，最后B剛要離開地面，但沒有向上運動. 若將C換成另一個質量為（m1+m3）的物體D，仍從上述初始位置由靜止狀態釋放，則這次B剛離地時D的速度的大小是多少？已知重力加速度為g.
■ 解析 開始時，B靜止，設彈簧的壓縮量為x1，則
kx1=m1g
掛C后，當B剛要離地時，設彈簧伸長量為x2，有
kx2=m2g
此時，A和C速度均為零. 從掛C到此時，根據機械能守恒定律，彈簧彈性勢能的改變量為ΔEp
ΔEp-m3g（x1+x2）+m1g（x1+x2）=0
將C換成D后，有
ΔEp+■（m1+m3+m1）v2-（m1+m3）g（x1+x2）+m1g（x1+x2）=0
聯立以上各式可以解得
v=■
3. 相對性 機械能包含動能和勢能，Ek=■mv2中涉及到參考系的選擇，這里只能選慣性參考系. Ep=mgh中涉及到零勢能位置（參考平面）的選取，（彈性勢能的零勢能位置為彈簧的原長處），因此相對于不同的參考系和零勢能面描述的結果不相同，涉及多個物體組成的系統或發生多個物理過程，要選取統一的慣性參考系和零勢能面.
■ 例3 如圖3所示，將質量均為m、厚度不計的兩物塊A、B用輕質彈簧相連接. 第一次只用手托著B物塊于H高度，A在彈簧彈力的作用下處于靜止，現將彈簧鎖定，此時彈簧的彈性勢能為Ep，現由靜止釋放A、B，B物塊剛要著地前瞬間彈簧瞬間自動解除鎖定（解除鎖定無機械能損失），B物塊著地后速度立即變為0，在隨后的過程中B物塊恰能離開地面但不繼續上升. 第二次用手拿著A、B兩物塊，使得彈簧豎直并處于原長狀態，此時物塊B離地面的距離也為H，然后由靜止同時釋放A、B，B物塊著地后速度同樣立即變為0. 求：
（1） 第二次釋放A、B后，A上升至彈簧恢復原長時的速度v1.
（2） 第二次釋放A、B后，B剛要離地時A的速度v2.
■ 解析 （1） 第二次釋放A、B后，A、B做自由落體運動，B著地后，A和彈簧相互作用至A上升到彈簧恢復原長過程中，彈簧對A做的總功為零.
對A從開始下落至彈簧恢復原長過程，對A由機械能定律有mgH=■mv21
解得v1=■方向向上.
（2） 設彈簧的勁度系數為k，第一次釋放AB前，彈簧向上產生的彈力與A的重力平衡.
設彈簧的形變量（壓縮）為Δx2，有Δx2=■
第一次釋放AB后，B剛要離地時彈簧產生向上的彈力與B的重力平衡
設彈簧的形變量（伸長）為Δx2，有Δx2=■
第二次釋放AB后，在B剛要離地時彈簧產生向上的彈力與B的重力平衡
設彈簧的形變量（伸長）為Δx3，有Δx3=■
由上得：Δx2=Δx2=Δx3
即這三個狀態，彈簧的彈性勢能都為Ep.
在第一次釋放AB后至B著地前過程，對A、B和彈簧組成的系統由機械能守恒有
2mgH=■×2mv2
從B著地后到B剛要離地的過程，對A和彈簧組成的系統，由機械能守恒有
■mv2+Ep=mg（Δx1+Δx2）+Ep
機械能守恒定律范文4
能量守恒定律是十九世紀自然科學三大發現之一，對辨證唯物主義思想的建立起了重要作用，是學生樹立辨證唯物主義觀點的重要基礎之一；能量轉化和守恒思想貫穿整個高中教材，是認識自然、掌握自然規律的重要“工具”。機械能守恒是高中學生對能量轉化及守恒的啟蒙，是必須牢固掌握的一個重要規律。
二、教學目標
1.理解機械能和機械能總量的概念；
掌握機械能守恒定律的內涵和外延；現解機械能守恒定律條件的實質;
初步會用定律分析機械能是否守恒。
2.理解機械能守恒定律的得來過程：提出問題實例探究發現結論理論推證總結規律初步應用。
領悟發現物理規律的一種科學方法――演繹推理法。
3.認識世界的物質性，物質的變化性，運動的守恒性，初步樹立、變中有恒、能量守恒、物質不變等辯證唯物主義觀點；
認識尋找守恒量的意義。
三、重點難點
機械能守恒定律的推理分析過程、定律的內容和定律條件的實質性理解；物理學研究方法和抽象思維、形象思維、直覺思維能力的訓練。
教學用具：多媒體課件、重球、細線、支架。
四、教學過程
1.引入新課
碰鼻實驗：如圖1所示，把懸掛重球拉至鼻尖由靜止釋放，實驗者立于原位不動，小球來回擺動，學生觀察者怕重球碰壞了鼻子，可事實重球碰不到鼻尖。
（讓一位學生上臺表演重球實驗，以驚激趣，以趣生疑，以疑引思，迅速激起學生的興趣，集中注意力。）
為什么？解釋這種現象要用到新的力學規律――機械能守恒定律，今天學習機械能守恒定律，用多媒體展示出課題。
2.介紹概念
提問什么是機械能與機械能總量？
機械能E：機械能是個大概念，它有三種形式，動能、重力勢能、彈性勢能都稱為機械能。
機械能總量：動能和重力勢能、彈性勢能之和，即E=EK+EP重+EP彈。
3.提出問題
現實物理世界存在著大量的動能與重力勢能（或彈性勢能）相互轉化的實例。那么，物體的動能與勢能發生相互轉化時機械能總量是變還是不變呢？通過實例分析，尋找結論。
4.實例探究
例1.物體作豎直上拋運動，空氣阻力不計，試分析拋出點、最高點和上升過程中任意一點，物體機械能的關系。
分析：取地面為重力勢能零勢能面，設拋出點的機械能為E1，最高點的機械能為E2，任意點對應的高度為h，物體的速度為v，機械能為E3，
則E1=mv02/2，E2=mgH，E3= mv2/2+ mgh。
因為 H= v02/2g，所以mgH=mg?v02/2g = mv02/2，可見 E2=E1 ；
根據豎直上拋運動學公式v2- v02= -2gh可得：E3= mv2/2+ mgh= m（v02 -2gh）/2+ mgh= mv02/2，可見，E3=E1。
例2.如圖2所示，物體沿固定斜面下滑，由123（空氣阻力不計，1、2之間光滑，2、3之間粗糙），試分析1、2、3三個位置機械能的關系。
分析：取地面為重力勢能零勢能面，則
E1= mv12/2+ mgh1，
E2= mv22/2+ mgh2，
E3= mv22/2。
12由動能定理得：WG= mv22/2-mv12/2，
由重力做功特點得：WG= mgh1-mgh2，
所以 mv22/2+ mgh2=mv12/2+ mgh1，
可見 E2 = E1。
23由動能定理得：WG-|Wf |= mv32/2- mv22/2，
由重力做功特點得：WG= mgh2-0，
所以 mv32/2+|Wf |= mv22/2+ mgh2，
即 E3+|Wf |= E2，可見 E3< E2。
(例1用豎直上拋運動知識分析，例2用動能定理和重力做功特點分析，一方面可培養思維的發散性、靈活性，另一方面可提高學生對結論的可信度。根據維果次基的“最近發展區”理論，例1讓基礎一般的學生分析探究，例2讓基礎較好的學生探究，下面的理論推證應引導讓更好一些的學生作答，具體過程用多媒體展示。)
5.初得結論
物體在運動過程中，如果只有重力做功，機械能的總量保持不變，如果還有其他力做功，則要變。
6.理論推證
如圖3所示，物體從位置1運動到
位置2，速率由v1變化到v2，受力為重力mg、空氣阻力f和拉力F。由動能定理得：
W總= mv22/2- mv12/2，
或W其它力+ WG= mv22/2- mv12/2。
由重力做功特點得：WG= mgh1-mgh2，
所以W其它力= mv22/2+ mgh2-（mv12/2+ mgh1），
即W其它力= E2- E1。
可見，W其它力>0，E2>E1，機械能增加；
W其它力=0，E2=E1，機械能不變；
W其它力
在W其它力=0中，如果其它力始終不做功，即只有重力做功，則機械能始終不變（即機械能守恒），由此可得機械能守恒定律。
（發現物理規律有三種基本方法：實驗歸納法、演繹推理法和類比推理法。要向學生指出，這里采用實例探究+演繹推理法，在定律的推理分析過程中，培養學生的邏輯推理能力和探究發現能力。通過物理概念、規律教學，要讓學生領悟研究物理的科學方法，提高學生的思維能力和類科研能力。）
7.總結規律
機械能守恒定律：
對象：系統（物體與地球組成的系統）
條件：只有重力做功（即沒有阻力做功、其它力不做功）
結論：能量只在動能和重力勢能之間轉化，機械能總量保持不變。
范圍：在低速、宏觀領域適用，相對于慣性參照系成立。
對定律條件的實質性理解：沒有阻力做功，保證機械能不向其他形式能（如熱能）轉化；其它外力不做功，保證系統與外界沒有能量交換，從而保證系統機械能總量不變。
同理可知，物體和彈簧組成的系統，在物體運動過程中，如果只有彈力做功，那么總機械能（動能與彈性勢能之和）也保持不變。
一般地，物體系（運動物體、彈簧、地球）在狀態變化過程中，如果只有重力和彈力做功，那么，物體系的動能、重力勢能和彈性勢能的總和保持不變。
（把機械能守恒定律的內容分為定律對象、條件和結論進行表達和對定律條件作實質性的分析，一是可避免部分學生死背定律內容，二是有利于學生從能轉化的高度真正理解和掌握機械能守恒定律條件的物理意義。機械能守恒定律的內容總結得與教材不同，且以教師敘述、解釋為主，體現教師的主導性和創造性。）
8.規律應用
（1）開頭的演示實驗：重球在擺動過程中克服空氣阻力做功，機械能不斷減少，所以重球擺動不到初始高度，碰不到鼻尖。而且，擺動次數越多機械能損失越多，重球離鼻尖越遠。
（2）如圖4所示，人拉物體沿斜面
勻速上升，物體的機械能不守恒，因為人拉物體做功，人有能量轉化為物體的機械能，因此，物體的機械能增加。若物體上滑過程中不受人的拉力，則物體的機械能守恒。
（3）彈簧上端固定，下端懸掛小球作上下振動的過程中，對物體和彈簧系統，因為只有重力和彈力做功，所以機械能守恒（功法）。
（4）火箭起飛階段加速上升，向下噴出的氣體作用于火箭的上升力，對火箭做正功，火箭的機械能增加（功法）。
通過以上四例的分析發現，判斷機械能是否守恒的兩種方法：功法（是否滿足只有重力和彈力做功）和能量轉化法（有無機械能與其他形式能發生轉化。）
（經過緊張思維活動，得到機械能守恒定律，至此，學生能應用定律解釋開始的演示實驗現象，并能對實際問題機械能是否守恒作出分析判斷，學生臉上露出了成功的喜悅。）
情感態度與價值觀教育：
世界的物質性，物質的變化性，變化的守恒性，初步樹立變中有恒、能量守恒、物質不滅等辨證唯物主義觀點；
尋找守恒量的意義：自然界千變萬化，但有些物理量在一定條件下是守恒的，可以用這些“守恒量”表示自然界的變化規律。尋找“守恒量”已經成為物理學研究中的重要方面。
9.課堂小結
本節課，在介紹機械能與機械能總量概念的基礎上提出問題：動能與勢能轉化存在什么規律？用已有知識和規律（豎直上拋運動知識和動能定理、重力做功與重力勢能的關系），通過對兩個實際問題的分析，初步發現規律；再就一般情況予以理論推證，然后概括出機械能守恒定律，而且對定律的條件及其意義從能轉化角度作深刻的分析；最后，解釋演示實驗現象和實際問題。機械能守恒定律發現法教學過程模式和知識方法結構模式總結如下（用多媒體展示）：
實驗激疑提出問題實例探究發現結論理論推證總結規律 規律應用。
10.布置作業
（1）閱讀教材：人民教育出版社等編著普通高中課程標準實驗教科書物理必修2P69-71;
（2）基礎作業：P72：1、2、3。
（3）提高作業：試推導機械能守恒定律的條件，并說明機械能守恒定律得來的科學方法的名稱――實例探究、演繹推理法。
(作者單位：浙江省新昌中學)
機械能守恒定律范文5
本實驗設計方案評價：本實驗在創新設計方案二的基礎上作了改進，不用立方體小鐵塊而將擋光效果好、寬度相同的黑色磁帶貼在透明直尺上，從一定高度由靜止釋放，并使其豎直通過光電門，測得各段黑色磁帶通過光電門的時間，另外長度的測量比創新設計方案二和三更好操作，誤差更小.當然本實驗操作中也要控制好直尺豎直下落.
驗證性實驗高考復習建議
1.要明確實驗思想
做好驗證性實驗的前提，就是要創設好物理情景，這就是驗證性實驗的實驗思想.在驗證機械能守恒定律的實驗中，我們可以創設出多種物理情景，而其中讓物體自由下落在中學實驗室很容易做到，過程也簡單.
2.要掌握實驗方法
在教材的驗證實驗中，給我們提供了多種實驗方法，而這些實驗方法在我們研究探究性實驗和設計性實驗中經常會用到，因此，我們必須要掌握和靈活運用這些實驗方法.
3.要重視實驗的驗證條件
物理規律的形成，通常會有一定的前提或必備條件，在驗證性實驗中必須要滿足這些條件才能使實驗順利進行，而這一點恰恰是我們容易忽視或不注意的.在驗證機械能守恒定律的實驗中，“只有重力做功”是實驗的驗證條件，而實驗中阻力的存在是不可避免的，阻力做功過大時，實驗誤差大，實驗將失去意義，實驗設計中要考慮到減小阻力.
4.要學會實驗數據的處理
定量驗證實驗的數據處理通常采用代數計算法.如在驗證機械能守恒定律實驗時，根據計算求出增加的動能和減少的重力勢能在“誤差允許的范圍內”是否相等來完成驗證工作，定性的驗證實驗的數據處理通常采用圖象法.
機械能守恒定律范文6
一、機械能守恒定律的數學推導
根據質點系的動能定理，質點系外力和內力作功的總和等于系統動能的增量，即
Ae+Ai=ΔEk（1）
其中Ae表示系統外力所作的總功，Ai表示系統內力所作的總功.系統內力所作的功又分為保守內力所作功Aic和非保守力內力所作功Aid，即
Ai=Aic+Aid（2）
保守內力作功總可以用系統勢能增量的負值表示
Aic=-ΔEp（3）
（1）～（3）聯解可得
Ai+Aid=ΔE（4）
即外力與內非保守力作功的總和等于系統機械能的增量.當外力不作功時Ai=0時，要使機械能的增量為零ΔE=0，則必須Aid=0，即系統內非保守力不作功.因此，系統機械能守恒的條件必須是外力不作功且內非保守力不作功，即系統內只有保守力作功，系統內部各物體間只有動能和勢能的相互轉化，但機械能的總量保持不變.
二、例題詳解
以速度為v0做勻速運動的車廂里固定一個高為h，傾角為θ的光滑斜面，斜面頂端有一質量為m的小物體自頂端靜止下滑到底端，分別以車廂和地面為參考系考慮物體的機械能的變化.
以車廂為慣性參考系，物體受到重力，斜面對物體的支持力，由于N的方向與始終與物移方向垂直，因此做功為零，只有重力做功，物體的機械能保持不變，有
mgh=12mv21（5）
以地面為參考系分析物體的初末狀態，初速度v0，末速度為v1相對車廂速度與v0的矢量和v，根據矢量運算法則可得
v=v20+v21+2v0v1cosθ（6）
故物體在斜面頂端的機械能為
E1=12mv20+mgh（7）
在斜面末端的機械能為
E2=12mv2=12mv20+12mv21+mv0v1cosθ（8）
（5）代入（8）有
E2=12mv20+mgh+mv0v1cosθ（9）
可知末態的機械能大于初態的機械能.在運動過程中物體的機械能有了增加，增量為
ΔE=E2-E1=mv0v1cosθ=mv02ghcosθ（10）
進一步分析上述問題發現不同的參考系中N做功的情況不同.從車廂參考系轉到地面參考系，N的方向和大小沒有改變，在車廂參考系中，物體的位移是沿斜面的直線，但在地面參考系中，N與位移方向夾角小于90度，N做正功，因此機械能不守恒.具體證明如下：
N在X方向的分量Nx=mgcosθsinθ（11）
N在Y方向的分量Ny=mgcos2θ（12）
物體在X方向的加速度ax=gsinθcosθ（13）
物體在Y方向的加速度ay=-gsin2θ（14）
物體的運動時間與h的關系為h=12ayt2，
所以t=1sinθ2hg（15）
在地面參考系中，物體在x方向和y方向的位移分別為
x=v0t+12axt2=v0sinθ2hg+hcosθsinθ，y=-h（16）
力N對物體所做的總功為A=Nxx+Nyy（17）
代入整理可得A=mv02ghcosθ（18）
這就是（10）式選用不同參考系時機械能增量的來源.
