導語：如何才能寫好一篇機械能，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關鍵詞：能量；機械能；說課

作者簡介：梁天驕（1993-），男，黑龍江賓縣人，大學本科.

1教材分析

“能量”是初中物理學非常重要的物理量，而且貫穿著初中整個物理教學.機械能是能量中重要的一種能量，學好本節課，對以后學習其它能量，都有積極的意義.

2學情分析

在生活中，有能量的物體，學生并不陌生.只是不知道具體是什么能量，和哪些因素有關.八年級學生，邏輯思維能力和抽象思維能力還不夠，尤其是對動能，重力勢能的影響因素的實驗探究，學生設計難度很大.因此在設計實驗的過程中，需要老師進行引導.

3教學目標

【知識與技能目標】

認識機械能，并知道幽芎褪頗苡肽男┮蛩賾泄兀荒萇杓剖笛椋獨立進行實驗，分析數據，得出結論.

【過程與方法目標】

通過小組討論，讓學生經歷知識的產生過程，學會科學的探究方法.

【情感態度價值觀目標】

知道物理與生活的緊密聯系，學會用物理知識解決問題，感受物理學的美好.

4教學重、難點

【重點】

影響動能，重力勢能的因素.

【難點】

能量概念的建立

5教學方法

學生自主探究、討論、直觀演示、啟發式教學法等

6教學過程

61情境創設

課件展示：海浪有時會沖壞海堤，摧毀房屋；彈出去的玻璃球，能把靜止的木塊推出一段距離，如流動的水、風、張開的弓都能夠對其它物體施力，并能夠使其在力的方向上移動一段距離，即都能對其它物體做功.這些物體，為什么具有做功的本領呢？

師總結：這些物體都具有能量.

設計意圖：對能量有個初步認識，激發學生興趣.

62科學探究：動能

（1）猜想與假設

老師：物體由于運動而具有的能量.（解析：運動的物體有對其它物體做功的能力）

設疑：動能的大小和哪些因素有關？猜想的依據是？引導學生猜想.

猜想一：動能大小與物體的質量有關.（依據：運動物體的質量越大，做功的能力越強）

猜想二：動能大小與物體運動速度有關.（依據：運動物體的速度越大，做功能力越強）

（2）設計實驗

引導，既然動能的大小與運動物體的速度和質量有關，在探究每一個問題時，要控制變量.小組討論交流：如何比較動能的大小（轉換法）？被撞擊的木塊在平面上運動的距離越長，說明木塊克服摩擦做的功越多.注意：這里的觀察對象是木塊，研究對象是滑到斜面底端的小球.如何在改變物體質量時，控制初速度相同（借助于斜面）？在此基礎上設計兩組實驗.以上這兩個難點突破了，實驗也就水到渠成了.

（3）進行試驗

①相同質量鋼球從斜面的不同高度自由下落，撞到木塊上，比較木塊運動距離的遠近，記錄現象.

②不同質量鋼球從斜面的同一高度自由下落，撞到木塊上，比較木塊運動距離的遠近，記錄現象.

（4）分析現象，得出結論.然后，讓學生列舉大量有動能的物體的例子，并說出哪些是利用動能的，那些是由于運動物體具有動能而造成的危害.討論：為什么要對機動車的行駛速度進行限制？（在機動車的質量一定時，速度越快，動能越大，剎車時，克服阻力做的功越多，根據W=fS可知，在阻力一定時，剎車距離越長，造成安全隱患.）

63科學探究：重力勢能

（1）重力勢能概念：例舉大量具有重力勢能的例子，發現，凡是被舉高的物體，都有做功的能力.引入重力勢能.

（2）猜想：重力勢能和哪些因素有關？引導學生猜想.（重力勢能和物體被舉的高度和物體的質量有關）

（3）小組討論交流：設計實驗，探究重力勢能與質量，高度的關系.這個實驗方案，學生容易設計出來.結合體育課上的的感受，很容易想到，讓鋼球從高處落下，撞擊沙坑，通過觀察沙坑的凹陷程度，來反映重力勢能的大小.在交流過程中，教師要注意科學方法的滲透（控制變量法，轉換法）.

①同一小球，從不同高度由靜止釋放，觀察沙坑的凹陷程度；

②不同質量的小球，從同一高度由靜止釋放，觀察沙坑的的凹陷程度.

（4）分析現象，得出結論.

（5）老師介紹彈性勢能：發生彈性形變的物體而具有的能.課件展示具有彈性勢能的物體.讓學生討論彈性勢能和哪些因素有關.并讓學生舉例.

（6）介紹機械能概念：動能和勢能統稱；單位：焦耳.

總結：小組交流收獲與體會.

7板書設計

機械能

一、動能：物體由于運動而具有的能量.與質量，速度有關.

二、勢能：重力勢能：物體由于被舉高而具有的能量.與質量，被舉的高度有關.

篇2

1.如下圖,小星乘超市的自動扶梯勻速上升的過程中,小星的( ).

A.動能轉化為勢能,機械能不變

B.動能轉化為勢能,機械能增大

C.動能不變,勢能增大,機械能增大

D.動能不變,勢能不變,機械能不變

2.冰在熔化過程中,下列判斷正確的是( ).

A.內能不變,比熱容不變

B.吸收熱量,溫度不變

C.比熱容、內能、溫度都不變

D.比熱容變大、內能增加,溫度升高

3.將一支有彈力后蓋的圓珠筆按在桌面上,松開手,會發現圓珠筆將豎直向上跳起.下列是圓珠筆從松手到上升至最高點的過程中有關能量轉化的分析,正確的是( ).

A.動能──重力勢能──彈性勢能

B.內能──動能──重力勢能

C.彈性勢能──動能──重力勢能

D.動能──重力勢能──內能

4.汽油機的一個工作循環是由四個沖程組成的,圖中表示做功沖程的是( ).

5.完全燃燒42g焦炭所放出的熱量,在1標準大氣壓下,若有50%被2kg、30℃的水吸收,則水溫可升高( ). [c水=4.2×103J/(kg?℃)、

q焦炭=3.0×107J/kg]

A.70℃B.75℃C.100℃D.105℃

6.下列過程中,屬于通過熱傳遞改變物體內能的是( ).

A.鉆木取火

B.鋸木頭時,鋸片發熱

C.衛星進入大氣層時外殼發熱

D.熱水中放入冰塊,水溫下降

7.下列說法中正確的是( ).

A.物體在發生物態變化時都要吸熱

B.熱量總是自發地從高溫物體傳給低溫物體

C.物質的比熱容與物體的質量有關

D.0℃的水結成0℃的冰時,其內能將要增加

8.在進行如圖所示的實驗或有關裝置工作時,能量轉化屬于由機械能轉化為內能的是( ).

9.一箱汽油用掉一半后,剩下的一半汽油與原來一箱汽油相比較( ).

A.質量變為原來的一半

B.比熱容變為原來的一半

C.熱值變為原來的一半

D.密度變為原來的一半

10.初溫相同的鐵塊,甲的質量是乙的2倍,使它們分別放出相同的熱量后,立即接觸則( ).

A.熱從甲傳到乙

B.熱從乙傳到甲

C.甲、乙間無熱傳遞發生

D.溫度由甲傳到乙

11.下列與內能有關的說法,正確的是( ).

A.內能的改變必須通過做功才能實現

B.同一物體的機械能增加,其內能也增加

C.內能可以通過做功轉變為機械能

D.熱傳遞一定是從內能多的物體傳到內能少的物體

12.由于國際原煤價格上漲,少數不法商人把―種黑色石頭摻在優質煤中高價出售.客戶為了不上當受騙,辨別煤中是否摻雜的最恰當方法是檢測下面哪一個物理量?( ).

A.質量B.溫度

C.熱值D.比熱容

13.由Q=cm(t-to)可得c=■.關于同一種物質的比熱容下列說法正確的是( ).

A.若吸收的熱量增大一倍,則比熱容增大一倍

B.若質量增大一倍,則比熱容減至一半

C.若加熱前后的溫度差增大一倍,則比熱容增大一倍

D.無論質量多大,比熱容都一樣

二、填空題(每空2分,共計28分)

14.皮球從某一高度釋放,落地后反彈上升,上升的最大高度比釋放時的高度低一些,皮球上升的過程中重力勢能,皮球在整個運動過程中的機械能(選填“增加”“減少”或“不變”).

15.太陽能在現代社會中被廣泛應用,各種直接利用太陽能的裝置也應運而生.太陽能熱水器是把太陽能轉化為能的裝置;太陽能電池是把太陽能轉化為能的裝置.

16.我省許多城市都修建了人工湖,這是利用了水的比熱容較的性質來調節氣候.若一人工湖湖水的質量為1×107kg,水溫升高2℃,則湖水吸收的熱量是J.[c水=4.2 × 103J/(kg?℃)]

17.如圖是人造地球衛星的軌道示意圖,人造地球衛星在大氣層外環繞地球運行的過程中,它在近地點的動能

(選填“大于”“小于”或“等于”)它在遠地點的動能;它從近地點向遠地點運行的過程中,機械能的變化情況是(選填“變大”“變小”或“不變”).

18.如圖所示的是甲、乙兩種質量相等的非燃料液體吸收的熱量與溫度變化情況的圖像,請根據圖像中提供的信息判斷,液體的比熱容較大;如果要你在甲、乙兩種液體中選擇一種作為汽車的冷卻液,你認為選擇

液體更好.

19.在四川邛徠窯遺址中出土了一種唐朝“省油燈”.這種省油燈的燈盞是銅質的,在燈盞下增加了一層夾層,又叫夾層燈.夾層留一小孔,可以從小孔向夾層中加水.燈點燃后,熱會由燈盞通過方式使油的內能增加,溫度升高,加快油的,增加耗油量.在夾層中加水,降低油溫,達到省油的目的,這是利用水的特性.為了更省油,請對這種燈提出一個合理的改進意見.

三、探究實驗題(共計21分)

20.小王同學做“比較兩種材料保溫性能”的實驗,他取①和②兩種保溫材料,兩支相同的溫度計,兩個相同的大玻璃燒杯,鐘表和初溫相同、質量相等的熱開水,以及細線、硬紙片、剪刀等,做兩個外形相同的保溫裝置,其中一個如圖(a)所示.然后在相同環境的房間里同時開始做實驗.他根據實驗測得的數據繪得圖(b)所示的“水溫與時間關系”圖像.實驗過程中室溫保持不變,請你回答:

(1)①和②哪種材料的保溫性能好?答:(選填①或②).

(2)對于同一保溫材料內的水,在10min到20min時間內放出的熱量20min到30min時間內放出的熱量(選填“大于”“等于”或“小于”).

(3)在整個實驗過程中,①保溫材料內的水放出的熱量②保溫材料內的水放出的熱量(選填“大于”“等于”或“小于”).

21.為了比較水和沙子比熱容的大小,小明做了下圖所示的實驗:在2個相同的燒杯中分別裝有質量、初溫都相同的水和沙子,用兩個相同的酒精燈對其加熱,實驗數據記錄如下:

(1)在此實驗中,用加熱時間的長短來表示物質.

(2)分析下表中的實驗數據可知:質量相同的水和沙子,升高相同的溫度時,水吸收的熱量(選填“大于”或“小于”)沙子吸收的熱量.

(3)如果加熱相同的時間,質量相同的水和沙子,(選填“沙子”或“水”)升高的溫度更高.

(4)實驗中有些同學發現:剛開始加熱時,情況與(3)結論不符,你認為可能的原因是

四、綜合應用題(22題12分,23題13分,共計25分)

22.實驗室某玻璃瓶中盛有質量為140g、體積為l.72×10-4m3的酒精.已知酒精的熱值為3×107J/kg,水的比熱容為4.2×103J/(kg?℃).試求:

(1)瓶中酒精的密度.

(2)將這些酒精完全燃燒,可放出多少熱量?

(3)這些熱量能使20kg的水溫度升高多少度?

23.小王學習了有關熱學的知識后,知道水的比熱容是4.2×103J/(kg?℃).

(1)如果小王用燃氣灶將質量為5kg、溫度為20℃的水加熱到100℃,則水需要吸收多少熱量?

(2)若小王燒水用的燃氣灶使用的是熱值為4.2×107J/kg的煤氣,且燃氣灶燒水時的熱效率(熱效率等于水吸收的熱量與燃料完全燃燒放出的熱量之比)為20%,則實際消耗的煤氣為多少千克?

篇3

一、機械能的轉化情況分析題

方法：（1）分過程分析，找出特殊的位置；（2）先分析“變化”情況，再確定“轉化”情況。

例1.（烏魯木齊）如圖，在空氣阻力不計的情況下，一只皮球從高處由靜止下落，被地面彈起后不能再回到原來的高度，在整個過程中：說明皮球機械能的轉化情況。

解析：根據題目的情景，我們可以找到五個特殊位置：最高處、剛接觸地面、壓縮到形變最大、完全恢復原狀、下一個最高處，由此可將整個過程分為四個過程：（1）皮球下落過程：重力勢能轉化為動能；（2）落地變形壓縮過程：動能轉化為彈性勢能；（3）恢復形狀反彈過程：彈性勢能轉化為動能；（4）皮球上升過程：動能轉化為重力勢能。

例2.直升飛機在空中勻速下降過程中，以下說法正確的是

（ ）

A.直升飛機的動能轉化為重力勢能

B.直升飛機的重力勢能轉化為動能

C.直升飛機的動能不變，機械能也不變

D.直升飛機的重力勢能減小，機械能也減小

解析：部分學生看到題目中的下降后，輕易選出答案B。但仔細思考題目中的“勻速”這一條件，會發現此過程中的動能不變，答案B錯，正確答案應選D。

二、機械能轉化的守恒的應用問題

在機械能的轉化過程中，若沒有摩擦、空氣阻力等則機械能的總量保持不變。這是機械能轉化過程中的規律，在運用這個規律解題時，要注意前提條件是否滿足及某種情況下機械能的形式。

例3.（浙江臺州）小明分別沿三條路徑滑到地面（如右圖所示），在不考慮空氣阻力和摩擦的情況下，滑到地面時速度最大的路徑是（ ）

A.1 B.2

C.3 D.都一樣

解析：從三條路徑滑下前，小明的機械能（即重力勢能）相等，因為不考慮空氣阻力和摩擦，所以滑到地面時的機械能（即動能）相等。在小明質量不變的情況下，到達地面時的速度相等。所以選D。

例4.（山東菏澤）甲乙兩個長度相同的滑道，一個為凸形，一個為凹形，兩個物體以相同的速度分別進入甲乙兩個滑道，如圖所示若不計滑道的摩擦，通過甲滑道用的時間為t甲，通過乙滑道用的時間為t乙，則（ ）

A.t甲=t乙

B.t甲>t乙

C.t甲

D.無法比較t甲和t乙的大小

篇4

1.知識與技能

知道做功是能量轉化或轉移的過程。

理解功的概念，知道使用任何機械都不能省功。

理解功率的概念。

2.過程與方法

通過觀察和實驗了解功的物理意義。

3.情感、態度與價值觀

具有對科學的求知欲，樂于探索自然現象和日常生活中的物理學道理，有將科學技術應用于日常生活、社會實踐的意識。

說明與建議

功

學生已經學過了電功、機械能，知道了一些能量的知識，“功”的講解應從能量轉化的角度入手。課本圖14.3-1中的三幅圖表示在力的作用下，物體的動能或勢能發生了變化，說明力對物體做了功。課本圖14.3-2中，物體雖然受力，但是它的動能或勢能都沒有變化，就不能說力作了功。讓學生理解做功是能量轉化的過程。

在第十二章“力和機械”的學習中，學生知道了使用簡單機械可以省力或者可以省距離，可先復習一下有關簡單機械的知識。

用手直接把物體舉高與使用簡單機械把物體舉高相同的距離，物體的勢能的增加是一樣的，而物體勢能的增加是通過力來完成的。通過對定滑輪做功的演示、分析，得出力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積是一個不變量，給出功的定義。這里還可進一步用杠桿做演示，表明使用機械時，人們所做的功，都等于不用機械而直接用手所做的功。

教師也可嘗試用探究的方式來教學，向學生說明，使用任何機械都不能省功。

由于做功的多少表示能量轉換的多少，所以功的單位與能的單位是一樣的，都是焦耳。把一個普通大小的蘋果舉高1m，做的功大約是1J，讓學生對焦耳的大小有大致的概念。

想想議議

這個討論主要是要使學生認識功是由“力”和“在力的方向上移動的距離”兩個因素決定的。如果力沒有“在力的方向上”移動距離，力就沒有做功。在課本圖14.3-2動中，人提著桶雖然很費力，但是人的拉力沒有在拉力方向(豎直方向)上移動距離，所以人的拉力沒有做功。

功率

這里可先復習一下電功率的概念，學生已經學過了“電功率”，知道電功率表示消耗電能的快慢，也就是電流做功(電能轉換成其他能量)的快慢。課本用與速度類比的方法引入功率及其計算公式，使學生理解功率的物理意義，懂得它是一個表示做功快慢的物理量。

這里要強調剛才學的“功”和“功率”，與以前學過的“電功”和“電功率”的含義、單位、符號都是一樣的。

課本上介紹了一些功率值，意在加深學生對功率的物理意義的理解，使學生對人和一些事物的功率數值有個具體的概念，懂得功率大或小的意思是什么。

想想議議

這個討論意在讓學生了解比值的方法是物理學中一種常用的方法，在其他方面也有許多應用。在物理學中，振動次數與時間之比表示振動的快慢、熔化溫度與時間之比表示熔化快慢等;在生活中，從媒體中經常可以聽到的經濟增長率、人口增長率都表示物理量變化的快慢。

課本列舉了一個計算功率的例題，意在練習功和功率公式的應用，使學生加深認識功──力和在力的方向上移動的距離的乘積，功率──單位時間內所做的功。

動手動腦學物理

1.25kW×4h=0.4kW×t，t=250h。

2.不能。甲先到達山頂表明甲用的時間較短，但是甲和乙哪個做的功多并不知道，而功率是由功和時間兩個因素決定的，所以不能判定哪個人的功率大。

3.3.6kw。

篇5

    現行義務教育蘇科版初中物理教材中對于涉及學生應該知道但又無法利用初中所學知識解釋的知識,采用了“信息快遞”的方式來告之學生應該是怎么回事,這對于學生搭建知識框架起到了一定的輔助作用。九年級(上)的第十二章第一小節《動能 勢能 機械能》內容中,在“探究動能的大小與哪些因素有關”的實驗中,關于小車運動到水平面時它們的速度問題上,就給出了如下“信息快遞”:質量不同的小車從一個斜坡的同一高度釋放,運動到水平面時,它們速度大小相同。這個知識對于學生能否順利進行實驗探究,起到至關重要的作用,若學生不能理解,將對整個實驗疑慮重重。

    二、執教者第一輪教學介紹

    在探究實驗過程中,執教者首先是結合限速牌和平面碰撞木塊演示實驗,讓學生猜想動能大小與哪些因素有關,并提出:如何比較小車的動能大小?如何控制小車的速度相同或不同?學生提出可以讓小車從斜面上滑下,比較木塊被撞后移動的距離的方案來解決,進而執教者告之學生“信息快遞”中的內容。接著課堂教學中討論設計實驗,分組進行實驗,并分析數據后得到結論。

    三、研究者對第一輪實踐的評價

    整個過程看似行云流水,但是對于大部分學生而言,始終對于小車到達水平面的速度問題留有困惑,因為不同質量的小車是分別從斜面上滑下,對于木塊被撞后移動的距離遠近,不少學生還是認為是速度不同導致。在這一環節若不處理好,學生心中的知識系統無法正常運行,會導致思維的紊亂。

    四、執教者第二輪教學的變化

    執教者在第二輪中,為消除這一隱患,設計了一個實驗,在講臺上搭建一個高臺,讓不同質量的小車分別在兩個斜面的同一高度位置保持靜止,用擋板擋住,然后同時撤去擋板,學生觀察兩小車同時滑下,到達水平面速度相同,幾乎沒有分出先后。

    五、執教者第二輪反思

    執教者在說課時提到,在第一輪教學實踐時由于采用語言敘述告之學生的方式,在課后有學生對此一直“耿耿于懷”,認為不是這樣的,怎么想也不理解。也就是說學生已有思想和固有思想就是質量不同的小車從同一高度的滑下,到達水平面,質量大的速度大。這個就直接導致學生在后面參與實驗時是帶有疑惑情緒的。但在第二輪教學過程,教師不是一味的告之,而是讓學生親眼看到了這個現象,首先從內心上已經接受了,不過對于為什么會是這樣,教師又補充說在今后的高中學習中會進一步解釋,這也起到激發學生探索未知科學知識領域的欲望,整節課也不會給學生留下太多的遺憾。

篇6

高溫太陽能熱化學循環制備燃料氣

中科院工程熱物理研究所分布式供能與可再生能源實驗室發現了一種通過利用化石燃料（例如甲烷）吸熱反應來回收等溫法熱化學循環反應器下游廢熱和未反應氣體（例如水或者二氧化碳）的方法，并提出了基于甲烷重整的太陽能熱化學多聯產系統，成果發表于《應用熱工程》。等溫法氧化反應后的混合氣體溫度能夠降低至600-850攝氏度，且混合氣體的熱值能夠提高。在等溫熱化學反應器下游整合化石燃料能夠進一步提高合成氣的產量和利用太陽能。在此基礎上，科研人員提出了基于甲烷重整的甲醇動力多聯產系統，生產單位質量的甲醇需要的化石燃料消耗大約為22GJ/ton，比目前典型的工業生產過程的能耗低，最佳太陽能到甲醇的轉換效率可高達44%以上。

金屬/碳化硅光催化有機合成

中科院山西煤炭化學研究所煤轉化國家重點實驗室郭向云研究團隊與美國伊利諾伊大學香檳分校楊宏教授合作，采用能夠響應可見光的立方型高比表面積碳化硅（SiC）為載體，利用金（Au）納米顆粒的表面等離子體共振效應，設計出新型Au/SiC光催化體系，在室溫常壓和可見光照的條件下，成功實現唬β-不飽和醛選擇性加氫生成唬β-不飽和醇，相關工作發表于《美國化學會志》。唬β-不飽和醇是藥物、香料及其它精細化工產品生產中的重要原料和反應中間體，在有機合成中有著廣泛的應用。光催化能夠有效利用太陽能，在溫和條件下加快反應進程，并且能夠定向合成目標產物，提高目標產物的收率，因此在有機合成中受到了廣泛關注。

微藻高效電解氣浮采收新技術

中科院青島能源所微藻生物技術團隊開發了一種基于石墨雙電極的電解氣浮微藻采收技術，相關結果發表于《藻類研究》。利用光合自養進行微藻大規模生產時，微藻培養液中細胞濃度一般不超2g/L，因此如何從巨大量的培養液中高效經濟的采收微藻細胞一直是影響微藻能源與資源化利用的關鍵技術之一。傳統的絮凝、沉降、離心、過濾等技術或因效率低、能耗高、連續操作困難等問題而不能適用于微藻的大規模采收。研究利用安裝在氣浮器底部的特殊設計的梳狀雙層石墨雙電極在直流電（不高于5伏特）作用下高效電解水產生大量微氣泡來代替傳統的溶氣水。結果表明，每采收1公斤微藻（干重），電解氣浮能耗只需要0.03kWh，只有傳統溶氣氣浮能耗的1/5，離心能耗的1/30，降低了微藻采收成本。

能源

驅動隨身電子設備工作

新型全固態智能能源織物的結構設計

烷烴碳氫鍵不對稱官能化

中科院上海有機化學研究所劉國生團隊通過發展金屬催化的自由基接力新策略，成功實現了銅催化芐位碳氫鍵的不對稱氰化反應，以最短的路線合成了手性腈類化合物，該成果發表于《科學》。研究人員提出將反應中的碳自由基中間體轉化為金屬有機物種來實現選擇性控制的策略，以此來解決烷烴的C-H鍵不對稱直接官能化的難點問題。他們通過發展金屬催化/自由基接力的新策略，利用原位形成的高活性的自由基來攫取芐位的氫，在溫和條件下生成的芐位自由基，再與手性f唑啉/銅氰絡合物高立體選擇性地結合形成高活性的有機金屬銅中間體，繼而實現了碳自由基的不對稱控制，成功地發展了芐位碳氫鍵的不對稱氰化反應，無需鄰位定位基團的參與就可以實現從芐位碳氫鍵到手性芳基乙腈的直接高效轉化。

催化合成氨研究進展

中科院大連化學物理研究所潔凈能源國家實驗室（籌）陳萍研究員、郭建平博士提出了“雙活性中心”催化劑設計策略，并由此開發出了一系列過渡金屬與氫化鋰組成的復合催化劑體系，實現了氨的低溫催化合成，相關研究成果于近期發表在《自然-化學》期刊上。研究將氫化鋰作為第二組分引入到催化劑中，構筑了“過渡金屬―氫化鋰”這一雙活性中心復合催化劑體系，并提出了“活化氮轉移”的反應機理，使得氮氣和氫氣的活化及中間物種的吸附發生在不同的活性中心上，從而打破了單一過渡金屬上的反應能壘與吸附能之間的限制關系，使得氨的低溫低壓合成成為可能。

聚乙烯廢塑料溫和可控降解

中科院上海有機所黃正課題組和加州大學爾灣分校管治斌課題組合作，在聚乙烯廢塑料降解研究取得突破，相關成果發表于《科學進展》。利用交叉烷烴復分解催化策略，使用價廉量大的低碳烷烴作為反應試劑和溶劑（此類低碳烷烴在石油煉制中大量生成，不能作為燃油或天然氣，使用價值非常有限），與聚乙烯發生重組反應，有效降低聚乙烯的分子量和長度。在反應體系中低碳烷烴過量存在，所以可多次參與聚乙烯的重組反應，直至把分子量上萬、甚至上百萬的聚乙烯降解為清潔柴油。該催化體系為解決“白色垃圾”環境污染提供了一種可能的途徑；另一方面“變廢為寶”，促進碳資源循環利用。

篇7

一、知識與技能

1.知道什么是機械能，知道物體的動能和勢能可以相互轉化;

2.會正確推導物體在光滑曲面上運動過程中的機械能守恒，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。

二、過程與方法

1.學會在具體的問題中判定物體的機械能是否守恒;

2.初步學會從能量轉化和守恒的觀點來解釋物理現象，分析問題。

三、情感、態度與價值觀

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。

【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。

【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，能正確分析物體系統所具有的機械能，尤其是分析、判斷物體所具有的重力勢能。

【教學方法】

演繹推導法、分析歸納法、交流討論法。

【教具】

細線、小球、帶標尺的鐵架臺。

【教學過程】

一、引入新課

教師活動：我們已學習了重力勢能、彈性勢能、動能。這些不同形式的能是可以相互轉化的，那么在相互轉化的過程中，他們的總量是否發生變化?這節課我們就來探究這方面的問題。

二、進行新課

1.動能與勢能的相互轉化

演示實驗：如圖所示，用細線、小球、帶有標尺的鐵架臺等做實驗。

把一個小球用細線懸掛起來，把小球拉到一定高度的

點，然后放開，小球在擺動過程中，重力勢能和動能相互轉化。我們看到，小球可以擺到跟

點等高的

點，如圖甲。

如果用尺子在某一點擋住細線，小球雖然不能擺到

點，但擺到另一側時，也能達到跟

點相同的高度，如圖乙。

問題：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?這個小實驗說明了什么?

學生：觀察演示實驗，思考問題，選出代表發表見解。

小球在擺動過程中受重力和繩的拉力作用。拉力和速度方向總垂直，對小球不做功;只有重力對小球能做功。

實驗結論：小球在擺動過程中重力勢能和動能在不斷轉化。在擺動過程中，小球總能回到原來的高度。可見，重力勢能和動能的總和，即機械能應該保持不變。

教師：通過上述分析，我們得到動能和勢能之間可以相互轉化，那么在動能和勢能的轉化過程中，動能和勢能的和是否真的保持不變?下面我們就來定量討論這個問題。

2.機械能守恒定律

物體沿光滑曲面滑下，只有重力對物體做功。用我們學過的動能定理以及重力的功和重力勢能的關系，推導出物體在

處的機械能和

處的機械能相等。

教師：為學生創設問題情境，引導學生運用所學知識獨立推導出機械能守恒定律。讓學生親歷知識的獲得過程。

學生：獨立推導。

教師：巡視指導，及時解決學生可能遇到的困難。

推導的結果為：，

即

。

可見：在只有重力做功的物體系統內，動能和重力勢能可以相互轉化，而總的機械能保持不變。

同樣可以證明：在只有彈力做功的物體系統內，動能和彈性勢能可以相互轉化，總的機械能也保持不變。

結論：在只有重力或彈力做功的物體系統內，動能和彈性勢能可以相互轉化，總的機械能也保持不變。這就是機械能守恒定律。

3.例題與練習

例題：把一個小球用細線懸掛起來，就成為一個擺，如圖，擺長為

，最大擺角為

，小球運動到最低位置時的速度是多大?

學生：學生在實物投影儀上講解自己的解答，并相互討論;

教師：幫助學生總結用機械能守恒定律解題的要點、步驟，體會應用機械能守恒定律解題的優越性。

總結：

1.機械能守恒定律不涉及運動過程中的加速度和時間，用它來處理問題要比牛頓定律方便;

2.用機械能守恒定律解題，必須明確初末狀態機械能，要分析機械能守恒的條件。

練習一：如圖所示，下列四個選項的圖中，木塊均在固定的斜面上運動，其中圖A、B、C中的斜面是光滑的，圖D中的斜面是粗糙的，圖A、B中的

為木塊所受的外力，方向如圖中箭頭所示，圖A、B、D中的木塊向下運動，圖C中的木塊向上運動。在這四個圖所示的運動過程中機械能守恒的是()

解析：機械能守恒的條件是：物體只受重力或彈力的作用，或者還受其它力作用，但其它力不做功，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，ABD三項均錯。答案：C。

練：長為L的均勻鏈條，放在光滑的水平桌面上，且使其長度的1/4垂在桌邊，如圖所示，松手后鏈條從靜止開始沿桌邊下滑，則鏈條滑至剛剛離開桌邊時的速度大小為多大?

解析：鏈條下滑時，因桌面光滑，沒有摩擦力做功。整根鏈條總的機械能守恒，可用機械能守恒定律求解。設整根鏈條質量為

，則單位長度質量(質量線密度)為

，設桌面重力勢能為零，由機械能守恒定律得：

解得

4.課下作業：完成25“問題與練習”中4.5題。

5.教學體會

機械能守恒定律是能量守恒定律的一個特例，要使學生對定律的得出、含義、適用條件有一個明確的認識，這是能夠用該定律解決力學問題的基礎。

本節知識點包括：機械能守恒定律的推導;機械能守恒定律的含義和適用條件。

機械能守恒定律是本章教學的重點內容，本節教學的重點是使學生掌握物體系統機械能守恒的條件;能夠正確分析物體系統所具有的機械能;

篇8

教學目的

本課教學從動能和勢能的復習入手，引導學生觀察生活現象，思考動能和勢能的變化之間的關系。機械能守恒定律是本章教學的重點內容，重點是使學生掌握物體系統機械能守恒的條件；能夠正確分析物體系統所具有的機械能；能夠應用機械能守恒定律解決有關問題，進而利用動能定理推導出機械能守恒定律的表達式。

教學重點

1.機械能守恒的條件。

2.在具體的問題中能判定機械能是否守恒,并能列出數學表達式。

教學難點

1.判斷機械能是否守恒。

2.靈活運用機械能守恒定律解決問題。

課時安排

1課時。

三維目標

知識與技能：1.理解動能與勢能的相互轉化；2.掌握機械能守恒定律的表達式。

過程與方法：經過機械能守恒定律的實際應用，進一步理解機械能守恒的條件。

情感態度與價值觀：培養理論聯系實際的思想，通過規律、理論的學習，培養學以致用的思想。

課前準備

1.自制課件、學案。

2.機械能守恒定律傳感器。

教學過程

回顧本章內容的學習思路，沿著功能關系一路走來。

動能與勢能的相互轉化：

前面我們學習了動能、勢能和機械能的知識。在初中學習時我們就了解到，在一定條件下，物體的動能與勢能可以相互轉化，動能與勢能相互轉化的例子在生活中非常多。

課件展示翻滾過山車的精彩片斷，激發學生學習的興趣，引出本節課的學習內容。

在學生觀看過山車的同時,教師提醒學生分析過山車在運行過程中動能和勢能的變化情況。

推進新課

通過視頻觀看滾擺和滑雪，學生指出視頻中能量的轉化關系。

教師小結：物體運動過程中，隨著動能的增大，物體的勢能減小；反之，隨著動能的減小，物體的勢能增大。

1.動能和重力勢能的相互轉化

問題1：一個物體沿著光滑的曲面滑下，在A點時動能為Ek1，重力勢能為Ep1；在B點時動能為Ek2，重力勢能為Ep2。請找出各物理量的關系。（物體在A點的機械能E1和在B點的機械能E2的關系如何？）

分析：根據動能定理，有:mv22-mv12=WG

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-mgh2

移項得mv22+mgh2=mv12g+mgh1

引導學生分析討論上面表達式的物理意義：等號的左側表示末態的機械能，等號的右側表示初態的機械能，表達式表

明初態跟末態的機械能相等。即在小球下落的過程中，重力勢能減小，動能增加，減小的重力勢能轉化為動能。

問題：此表達式具有普遍意義嗎？還是僅在只受重力的自由落體運動中成立？引導學生自己推導豎直上拋、平拋的過程是否成立。

引導學生關注在上述過程中物體的受力情況。可以證明，在只有重力做功的情況下，物體動能和勢能可以相互轉化，而機械能總量保持不變。

2.動能和彈性勢能的相互轉化

課件展示：展示彈簧振子（由于彈簧振子概念學生還沒有接觸，教師可以不提彈簧振子的概念）的運動情況，分析物理過程。

教師設疑：在只有重力做功的情況下，機械能是守恒的；同樣作為機械能組成部分的勢能，是否在只有彈力做功的情況下，機械能也能守恒呢？

問題2：一個小球固定在彈簧的一端，沿著光滑的水平面運動，從A到B的過程中，在A點時動能為Ek1，彈性勢能為Ep1′；在B點時動能為Ek2，彈性勢能為Ep2′。請找出各物理量的關系。

教師引導、總結：在只有重力或彈力做功的物體系統內，動能與勢能可以相互轉化，而總的機械能保持不變。

表達式：Ek2+Ep2=Ep1+Ek1

教師引導學生理解表達式中各量的物理意義，并回顧機械能守恒定律的推導過程，加深認識。

3.機械能守恒定律的條件。

思維拓展

通過以上內容的學習，我們理解了機械能守恒定律的表達式，但真正應用到解題過程還是有限制的。

大屏幕投影機械能守恒定律的內容，并用不同顏色展示“在只有重力或彈力做功的物體系統內”，突出強調守恒的受力前提。引導學生自己總結守恒的條件。

學生總結：機械能守恒定律的條件可以表述為：

1.只受重力（彈力），不受其他力，如自由落體的物體。

2.除重力（彈力）以外還有其他力，但其他力都不做功，如做單擺運動的物體。

課堂訓練

1.在下面各實例中，哪些過程機械能是守恒的，哪些過程機械能不守恒？為什么？

（1）跳傘運動員張開傘后，在空中勻速下降。

（2）鉛球在空中做平拋運動。

2.關于物體的機械能是否守恒的敘述，下列說法正確的是（ ）

A.做勻速直線運動的物體，機械能一定守恒

B.做勻變速直線運動的物體，機械能一定守恒

C.外力對物體所做的功等于0時，機械能一定守恒

D.物體若只有重力做功，機械能一定守恒

布置作業

1.教材“問題與練習”第1、3、4題。

篇9

【教學目標】

一、知識與技能

1．知道什么是機械能，知道物體的動能和重力勢能及彈性勢能可以相互轉化。

2．初步了解物體系統的含義，知道勢能是系統所擁有。

3.理解機械能守恒定律及條件。

4．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。

二、過程與方法

1．通過具體的生活實例學習機械能守恒的內容及條件。

2．運用能量轉化和守恒的觀點來解釋物理現象，分析問題。

三、情感、態度與價值觀

通過機械能守恒的教學，使學生樹立能量守恒的物理學觀點，達到理解和運用自然規律，并用來解決實際生活問題。

【教學重點】

1．掌握機械能的形式及含義。

2．掌握機械能守恒的內容及條件。

3．在具體的問題中能判定機械能是否守恒，并能列出機械能定律的數學表達式。

【教學難點】

1． 如何引導學生從實例中判斷機械能轉化規律和守恒條件。

2．在實例分析中找到合適的械能定律的數學表達式。

【教學過程】

一、夯實基礎知識

1．重力勢能

（1）重力做功的特點

①重力做功與路徑無關，只與初末位置的高度差有關。

②重力做功不引起物體機械能的變化。

（2）重力勢能

①概念：物體由于被舉高而具有的能。

②表達式：Ep＝mgh。

③矢標性：重力勢能是標量，正負表示其大小。

（3）重力做功與重力勢能變化的關系

①定性關系：重力對物體做正功，重力勢能就減少；重力對物體做負功，重力勢能就增大。

②定量關系：重力對物體做的功等于物體重力勢能的減少量。即WG＝－（Ep2－Ep1）＝－ΔEp。

2．彈性勢能

（1）概念：物體由于發生彈性形變而具有的能。

（2）大小：彈簧的彈性勢能的大小與形變量及勁度系數有關，彈簧的形變量越大，勁度系數越大，彈簧的彈性勢能越大。

（3） 彈力做功與彈性勢能變化的關系類似于重力做功與重力勢能變化的關系，用公式表示：W＝－ΔEp。

3．機械能

動能和勢能統稱為機械能，即E＝Ep＋Ek，其中勢能包括彈性勢能和重力勢能。

4．機械能守恒定律

（1）內容：在只有重力或彈力做功的物體系統內，動能與勢能可以互相轉化，而總的機械能保持不變。

（2）機械能守恒的適用對象：

①只有一個物體和地球組成的系統，

②由單個物體和彈簧、地球組成的系統，

③由多個物體和彈簧、地球組成的系統。

（3）機械能守恒的表達式：

①Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2。（要選零勢能參考平面）

②ΔEk＝ΔEp。（不用選零勢能參考平面）

③ΔEA增＝ΔEB。（不用選零勢能參考平面）

二、考點及難點解讀

考點一　機械能守恒的判斷

1．機械能守恒的條件：只有重力或系統內的彈簧彈力做功。

2．機械能守恒的判斷方式：

（1）用機械能的定義直接判斷：分析動能與勢能的和是否變化。如：勻速下落的物體動能不變，重力勢能減少，物體的機械能必減少。

（2）用做功判斷：若物體或系統只有重力（或系統內彈簧的彈力）做功，或有其他力做功，但其他力做功的代數和為零，機械能守恒。

（3）用能量轉化來判斷：若系統中只有動能和勢能的相互轉化，而無機械能與其他形式的能的轉化，則系統的機械能守恒。

典例剖析1如下圖所示，擺球的質量為m，從偏離水平方向θ＝30°的位置由靜止釋放，求：

小球運動到最低點A時繩子受到的拉力是多大？

解析：（1）設懸線長為l，小球先做自由落體運動，下落高度為h＝2lsinθ＝l，細繩被拉直為止。如上右圖所示，此過程機械能守恒，mgh＝1/2mv2這時速度方向豎直向下，大小為v＝。

繩被拉直時，速度v的法向分量v1減為零，相應的動能轉化為繩的內能， 機械能有損失； 小球以切向分量v2＝vcos30°，然后小球做圓周運動到最低點。此過程中機械能守恒，則有

考點二　機械能守恒定律的幾種表達形式

1．守恒觀點

（1）表達式：Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2或E1＝E2。

（2）意義：系統初狀態的機械能等于末狀態的機械能。

2．轉化觀點

（1）表達式：ΔEk＝－ΔEp。

（2）意義：系統（或物體）的機械能守恒時，系統增加（或減少）的動能等于系統減少（或增加）的勢能。

3．轉移觀點

（1）表達式：ΔEA增＝ΔEB減。

（2）意義：若系統由A、B兩部分組成，當系統的機械能守恒時， 則A部分物體機械能的增加量等于B部分物體機械能的減少量。

考點三 常見的機械能守恒三種模型

1．桿連接模型

典例剖析2如下圖所示，在傾角θ＝30°的光滑固定斜面上，放有兩個質量分別為1kg和2kg的可視為質點的小球A和B，兩球之間用一根長L＝0.2m的輕桿相連，小球B距水平面的高度h＝0.1m。兩球從靜止開始下滑到光滑地面上，不計球與地面碰撞時的機械能損失，g取10m s2，則下列說法中正確的是（）

A．下滑的整個過程中A球機械能守恒

B．下滑的整個過程中兩球組成的系統機械能守恒

C．兩球在光滑水平面上運動時的速度

大小為2m s

D．下滑的整個過程中B球機械能的增加量為2/3J

2．繩連接模型

典例剖析3如圖所示，傾角θ=30°的粗糙斜面固定在地面上，長為 、質量為m、粗細均勻、質量分布均勻的軟繩置于斜面上，其上端與斜面頂端齊平。用細線將質量為M物塊與軟繩連接，物塊由靜止釋放后向下運動，直到軟繩剛好全部離開斜面（此時物塊未到達地面），在此過程中（）

A.物塊的機械能逐漸增加

B.軟繩重力勢能共減少了mgl

C.物塊重力勢能的減少等于軟繩克服摩擦力所做的功

D. 軟繩重力勢能的減少小于其動能的增加與克服摩擦力所做功之和

解析：因物塊受細線的拉力做負功，所以物塊的機械能逐漸減小，A錯誤；取斜面最高點為參考面，軟繩重力勢能共減少ΔEp1=1/2mgl-1/2mgl·sin30o=1/4mgl，B錯誤；設W為軟繩克服摩擦力做的功，對系統由功能原理得：ΔEp1+ΔEp2=1/2mv2+1/2Mv2+W，又因為ΔEp1>1/2mv2，故選項C錯而D對。答案選D。

3．輕彈簧連接模型

典例剖析4 輕彈簧左端固定在長木板M的左端，右端與木塊m連接，且m與M及M與地面間光滑。開始時，m與M均靜止，現同時對m、M施加等大反向的水平恒力F1和F2。在兩物體開始運動以后的整個運動過程中，對m、M和彈簧組成的系統（整個過程彈簧形變不超過其彈性限度），下列說法正確的是（）

A．由于F1、F2等大反向，故系統機械能守恒

B．由于F1、F2分別對m、M做正功，故系統的動能不斷增加

C．由于F1、F2分別對m、M做正功，故系統的機械能不斷增加

D．當彈簧彈力大小與F1、F2大小相等時，m、M的動能最大

篇10

物理學中把勢能和動能統稱機械能，勢能存在于具有相互作用的物體之間，也就是說勢能應該是相互作用的兩個物體共同所有，比如重力勢能是物體和地球共有，彈性勢能是彈簧和使之發生形變的物體共有.在討論勢能時必須是多個物體組成的系統，所以在討論機械能時也應該選一個系統作為研究對象.如在討論重力勢能時就要選物體和地球為系統，在討論彈性勢能時就要選發生彈性形變的物體和使之發生形變的物體為系統.對一個系統的受力情況，可以根據施力物體和受力物體是否在所選的系統內，把系統受的力分為外力和內力.施力物體在所選系統外，而受力物體在系統內，相對系統來說此力就可叫外力，如果施力物體和受力物體都在所選系統內，則此力叫內力.在討論重力勢能和彈性勢能的時候，重力和彈力就是系統所受的內力.`在判斷系統機械能是否守恒時可以通過系統內能量的轉化來判斷，也可以分析內力、外力的做功情況來判斷系統的機械能是否守恒.現把分析內力、外力的做功情況來判斷系統的機械能是否守恒的方法介紹如下.

一、系統機械能守恒條件

如果系統所受的外力滿足其中一條，則系統機械能有可能守恒，判斷機械能是否守恒不光分析系統所受外力情況，還要看所受內力情況.如果系統所受外力滿足以下條件之一，而系統所受內力又滿足以下其中一條，則系統機械能就守恒.

外力

系統不受外力作用

系統受外力作用，但這些力不

做功或做功為零

內力

系統只受重力或彈力作用，

不受其他力作用

系統受其它力作用，

但這些力做功為零

用系統所受內力、外力的做功情況來判斷系統的機械能守恒時，外力和內力要同時滿足以上條件，機械能才守恒.

二、應用舉例

例1如圖1所示，在光滑水平地面上勻速運動的物體其機械能是否守恒.

解析：在此題中說物體的機械能是一種習慣說法，其

實應該是物體和地球組成的系統的機械能.選物體和

地球為研究系統，對其進行受力分析：

外力：不受外力作用；

內力：重力G，支持力FN.

支持力不做功，由機械能守恒條件可判斷系統機械能守恒.

例2 如圖2所示，在粗糙水平地面上，一物體在水平力F作用下做勻速直線運動的物體其機械能是否守恒.

解析：選物體和地球為研究系統，對其進行受力分析.

外力：受摩擦力f、拉力F作用；

內力：重力G、支持力FN.

由機械能守恒條件可判斷系統機械能不守恒.

例3如圖3所示，物體在斜面上受到平行斜面向下的拉力F作用，沿斜面向下運動.已知拉力F的大小恰好等于物體所受的摩擦力，則物體在運動過程中機械能是否守恒？

解析：如果選斜面、物體、地面三者來組成研究系統則：

內力：摩擦力f、支持力N、重力G；

外力：沿斜面向下的拉力F；

由機械能守恒條件可判斷系統機械能不守恒.如果選物

體、地面來組成系統則：

內力：重力G、支持力N；

外力：拉力F、摩擦力f（它倆做功大之和為零）；

由機械能守恒條件可判斷系統機械能守恒.可見系統機械能守恒與否與所選那些物體為研究系統有關 .

三、對內力做功的理解

內力都存在所選取系統之內，由力的相互性可知，必是成對

出現的.如圖4所示，光滑滑輪兩端用輕繩掛著兩個

質量不相

等的物體，在

體運動過程中，機械能守恒，但內力作功了，內

力T1對m1做負功，而m1對繩子的拉力T1[KG-*2]′對繩子做正功，同理T2[KG-*2]′

與T2也是一個做正功一個做負功，且絕對值相同，所以內力做功為零. 所以運動過程中

機械能守恒.那么內力做功一定為零嗎？

如圖5所示，A木塊以初速度v滑上靜止在光滑水平面上的B木塊，最后A、B以共同速度運動，此過程中選A、B、地面為系統，則AB間的摩擦力是內力，由于A相對于地面滑動的距離大于B相對于地面滑動的距離，所以AB間相互摩擦力做功不為零，系統機械能

不守恒.可見，一般情況下內力是摩擦力時內力做功不為零.遇到此類型題用系統能量

轉化來判斷是否守恒更容易，本題中系統機械能有一部分轉化為內能，所以機械能不守恒.