（一）教學(xué)目的

1．知道動能和重力勢能、彈性勢能可以相互轉(zhuǎn)化，并能舉例說明。

2．能解釋一些有關(guān)動能、重力勢能、彈性勢能相互轉(zhuǎn)化的簡單物理現(xiàn)象。

（二）教具

滾擺、單擺，斜槽，彈簧片，木球，人造地球衛(wèi)星的掛圖等。

（三）教學(xué)過程

1，理解動能和重力勢能的轉(zhuǎn)化，能舉例說明動能和重力勢能的轉(zhuǎn)化．

2，理解動能和彈性勢能的轉(zhuǎn)化，能舉例說明動能和彈性勢能的轉(zhuǎn)化．

3，分析和解釋實例，說明動能和勢能的轉(zhuǎn)化過程，動能、勢能、機械能的變化情況．

4，建立能量的概念，樹立能量轉(zhuǎn)化和守恒的觀念，為后面學(xué)習(xí)能的轉(zhuǎn)化和守恒大小基礎(chǔ)．

5、通過分析生產(chǎn)和生活中的實例，養(yǎng)成學(xué)生理論聯(lián)系實踐的習(xí)慣和能力．

教材分析

1、了解能量的初步概念．

2、知道什么是動能及影響動能大小的因素．

3、知道什么是重力勢能和彈性勢能及影響勢能大小的因素．

4、能舉例說明物體的動能、重力勢能、彈性勢能．

5、能用動能、勢能大小的因素解釋簡單的現(xiàn)象．

6、通過演示實驗、生活中的現(xiàn)象歸納和總結(jié)，提高學(xué)生觀察、比較、想象、歸納的能力．

1、了解能量的初步概念．

2、知道什么是動能及影響動能大小的因素．

3、知道什么是重力勢能和彈性勢能及影響勢能大小的因素．

4、能舉例說明物體的動能、重力勢能、彈性勢能．

5、能用動能、勢能大小的因素解釋簡單的現(xiàn)象．

6、通過演示實驗、生活中的現(xiàn)象歸納和總結(jié)，提高學(xué)生觀察、比較、想象、歸納的能力．

教學(xué)目標

（1）知道什么是物體的內(nèi)能

（2）知道物體內(nèi)能的組成

（3）知道分子動能和分子勢能與哪些因素有關(guān)

教學(xué)建議

教材分析

【教學(xué)目標】

一、知識和技能

1.了解守恒思想的重要性。

2.知道能量概念的形成過程。

3.知道動能和勢能的概念，了解勢能和動能的決定因素。

4.知道勢能和動能可以相互轉(zhuǎn)化，且在轉(zhuǎn)化過程中能量守恒。

【教學(xué)目標】

一、知識和技能

1.了解守恒思想的重要性。

2.知道能量概念的形成過程。

3.知道動能和勢能的概念，了解勢能和動能的決定因素。

4.知道勢能和動能可以相互轉(zhuǎn)化，且在轉(zhuǎn)化過程中能量守恒。

摘要：從簡單的自然規(guī)律出發(fā)，推導(dǎo)出了宇宙的誕生、萬有引力、萬有斥力的、物質(zhì)的結(jié)構(gòu)形式、原子核的放射性、低溫超導(dǎo)現(xiàn)象、同位素等之間有著內(nèi)在的必然的聯(lián)系。合理的解釋了時間的不可逆性、電磁力的產(chǎn)生、太陽系的起源、原子結(jié)構(gòu)、原子核放射性規(guī)律、重核元素結(jié)構(gòu)等。其中有許多的新觀點和新思維，對拓寬視野，推進物理學(xué)的發(fā)展很有好處。

關(guān)鍵詞：萬有引力萬有斥力宇宙低溫超導(dǎo)原子結(jié)構(gòu)同位素放射性太陽系的起源

1．萬有引力和萬有斥力彈簧振子作往復(fù)振動，壓縮時，彈簧產(chǎn)生一個向外伸展的彈力；拉長時，產(chǎn)生一個向內(nèi)拉伸的彈力；平衡位置時，彈簧不產(chǎn)生彈力。如同彈簧振子，對于宇宙，也具有類似的特性?，F(xiàn)代天文學(xué)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)今宇宙正好處在“拉伸”的狀態(tài)，正在向著要收縮的趨勢發(fā)展。既使宇宙今天仍在膨脹，總有一天，整個宇宙將會膨脹到終極點后再向內(nèi)收縮。這就是為什么現(xiàn)在存在萬有引力的原因。根據(jù)對稱性原理，宇宙在特定的條件下會產(chǎn)生萬有斥力，當(dāng)宇宙收縮且通過其平衡位置（即萬有引力和萬有斥力的臨界點）時，宇宙中的所有物體就開始相互排斥。但由于宇宙的巨大慣性，仍將在其慣性的作用下克服物質(zhì)間的萬有斥力繼續(xù)收縮，直到所有宏觀宇宙動能轉(zhuǎn)換為物質(zhì)間的萬有斥力為止。這時宇宙成了原始宇宙蛋，這時宇宙的體積最小。在這宇宙的整個宏觀運動過程中，宇宙的運動動能和勢能（引力勢和斥力勢）相互轉(zhuǎn)換。當(dāng)宇宙收縮到極點時，宇宙的引力勢能釋放殆盡，這時宇宙的萬有斥力勢能積蓄到最大值，物質(zhì)間的萬有排斥力達到頂峰，宇宙瞬時靜止。緊接著宇宙又開始反方向?qū)⒂钪嫒f有斥力勢能逐步釋放轉(zhuǎn)變?yōu)橛钪鎰幽埽?dāng)達到平衡位置時，其斥力勢能釋放完畢，引力勢能開始誕生并發(fā)揮作用。在引力勢和斥力勢的臨界點（即平衡位置）的一瞬間，宇宙中的物質(zhì)不受斥力和引力的作用，這時宇宙的膨脹速度達到最大值，通過平衡位置后，宇宙引力勢能的逐漸積累，導(dǎo)致宇宙的膨脹速度緩慢降低。由于宇宙巨大的慣性作用，將繼續(xù)膨脹，宇宙動能慢慢轉(zhuǎn)變?yōu)橛钪嬉菽?，?dāng)宇宙動能完全轉(zhuǎn)變?yōu)橐菽軙r，宇宙將停止膨脹，這時宇宙膨脹體積達到最大，其引力勢能的積累也達到最大，宇宙將有一個瞬間的靜止。緊接著，宇宙又在強大的引力勢能的作用下開始收縮，又將其積累的引力勢能轉(zhuǎn)變?yōu)橛钪鎰幽?。如此往?fù)，以至無窮。在宇宙膨脹（或收縮）的不同時期，萬有引力(或斥力)的大小是不相同的，且呈周期性變化。宇宙的膨脹（或收縮）的周期對人類來說大得驚人。人類歷史與宇宙運動周期相比，僅相當(dāng)于其中的一個極小極小極小的點。所以人類無法用實驗或觀察的方法進行驗證。

2．宇宙膨脹（或收縮）過程中的時間和時間矢對于一個假想的處于宇宙外的觀察者看來，在宇宙運動過程中，時間的流失也是不均勻的，在引力或斥力較大的空間，時間過得較快，反之亦然。對處于宇宙中的假想觀察者，其自然生理周期也將隨引力或斥力的大小而發(fā)生變化，當(dāng)其生理周期發(fā)生了變化時，用來測量時間的時鐘的運行速度也將發(fā)生同樣的變化，所以，對觀察者來說,他并不能發(fā)現(xiàn)其生理周期發(fā)生了變化。對宇宙外的觀察者來說，這種變化是十分明顯的。無論宇宙是處于膨脹階段還是處于收縮階段，在其階段內(nèi)生存的所有物體都不會出現(xiàn)“破鏡重圓”的時間倒流現(xiàn)象，宇宙中的時間矢永遠是不可逆的，對于生存在其間的生物，始終是由誕生－發(fā)育－衰老－死亡進行的，永遠不可能逆過來進行，這就是宇宙的時間矢和宇宙中的萬物一樣，永遠不可逆。宇宙運動的周期是多少?宇宙膨脹后的最大體積和收縮后的最小體是多少?宇宙的平衡位置在哪里?在平衡位置時宇宙運動的最大速度是多少?宇宙的總的引力勢能和斥力勢能是多少?等等一切宇宙學(xué)方面的問題有待探討如果人們能計算出現(xiàn)今宇宙的總的勢能和宇宙的膨脹速度，就可以計算出宇宙的總的機械能。宇宙中的物質(zhì)從宇宙中心到宇宙邊緣。處于宇宙中不同位置的物質(zhì)具有不同的動能和勢能，另外，人類現(xiàn)在所能探測到的宇宙空間僅是宇宙總的空間的很小的一部分，所以，人類在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)水平下，還很難進行這樣的計算。既使計算出了宇宙的機械能，宇宙還具有宇宙內(nèi)能和場能。

3．原子核的放射性與宇宙的周期性運動。

【教學(xué)目標】

一、知識與技能

1.知道什么是機械能，知道物體的動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化;

2.會正確推導(dǎo)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(nèi)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

一、高中物理“機械能”的相關(guān)知識要點

1.動能定理。所謂動能定理，就是指研究對象受到所有外力合力所做的功，等于物體動能的改變，另外動能定理還可以表述為過程中所有分力做的功的代數(shù)和，等于動能的改變量。作為解決機械能做功問題的常用知識點，在學(xué)習(xí)機械能時，應(yīng)對動能定理這一基本概念進行深入的理解，并在解決相關(guān)實際問題的過程中進行靈活運用，為物理學(xué)習(xí)提供堅實的理論基礎(chǔ)。此外，動能定理的基本表達式有多種形式，如：F合s=W=ΔEk；∫Fds=W=ΔEk；F1s1+F2s2+F3s3+……=ΔEk等，其中以第三個公式最為常用。此外，動能定理的推導(dǎo)也很重要，動能定理的推導(dǎo)包括勻變速直線運動模式與普通直線運動模式兩種情況，前者需要利用勻變速直線運動公式進行計算，并結(jié)合物體進行勻速直線運功時的受力狀況進行推導(dǎo)，其推導(dǎo)表達式為F合s=W=ΔEk；而后者需要運用微積分的思想，對普通直線運動模式進行拆分，將其整理為非常小的一段一段的運動，最終實現(xiàn)動能定理的推導(dǎo)，其具體表達式為W=F合s=man=En-Em。2.機械能守恒。機械能守恒定律是指在只有重力或彈力做功的物理系統(tǒng)內(nèi)，動能與勢能可以相互轉(zhuǎn)化，總的機械能能夠保持不變。需要注意的是，機械能并不是簡單的一種能量，而是三種能量之和，即動能、彈性勢能、重力勢能三中能量的相加。想要學(xué)習(xí)好機械能，就必須充分掌握機械能守恒定律。與其他物理定律不同的是，機械能守恒定律并不能適用于所有情況，而是在滿足一定條件的情況下才能成立。影響機械能守恒定律的情況有三種，即只有重力做功、只有彈力做功或只有重力和彈力做功，只有滿足了以上三種條件的其中一種，機械守恒定律才能夠成立。機械能守恒定律的表達式為Ek+E重+E彈=恒定量，其與動能定理的表達式的區(qū)別在于前者的兩側(cè)均為能量，而后者則一側(cè)為合外力做功，一側(cè)為動能。

二、高中物理“機械能”的具體學(xué)習(xí)方法

1.明確物理研究對象的合理性。對于機械能相關(guān)問題來說，包括系統(tǒng)運行狀態(tài)、系統(tǒng)內(nèi)部能量轉(zhuǎn)換情況在內(nèi)的一系列解決方法與思路都需要圍繞物理研究對象來開展，因此學(xué)習(xí)高中物理機械能必須要明確物理研究對象的合理性，在理解每一個知識點時，都要選擇具有代表性、可延伸性的研究對象，結(jié)合相關(guān)概念對物理規(guī)律進行理解，并以更加靈活的方式來解決實際問題。2.掌握與機械能相關(guān)的物理表達式。物理表達式是對物理規(guī)律的總結(jié)和定義，只有掌握了機械能相關(guān)的物理表達式，了解其使用情況與所代表的物理規(guī)律，我們才能夠?qū)C械能的基本概念有更加深入的了解。此外在解答機械能相關(guān)問題時，物理表達式也能夠為我們的計算提供便利，幫助我們找到正確的解題思路。需要注意的是，我們需要掌握的物理定義式不僅包括機械能基本計算公式，還包括推到定義是與其他相關(guān)物理知識的定義式。3.有技巧的選擇零勢能面。在機械能守恒定律中，重力勢能可正可負，其具體數(shù)值與零勢能面的選擇有關(guān)，因此在學(xué)習(xí)機械能時，我們需要有技巧的對零勢能面進行選擇。而零勢能面簡單來說，就是一個物體在此處所具有的勢能為零的位置，選擇零勢能面是解決機械能問題十分常見且有效的一種手段。例如在處理機械能問題時，一般都需要判斷系統(tǒng)的機械能守恒狀態(tài)，這時我們可以在系統(tǒng)內(nèi)選擇一個最低點作為零勢能面，這樣在對于在判斷勢能與動能的轉(zhuǎn)換時，就能夠更加簡單，整個問題理解起來也會更加容易。4.從系統(tǒng)做功角度分析機械能問題。在進行機械能的學(xué)習(xí)時，由于知識點較為抽象、深奧，不利于理解，在這種情況下，我們可以嘗試從系統(tǒng)做功的角度對機械能的相關(guān)知識進行理解，并以此為判斷依據(jù)，將這一學(xué)習(xí)思路應(yīng)用到機械能問題的解答中來。高中的機械能問題一般以機械能守恒定律的考察為主，我們可以對一機械能系統(tǒng)作為研究對象，觀察其是否有做功現(xiàn)象，具體的做功為多少，從而判斷出研究對象的機械能守恒狀態(tài)，找出問題答案。5.從能量守恒角度分析機械能問題。前文中提到，在能量守恒定律成立的情況下，系統(tǒng)內(nèi)部只存在動能與勢能的轉(zhuǎn)換，且外界能量無法與系統(tǒng)內(nèi)部能量進行轉(zhuǎn)換，我們可以根據(jù)這一定義，對機械能問題進行處理。例如在求物體下落勢能時，就可以將下落物體作為研究對象，分析其具體的能量轉(zhuǎn)換情況，如符合系能內(nèi)部能量轉(zhuǎn)化情況，就可以判斷出系統(tǒng)的機械能處于守恒狀態(tài)，能量守恒定律成立，這樣我們就可以根據(jù)給出的動能數(shù)據(jù)以及其他相關(guān)因素，利用定義式進行計算，得出物體在下落時所產(chǎn)生的勢能。

三、結(jié)束語

總的來說，“機械能”的相關(guān)知識，屬于高中物理的難點與重點，想要在機械能的學(xué)習(xí)與應(yīng)用上取得成效，必須充分掌握基礎(chǔ)知識，并找到正確的學(xué)習(xí)方法，全方面的提高學(xué)習(xí)效率。