第5节机械能守恒定律教学准备：多媒体素材：自行车下坡、小孩坐滑梯、小孩荡秋千、运动员撑杆跳高、蹦极运动、翻滚过山车、上海明珠线轻轨车站、永动机不能实现视频．实验器材：金属球、悬线、铁架台、传感器、计算机、弹簧、过山车模型、尾部带弹簧的圆珠笔．教学过程：一、新课引入二、实验探究实验2：如图所示，将金属球用细线悬挂起来固定在黑板上部（在黑板上画出相应的水平线），让金属球摆动，通过实验发现，小球可以摆到跟释放点等高处．再用一个钉子固定在黑板上某点挡住细线，再观察，发现金属球仍可以摆到跟释放点等高处．教师引导学生分析、讨论实验现象所展示的能量转化特点及做功情况：小球在摆动过程中通过重力做功，势能与动能互相转换．重力做正功，重力势能减少，动能增加；重力做负功，重力势能增加，动能减少．实验3：借助传感器测出金属球在不同位置的速度大小，利用计算机的数据处理功能计算出金属球在不同位置的动能、重力势能的大小．学生通过分析实验数据，发现金属球在摆动过程中动能与重力势能的变化规律与猜想一致，得出机械能的总量不变．三、观察与思考多媒体播放1：自行车下坡、小孩玩滑梯、小孩荡秋千、运动员撑竿跳高．教师通过视频再现一些学生生活中熟悉的机械能转化的实例，引导学生分析在这些过程中机械能转化的特点和做功的特点，并提示学生猜想在这些过程中机械能是否守恒吗？机械能守恒的条件是什么？提醒学生注意图4-5-1、4-5-2中都忽略了空气阻力及其他摩擦阻力，在这种情况下只有重力做功，物体的动能、势能相互转化，总量不变．但实验2中金属球摆动多次后最高点会逐渐降低，这就是空气阻力的作用．四、理性探究教师做出一些提示，学生进行自由落体、竖直上抛及课本图4-5-3的平抛运动的理性探究，分析动能和重力势能的转化特点，各状态的机械能特点及做功情况．五、得出结论：机械能守恒定律及其条件总结实验探究和理性探究结果，教师指出：科学家们进行的大量实验研究和大量事实表明，在只有重力和弹力做功的物体系统内，动能和势能会发生相互转化，但机械能的总量保持不变．这就是机械能守恒定律．给出机械能守恒定律的表达式．教师还需要指出：虽然我们是从有限的几个具体实例中归纳出了机械能守恒定律，但至今人类还未发现在上述条件下机械能不守恒的反例，因此这是一个普遍规律，这种归纳法也是科学研究中常用的方法．实验4：放开被压缩的弹簧，弹簧可以把跟它接触的小球弹开去．实验5：学生将尾部带有弹簧的圆珠笔的尾部朝下放在桌上，将笔向下压，然后松手．多媒体播放2：蹦极运动视频．通过上述实验及视频播放，教师指出：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．六、机械能守恒定律的应用多媒体播放3：翻滚过山车视频．提出问题，引起思考：坐过山车前必须做什么准备？（系安全带）不系安全带会怎样？（人会掉下来）最有可能从何处掉下来？（竖直圆轨道顶端）不系安全带一定会掉下来吗？学生疑惑、思考．实验6：请学生代表进行“小球在竖直圆形轨道内侧运动”的模拟实验，从不同高度释放小球，观察小球的运动情况．在学生初步体会出小球能否通过最高点与小球释放的高度有关后，教师进一步提出：⑴要使小球通过圆弧轨道的顶端时不掉下来，小球在顶端时的速度至少为多大？⑵如果忽略摩擦阻力，小球的初位置必须比轨道地段高出多少？⑶小球最初的实际高度必须大于这个理论值，为什么？（分析及解答略）学生思考后交流．多媒体播放4：上海明珠线轻轨车站视频．教师提出问题：你知道站台做成这样一个小坡有什么好处吗？学生共同讨论教材第76页例题（题及题解略）教师指出：应用机械能守恒定律解题简洁便利，不仅适用于直线运动，也适用于做曲线运动的物体．在运用过程中要关注定律的适用条件以及一些解题基本方法．分析以上解题过程归纳出：应用机械能守恒定律解题的基本步骤．1．根据题意，选取研究对象（物体或相互作用的物体系）．2．分析研究对象在运动过程中所受各力的做功情况，判断是否符合机械能守恒的条件．3．若符合条件，先要选取合适的零势能的参考平面，确定研究对象在运动过程的初、末状态...
