师：同学们，今天我们一起来复习第十二章机械能和内能。第一部分，机械能及其转化。对照课标本章，我们要掌握以下三点内容。我们知道，一个物体能够对另一个物体做功，就说明这个物体具有能量。以下图片中的物体都具有能量，请根据合适的分类依据，将这些物体的能量形式进行分类。

　　不难发现，其中1和4都是物体由于运动而具有的能量，可以归为动能一类；2和3是由于物体被举高而具有的能量，可以归为重力势能一类；5中的物体是由于发生弹性形变而具有的能量，可以归为弹性势能一类。以上这些能量又可以统称为机械能。下面我们分别来研究。

　　物体的动能与哪些因素有关？如何设计实验探究？我们关注以下几个问题。本实验研究的对象是小车，通过观察木块被推开的距离，来比较小车动能的大小，这里用到了物理方法中的转换法。如果要研究动能大小与质量的关系，就要将质量不同的小车从同一高度静止释放，比较木块被推出的距离，这样的设计体现了控制变量法。假如水平面绝对光滑，就不能完成该实验探究，因为水平面光滑，木块将在水平面上一直做匀速直线运动，无法比较木块被推开的距离。本实验运用到的物理研究方法有控制变量法和转换法。

　　在探究动能大小的影响因素实验中，我们进行了如下两次实验，这两个实验的结论分别是什么呢？

　　生：这一实验的结论是，当物体速度相同时，质量越大，动能越大。

　　生：这一实验的结论是，当物体质量相同时，速度越大，动能越大。

　　师：物体重力势能与哪些因素有关呢？要回答这个问题，我们从这个活动说起。要想将桩打得更深，可以采用哪些方法？通过体验我们知道，不改变下落高度，一定要选用质量更大的木块；不改变木块质量，则要使木块下落的高度更大。所以我们可以探究重力势能大小与质量和下落高度的关系。这两个实验分别说明什么呢？

　　生：在物体质量相同时，下落高度越大，物体重力势能越大。

　　生：在物体下落高度相同时，质量越大，重力势能越大。

　　师：弄明白了动能和重力势能的影响因素之后，我们来看一道例题。请看例1，把小球放在同一高度，由静止开始沿斜面滚下，是为了控制让小球到达斜面底端时速度相同。在实验中，超载超速带来的危害程度，用小木块移动的距离s来表示。在研究超载带来的危害时，选择甲、乙、丙三次实验中的甲、丙两次实验，因为这两次实验小球质量大小不同，但速度相同。答案如下，4。为了比较超载和超速带来的危害程度，兴趣小组用上述器材进行定量研究，得到了如下表格中的数据。根据上表数据分析可以发现，速度的变化对于木块移动的距离影响更大，所以货车超载20%与超速20%相比，潜在危害较大的是超速20%。物体的弹性势能与弹性形变量之间又有怎样的关系呢？我们来看视频。

　　（播放视频后）

　　师：通过实验我们可以发现，弹性形变越大，物体的弹性势能越大。如果把动能、重力势能、弹性势能这些实验方案进行横向比较，你是否还能发现各种形式的能量之间有着某种内在联系？在动能实验中，小车从斜面顶端下滑到水平面上，能量形式由重力势能转化为动能。运动的小车推动木块一起运动，则小车有一部分动能会转移给木块。重力势能实验中，砝码从高处下落，也是重力势能转化为动能。弹性势能实验中，运动的小车挤压弹簧，使动能转化为弹性势能。

　　据此我们可以总结，动能和势能是可以相互转化或者发生能量转移的。所谓转化，是指能量从一种形式变为另一种形式；所谓转移，是指能量从一个物体到另一个物体，但能量形式不发生变化。你能试着列举一些生活中动能和势能相互转化或者发生能量转移的实例吗？第一幅图片的情境中能量发生了怎样的变化？

　　生：第一个小球的动能传递给了最后一个小球，这里发生了动能的转移。

　　师：第二幅图中能量又发生了怎样的变化？

　　生：过山车从高处落下，重力势能转化为动能。

　　师：第三幅图中，卫星从近地点到远地点，动能转化为重力势能。动能和势能在发生相互转化或者发生能量转移的时候，如果没有能量损失，机械能的总量将保持不变。但实际的情况往往是怎样的呢？单摆在来回摆动时，高度会越来越小；滚摆上下往复运动的上升高度也会越来越低；落地的皮球运动轨迹的高度逐渐变小。这三幅图都说明一个共同的物理问题，动能和势能在相互转化的过程中，物体由于受到摩擦和空气阻力，机械能的总量会逐渐减小。那么我们如何判断物体的机械能是否发生变化？我们可以运用以下两个方法。一、由机械能等于动能加势能来进行判断，主要依据物体的质量、高度、速度和弹性形变量是否变化。例如左图当中，若已知滑梯的小朋友匀速下滑，则根据动能的影响因素可知，小朋友的动能不变，但随着高度的变低，他的重力势能会逐渐变小，所以机械能总和会逐渐变小。方法二，在动能和势能的相互转化过程中，若不计阻力和摩擦，则机械能保持不变；若考虑阻力和摩擦，则机械能总量减小。例如右图当中，已知返回舱落回大气层时，会受到较大的空气阻力，所以机械能总量一定会变小。我们再一起来看这样一道例题。