机械能守恒定律 手写教案

关于本教学设计的几点说明:

      1、上一版人教版教材在《机械能守恒定律》第一节安排了“追寻守恒量”的内容，然而，本版教材却删除了这个内容，使得功、动能、势能等概念的建立显得突兀、生硬，为了帮助学生更好理解功和能量概念，本教学设计仍然把“追寻守恒量”作为第一节内容。

      功是和动能概念用后来称之为“动能定理”的那个表达式同时引进物理学的，正因为历史上的“活力”（mv²）概念，而把动能定义为½mv²，故才有功的定义为“力和位移的标积”。有了物理学史的铺垫，功的定义如此特别就非常自然。

      2、功是“力和位移的标积”，数学里面学生刚刚学过“向量的数量积”，因此，功的正负、计算方法就可以直接和数学里面的“数量积”结合起来，没必要回避！投影法、直角坐标表示（分解法）都是功的概念教学中的应有之义。

      功的概念教学中，要特别强调“位移”的理解——力直接作用在其上的质点（受力质点）对地的位移，唯有如此定义，才是作为能量变化量度的功！

      3、功的正负的物理意义，说成是动力功、阻力功也行，但更本质的还是描述能量转移转化的方向。对物体做正功，就是对物体输入能量；对物体做负功，就是从物体拿走能量。

      因此，功率，更本质的讲，就是能量转移或转化的快慢，比如一个电器的额定功率是60W，是说这个电器1s内消耗60J的电能的意思。

      4、动能定理是最重要的功能关系，个人觉得应该摆在所有功能关系的第一位，上一版人教版教材的确是如此安排的，最新版人教版教材却将其放在了重力势能后面，这可能是出于降低教学难度考虑，但是，却使动能定理地位有所降低。故本教学设计，恢复了动能定理的第一的地位！

      动能定理适用于变力做功和曲线运动，其实非常容易证明，这个证明过程，可以帮助学生更好理解动能定理使用的方法（全程列式更简单）和复习一般曲线运动动力学（切向合力改变速度大小、法向合力改变速度方向），故本教学设计把这个证明过程纳入了进来。

      5、势能定理并非一个“定理”，而是势能的定义式，但对学生来说，它也是一个重要的功能关系，因此，本教学设计为了和动能定理名称对应，仍然把这个表达式取名为“势能定理”。

      重力势能、弹性势能概念，在动能概念建立之后，因此，我们可以从能量守恒角度引入重力势能、弹性势能概念。这样，势能定理又的确可以称之为一个定理了。

      引入用重心高度计算重力势能及其变化，有助于学生处理不可视为质点的形变物体的能量问题，但是，个人建议还是要给一个简单的证明。

      6、机械能守恒定律可以看作是机械能定理（很多资料称之为功能原理）的一个推论，当然也可以作为能量守恒定律的一个特例。

      本教学设计特别的提到了机械能定理，将其作为一个重要的功能关系给出了，可以帮助学生处理一大类机械能变化的案例。

      机械能守恒定律的使用条件，课本表述为只有重力、弹力做功，这个表述需要具体化为三类情形——只受重力，受其他力但其他力不做功，其他力做功但其他力做功代数和为零等，并在第三类情形中要求只涉及系统内机械能之间的转化或转移。

      7、个人认为，机械能守恒定律一定要上升到能量守恒定律才算完整，故本教学设计把能量守恒定律做了一个简单介绍，并在这个体系里面，引入摩擦生热的计算方法，并介绍电动机多做的功的两种算法。

                          广而告之

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