赛道上运动员的运动建立模型：一个沿光滑曲面下滑的物体，由A位置运动到B位置,可以得到以下能量关系:
情景5.在光滑的杆上运动的物体，由A位置运动到B位置, 可以得到以下能量关系:
2．根据学案表格，引导学生研究合外力做功与动能变化之间的关系
C
B △x2 v2 l0 h1h2Av1Bv2△x1 v1 A 1122mv2?mv1，根据重力做功跟重力势221122?mgh能的关系，WG?mgh，所以mgh?mgh?mv?mv1，移项后得到1212222对于情景1、2，物体由于只受重力，所以WG?1122mv2?mgh2?mv1?mgh122（1），由此得到A、B两处机械能相等．
对于情景3、4，虽然物体受到重力和弹力两个力，但由于弹力不做功，所以得到跟情景1、2相同的结论．
对于情景5，物体虽然受到重力、支持力和弹簧施加的弹力，但只有弹簧的弹力做功，所以得到跟前面相同的结论．
【实验验证情景5】请大家观察气垫导轨上小球的运动过程，小球好像 “记得”自己每次的初始位置．
3．引导学生得出机械能守恒的条件 只有重力或弹力做功的物体系统
【目标2评价】在下列的物理过程中，小球的机械能守恒的有（均不计空气阻力）. A．小球在水中匀速下落
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B．沿水平方向抛出一颗小球
C．用细绳拴着一个小球，使小球在竖直面内做圆周运动
D．在光滑水平面上运动的小球碰到一个弹簧，把弹簧压缩后，又被弹回来
【目标4评价】通过理论推导和对生活中一些物理现象的分析,进一步体会功是能量转化的量度，能够从机械能有没有和其它形式的能发生相互转化的角度进一步理解机械能守恒．
伽利略在他的理想实验中认为,在没有摩擦阻力的情况下,小球从斜面的一定高度滚下,必然在一个对接的斜面上冲到同样地高度,且不因这个斜面的倾角变化而变化,如图所示,你能用功能转化以及守恒的观点来解释伽利略的想法吗? 4．学生总结概括
在只有重力做功或弹力做功的物体系统内,动能与势能发生相互转化,而总的机械能保持不变．（板书：机械能守恒定律的内容、表达式、使用条件．）
（1）内容：在只有重力或(弹簧)弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变．
（2）表达式：EK1＋EP1＝Ek2＋EP2 E1=E2
（3）适用条件：只有重力做功或弹力做功的物体系统. 【实际应用】（板书）
【目标３评价】能够运用机械能守恒定律分析生活中一些常见的物理现象，并能将其转化为简单的物理模型，领悟运用机械能守恒定律解决问题的优越性． 分析荡秋千运动，思考下列问题:
（1）如果人坐在秋千板上不动，秋千摆动的幅度越来越小，秋千和人组成的系统机械能守恒吗?为什么?如果不守恒，机械能转化为什么形式的能量了？机械能守恒的实质是什么？ （2）人坐在秋千板上不动而自由摆动的过程中，如果阻力可以忽略，秋千和人组成的系统机械能守恒吗? 为什么?动能的变化量的绝对值与重力势能的变化量的绝对值有什么关系？若把人看成质点，我们可以把这个情景简化成怎样的物理模型？
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（3）在（2）中所描述的情景中，设秋千的绳长为l，最大偏角为θ，人运动到最低位置时的速度是多大，请根据机械能守恒定律，尝试计算一下．
学生总结：应用机械能守恒定律，只需要考虑运动的初状态和末状态，不必考虑两个状态间过程的细节．
（4）请总结一下应用机械能守恒定律解决问题的基本步骤.（板书） ①明确研究对象
②对研究对象做受力分析，判断机械能是否守恒. ③选定参考平面，确定物体在始、末状态的机械能. ④根据机械能守恒定律列方程求解. 【课后作业】 【目标3评价】
1．下列关于机械能是否守恒的叙述正确的是（ ）
A．被吊车匀速吊起的物体机械能守恒 B．做匀变速直线运动的物体的机械能可能守恒 C．合外力对物体做功为零时机机械能守恒 D．只有重力对物体做功，物体的机械能一定守恒
2．质量为10kg的物体，从20m高处自由落下，运用已经学过的知识，把下表填好．g取10m/s 物体所 动能E（ 重力势能EP（J） KJ）在位置 A B C
0 2000 2000 1500 和（EK+EP）（J） 2000 2000 动能与重力势能的2
A 20
5B C
3．如图所示，把一块质量是0．5kg的石头，从20m高处的山崖上以30°角斜向上方抛出，初速度是5．0m／s．不计空气阻力．
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（1）石头落地时速度是多大？请用机械能守恒定律和动能定理分别讨论．
（2）石块落地时速度的大小与下列哪些因素有关？（ ）
A．石块的质量 B．石块初速度的大小 C．石块初速度的仰角 D．石块抛出时的高度
4.质量为m的小球从一定高处自由落下，落到直立的下端固定的弹簧上，请思考： （1）系统中涉及几种形式的能量？
（2）小球受到哪些力？这些力对小球做功了吗？ （3）系统的机械能守恒吗？ （4）小球运动过程中能量守恒吗？
【板书设计】
第八节 机械能守恒定律
一、机械能守恒定律 1.内容 2.表达式 3.适用条件 二、实际应用 1.分析荡秋千运动 2.基本步骤
【延伸阅读】机械能守恒定律发现的过程
1755年至1807年间，瑞士物理学家欧拉提出了与速度和重力有关的“力函数”、“速度势”概念，法国物理学家拉格朗日则给出了“重力势函数”；1807年英国著名物理学家托马斯·杨在《自然哲学与机械技术》讲义中，最先提出了能量的概念，指出产生运动需要的功等于“物体的质量和速度的二次方积”；1829年，法国物理学家科里奥利建议将托马斯·杨提出的“能量”乘以1/2，称为动能，这很快得到了公认；同年，物理学家庞斯莱明确提出了动能定理．
1834年至1835年间，爱尔兰数学物理学家哈密顿提出了哈密顿原理，阐明了保守力场中动能和势能的转化及它们的总和保持不变．这就是机械能转化与守恒定律．
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早在力学初步形成时，就已经有了能量守恒的萌芽，例如，伽利略研究斜面问题和摆的运动，斯梯芬(Stevin，1548—1620)研究杠杆原理，惠更斯研究完全弹性碰撞等都涉及能量守恒问题．17世纪法国哲学家笛卡儿已经明确提出了运动不灭的思想．以后德国哲学家莱布尼兹(Leibniz，1646—1716)引进活力(Visviva)的概念，首先提出活力守恒原理，他认为用mv度量的活力在力学过程中是守恒的，宇宙间的“活力”的总和是守恒的．D．伯努利(DanielBernoulli，1700—1782)的流体运动方程实际上就是流体运动中的机械能守恒定律．1801年，戴维发现电流的化学效应；1820年奥斯特发现了电流的磁效应；1821年，塞贝克发现了温差电现象；至19世纪20年代，力学的理论著作强调“功”的概念，把它定义成力对距离的积分，并澄清了它和“活力”概念之间的数学关系，提供了一种机械“能”的度量，这为能量转换建立了定量基础．1831年，法拉第发现了电磁感应现象；1835年哈密顿(W．R．Hamilton，1805—1865)发表了《论动力学的普遍方法》一文，提出了哈密顿原理．至此能量守恒定律及其应用已经成为力学中的基本内容．1840年，焦耳发现了电流的热效应；1842年，迈尔表述了能量守恒定律，并计算了热功当量的数值，建立了力与热的联系；1843年，焦耳测定了热功当量的数值，确立了力与热的联系；1847年，亥姆霍兹在理论上概括和总结了能量守恒定律．通过大量是实验，到1847年，已经形成了完整的能量守恒定律．期间，机械能守恒定律往往被演化为各种方程和原理．
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