第六節(jié)機(jī)械能守恒定律教案

1、第六節(jié)第六節(jié) 機(jī)械能守恒定律機(jī)械能守恒定律 本章中我們學(xué)習(xí)了哪幾種形式的能本章中我們學(xué)習(xí)了哪幾種形式的能?它們各是如何定義的它們各是如何定義的?它們的大小各由它們的大小各由什么決定什么決定? 動(dòng)能定理的內(nèi)容和表達(dá)式是什么動(dòng)能定理的內(nèi)容和表達(dá)式是什么? 重力所做的功與物體重力勢(shì)能的變重力所做的功與物體重力勢(shì)能的變化之間有什么關(guān)系化之間有什么關(guān)系?思考題思考題2. .答：答： 本章我們學(xué)習(xí)了以下幾種能：動(dòng)能、重力勢(shì)能、本章我們學(xué)習(xí)了以下幾種能：動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能彈性勢(shì)能. 物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能叫動(dòng)能，動(dòng)能與物體的質(zhì)物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能叫動(dòng)能，動(dòng)能與物體的質(zhì)量及運(yùn)動(dòng)的速度有關(guān)量及運(yùn)動(dòng)的速度

2、有關(guān). 物體由于被舉高而具有的能叫重力勢(shì)能，重力勢(shì)物體由于被舉高而具有的能叫重力勢(shì)能，重力勢(shì)能與物體的質(zhì)量及被舉高的高度有關(guān)能與物體的質(zhì)量及被舉高的高度有關(guān). 物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能叫彈性勢(shì)能，物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能叫彈性勢(shì)能，彈性勢(shì)能與形變的程度有關(guān)彈性勢(shì)能與形變的程度有關(guān). 動(dòng)能定理的內(nèi)容是：物體所受合外力所做的功等動(dòng)能定理的內(nèi)容是：物體所受合外力所做的功等于物體動(dòng)能的改變，即于物體動(dòng)能的改變，即W總總=Ek2-Ek1 重力所做的功和物體重力勢(shì)能之間變化的關(guān)系為：重力所做的功和物體重力勢(shì)能之間變化的關(guān)系為： wG=mgh2-mgh13.總結(jié)總結(jié) 要注意動(dòng)能定理中動(dòng)能的變化量

3、是末動(dòng)能減去要注意動(dòng)能定理中動(dòng)能的變化量是末動(dòng)能減去初動(dòng)能，而重力做功與重力勢(shì)能改變之間關(guān)系初動(dòng)能，而重力做功與重力勢(shì)能改變之間關(guān)系式中是式中是初位置初位置的重力勢(shì)能與的重力勢(shì)能與末位置末位置重力勢(shì)能的重力勢(shì)能的引入：動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能屬于力學(xué)范引入：動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能屬于力學(xué)范疇，統(tǒng)稱為機(jī)械能。疇，統(tǒng)稱為機(jī)械能。動(dòng)能動(dòng)能勢(shì)能勢(shì)能重力勢(shì)能重力勢(shì)能彈性勢(shì)能彈性勢(shì)能機(jī)械能機(jī)械能(一一)、分析、分析下述物理情景中能量是如何轉(zhuǎn)化的：下述物理情景中能量是如何轉(zhuǎn)化的： A.運(yùn)動(dòng)員斜向上投出鉛球運(yùn)動(dòng)員斜向上投出鉛球B.彈簧的一端接在氣墊導(dǎo)軌的一端，另一端和滑塊彈簧的一端接在氣墊導(dǎo)軌的一端，另一端

4、和滑塊相連，讓滑塊在水平的相連，讓滑塊在水平的軌軌道上做往復(fù)運(yùn)動(dòng)道上做往復(fù)運(yùn)動(dòng).C 小球的擺動(dòng)小球的擺動(dòng) 4.演示實(shí)驗(yàn)演示實(shí)驗(yàn) 做法：做法：a.把球拉到把球拉到A點(diǎn)，然后放開，觀察小球在擺動(dòng)到右側(cè)時(shí)所到達(dá)的點(diǎn)，然后放開，觀察小球在擺動(dòng)到右側(cè)時(shí)所到達(dá)的位置和位置位置和位置A間的關(guān)系間的關(guān)系.b.把球同樣拉到把球同樣拉到A點(diǎn)，在點(diǎn)，在O點(diǎn)用尺子擋一下，觀察小球擺動(dòng)到右點(diǎn)用尺子擋一下，觀察小球擺動(dòng)到右側(cè)時(shí)的位置，并比較該位置和釋放點(diǎn)側(cè)時(shí)的位置，并比較該位置和釋放點(diǎn)A之間的關(guān)系之間的關(guān)系.通過觀察到的現(xiàn)象，分析后你得到什么結(jié)論通過觀察到的現(xiàn)象，分析后你得到什么結(jié)論?介紹實(shí)驗(yàn)裝置介紹實(shí)驗(yàn)裝置如右圖所示如

5、右圖所示：結(jié)論：結(jié)論：以上實(shí)驗(yàn)證實(shí)了在不計(jì)阻力影響，即物體只受重力以上實(shí)驗(yàn)證實(shí)了在不計(jì)阻力影響，即物體只受重力作用時(shí)，小球在擺動(dòng)中機(jī)械能守恒作用時(shí)，小球在擺動(dòng)中機(jī)械能守恒.3小結(jié)小結(jié)：動(dòng)能和勢(shì)能之間可以相互轉(zhuǎn)化。：動(dòng)能和勢(shì)能之間可以相互轉(zhuǎn)化。(二二)機(jī)械能守恒定律的推導(dǎo)機(jī)械能守恒定律的推導(dǎo)思考題一：思考題一： 如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為的物體自由下落，經(jīng)過高度如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為的物體自由下落，經(jīng)過高度為為的的A點(diǎn)時(shí)速度為點(diǎn)時(shí)速度為，下落到高度為，下落到高度為h2的的B點(diǎn)時(shí)點(diǎn)時(shí)速度為速度為2，試寫出物體在試寫出物體在A點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能和在點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能和在B點(diǎn)時(shí)點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能，并找到這二個(gè)機(jī)械能之間的數(shù)量關(guān)

6、系的機(jī)械能，并找到這二個(gè)機(jī)械能之間的數(shù)量關(guān)系. (1)思考題二：思考題二：如圖如圖(2)所示，一個(gè)質(zhì)量為所示，一個(gè)質(zhì)量為的物體做平拋運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過高的物體做平拋運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過高度為度為的的A點(diǎn)時(shí)速度為點(diǎn)時(shí)速度為，經(jīng)過高度為，經(jīng)過高度為2的的B點(diǎn)時(shí)速度點(diǎn)時(shí)速度為為2，寫出物體在位置，寫出物體在位置A、B時(shí)的機(jī)械能的表達(dá)式并找出時(shí)的機(jī)械能的表達(dá)式并找出這二個(gè)機(jī)械能之間的關(guān)系這二個(gè)機(jī)械能之間的關(guān)系. (2) 推導(dǎo)過程一推導(dǎo)過程一 解：解：機(jī)械能等于物體的動(dòng)能和勢(shì)能之和機(jī)械能等于物體的動(dòng)能和勢(shì)能之和 A點(diǎn)的機(jī)械能等于點(diǎn)的機(jī)械能等于 B點(diǎn)的機(jī)械能等于點(diǎn)的機(jī)械能等于又在自由落體運(yùn)動(dòng)中，物體只受重力的作用，據(jù)動(dòng)能定

7、又在自由落體運(yùn)動(dòng)中，物體只受重力的作用，據(jù)動(dòng)能定理得：理得：又據(jù)重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系得到又據(jù)重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系得到 WG=mgh1-mgh2 12121mghmv22221mghmv21222121mvmvwG思考三思考三一物體由光滑斜面上滑下，途中經(jīng)過一物體由光滑斜面上滑下，途中經(jīng)過A、B兩點(diǎn)，已兩點(diǎn)，已知物體經(jīng)過知物體經(jīng)過A、B兩點(diǎn)的速度分別為兩點(diǎn)的速度分別為v1、v2，A、B兩點(diǎn)的兩點(diǎn)的高度分別為高度分別為和和寫出物體在位置寫出物體在位置A、B時(shí)的機(jī)械能的時(shí)的機(jī)械能的表達(dá)式并找出這二個(gè)機(jī)械能之間的關(guān)系表達(dá)式并找出這二個(gè)機(jī)械能之間的關(guān)系.推導(dǎo)結(jié)果推導(dǎo)結(jié)果(2)解：物體在解：物體在

8、A點(diǎn)時(shí)的重力勢(shì)能為點(diǎn)時(shí)的重力勢(shì)能為mgh1 動(dòng)能為動(dòng)能為 ， 所以所以A點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能為點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能為mgh1+ 物體在物體在B點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能為點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能為mgh2+由于物體做平拋運(yùn)動(dòng)，只受重力作用，且重力做正功，據(jù)動(dòng)能定由于物體做平拋運(yùn)動(dòng)，只受重力作用，且重力做正功，據(jù)動(dòng)能定理得：理得： WG= ，又據(jù)重力做功和重力勢(shì)能改變之間的關(guān)系得到：又據(jù)重力做功和重力勢(shì)能改變之間的關(guān)系得到：WG=mgh1-mgh22121mv2221mv2221mv2121mv2121mv 討論：上述兩個(gè)表達(dá)式說明了什么問題討論：上述兩個(gè)表達(dá)式說明了什么問題. 2121222121mghmghmvmv121222212

9、1mghmvmghmv 在表達(dá)式在表達(dá)式中，等號(hào)左邊是物體動(dòng)能的增加量，中，等號(hào)左邊是物體動(dòng)能的增加量，等號(hào)右邊是物體重力勢(shì)能的減少量，等號(hào)右邊是物體重力勢(shì)能的減少量， 該表達(dá)式說明：該表達(dá)式說明：物體在下落過程中，重力做了物體在下落過程中，重力做了多少正功，物體的重力勢(shì)能就減小多少，同時(shí)多少正功，物體的重力勢(shì)能就減小多少，同時(shí)物體的動(dòng)能就增加多少物體的動(dòng)能就增加多少. 對(duì)于表達(dá)式對(duì)于表達(dá)式，等號(hào)左邊是物體在末位置時(shí)，等號(hào)左邊是物體在末位置時(shí)的機(jī)械能，等號(hào)右邊是物體在初位置時(shí)的機(jī)械的機(jī)械能，等號(hào)右邊是物體在初位置時(shí)的機(jī)械能，該式表示：能，該式表示：動(dòng)能和勢(shì)能之和即總的機(jī)械能動(dòng)能和勢(shì)能之和即總的

10、機(jī)械能保持不變保持不變.(三三)機(jī)械能守恒定律機(jī)械能守恒定律 在只有重力做功的情況下，物體的動(dòng)能和在只有重力做功的情況下，物體的動(dòng)能和重力勢(shì)能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保重力勢(shì)能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變，這個(gè)結(jié)論叫做機(jī)械能守恒定律持不變，這個(gè)結(jié)論叫做機(jī)械能守恒定律.條件：只有重力做功條件：只有重力做功.結(jié)論：機(jī)械能的總量保持不變結(jié)論：機(jī)械能的總量保持不變. 所謂只有重力做功，包括兩種情況：所謂只有重力做功，包括兩種情況：a.物體只受重力，不受其他的力物體只受重力，不受其他的力.b.物體除重力外還受其他的力，但其他力不做功物體除重力外還受其他的力，但其他力不做功.思考：放開被壓縮的

11、彈簧，可以把跟它接觸的小球彈出思考：放開被壓縮的彈簧，可以把跟它接觸的小球彈出去，在這個(gè)過程中，能量是如何轉(zhuǎn)化的去，在這個(gè)過程中，能量是如何轉(zhuǎn)化的?類比地，你類比地，你能得到在這個(gè)過程中機(jī)械能守恒的條件嗎能得到在這個(gè)過程中機(jī)械能守恒的條件嗎? 類比得到：如果只有彈力做功，動(dòng)能和彈性勢(shì)能之類比得到：如果只有彈力做功，動(dòng)能和彈性勢(shì)能之和保持不變，即機(jī)械能守恒和保持不變，即機(jī)械能守恒.理解：理解：思考思考教材教材思考與討論思考與討論作業(yè)作業(yè)教材：練習(xí)五第二題教材：練習(xí)五第二題三、鞏固練習(xí)三、鞏固練習(xí) 1.關(guān)于物體的機(jī)械能是否守恒的敘述，下列說法中正確的是關(guān)于物體的機(jī)械能是否守恒的敘述，下列說法中正確

12、的是A.做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體，機(jī)械能一定守恒做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體，機(jī)械能一定守恒B.做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體，機(jī)械能一定守恒做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體，機(jī)械能一定守恒C.外力對(duì)物體所做的功等于外力對(duì)物體所做的功等于0時(shí)，機(jī)械能一定守恒時(shí)，機(jī)械能一定守恒D.物體若只有重力做功，機(jī)械能一定守恒物體若只有重力做功，機(jī)械能一定守恒2.在下列實(shí)例中運(yùn)動(dòng)的物體，不計(jì)空氣阻力，機(jī)械能不守恒的是在下列實(shí)例中運(yùn)動(dòng)的物體，不計(jì)空氣阻力，機(jī)械能不守恒的是A.起重機(jī)吊起物體勻速上升起重機(jī)吊起物體勻速上升 B.物體做平拋運(yùn)動(dòng)物體做平拋運(yùn)動(dòng)C.圓錐擺球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)圓錐擺球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)D.一個(gè)輕質(zhì)彈簧上端

13、固定，下端系一個(gè)輕質(zhì)彈簧上端固定，下端系一重物，重物在豎直方向上做上下振動(dòng)一重物，重物在豎直方向上做上下振動(dòng)(以物體和彈簧為研究對(duì)象以物體和彈簧為研究對(duì)象)3.從離地從離地高為高為H的陽臺(tái)上以速度的陽臺(tái)上以速度豎直向上拋出質(zhì)量為豎直向上拋出質(zhì)量為的物體，它上升的物體，它上升后又返回下落，最后落在地面上，則下列說法中正確的是后又返回下落，最后落在地面上，則下列說法中正確的是(不計(jì)空氣阻不計(jì)空氣阻力，以地面為參考面力，以地面為參考面)A.物體在最高點(diǎn)時(shí)機(jī)械能為物體在最高點(diǎn)時(shí)機(jī)械能為mg（）B.物體落地時(shí)的機(jī)械能為物體落地時(shí)的機(jī)械能為mg（） mv2C.物體落地時(shí)的機(jī)械能為物體落地時(shí)的機(jī)械能為 mv

14、2D.物體在落回過程中，經(jīng)過陽臺(tái)時(shí)的機(jī)械能為物體在落回過程中，經(jīng)過陽臺(tái)時(shí)的機(jī)械能為 mv2參考答案：參考答案：.D2.A3.ACD2121四、小結(jié)四、小結(jié) 本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了機(jī)械能守恒定律本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了機(jī)械能守恒定律 1.我們說機(jī)械能守恒的關(guān)鍵是：只有重力或彈力做功；我們說機(jī)械能守恒的關(guān)鍵是：只有重力或彈力做功； 2.在具體判斷機(jī)械能是否守恒時(shí)，一般從以下兩方面在具體判斷機(jī)械能是否守恒時(shí)，一般從以下兩方面考慮：考慮： 對(duì)于某個(gè)物體，若只有重力做功，而其他力不做功，對(duì)于某個(gè)物體，若只有重力做功，而其他力不做功，則該物體的機(jī)械能守恒則該物體的機(jī)械能守恒. 對(duì)于由兩個(gè)或兩個(gè)以上物體對(duì)于由兩個(gè)或兩個(gè)以

15、上物體(包括彈簧在內(nèi)組成的系包括彈簧在內(nèi)組成的系統(tǒng)，如果系統(tǒng)只有重力做功或彈力做功，物體間只有統(tǒng)，如果系統(tǒng)只有重力做功或彈力做功，物體間只有動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能之間的相互轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)與動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能之間的相互轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)與外界沒有機(jī)械能的轉(zhuǎn)移，系統(tǒng)內(nèi)部沒有機(jī)械能與其他外界沒有機(jī)械能的轉(zhuǎn)移，系統(tǒng)內(nèi)部沒有機(jī)械能與其他形式能的轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的機(jī)械能就守恒形式能的轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的機(jī)械能就守恒. 3.如果物體或系統(tǒng)除重力或彈力之外還有其他力做功，如果物體或系統(tǒng)除重力或彈力之外還有其他力做功，那么機(jī)械能就要改變那么機(jī)械能就要改變. 假設(shè)系統(tǒng)在初態(tài)時(shí)的動(dòng)能為假設(shè)系統(tǒng)在初態(tài)時(shí)的動(dòng)能為E，勢(shì)能為，勢(shì)能為E，在由狀

16、態(tài)在由狀態(tài)1到狀態(tài)到狀態(tài)2的過程中，重力或彈力做的的過程中，重力或彈力做的功為功為W，除重力或彈力以外的其他力的功為，除重力或彈力以外的其他力的功為W2，則合外力的功為，則合外力的功為WW2，物體系在末態(tài)，物體系在末態(tài)2時(shí)的動(dòng)能為時(shí)的動(dòng)能為EK，勢(shì)能為，勢(shì)能為E，則據(jù)動(dòng)能定理，則據(jù)動(dòng)能定理有：有： 也就是說，除重力或彈力之外的其他力所做的也就是說，除重力或彈力之外的其他力所做的功，等于物體系統(tǒng)機(jī)械能的改變功，等于物體系統(tǒng)機(jī)械能的改變.KKEEWW21 五、作業(yè)五、作業(yè) (一一)課本課本P148練習(xí)五練習(xí)五(1.2.) (二二)思考題：思考題： 1.關(guān)于機(jī)械能守恒定律，以下說法正確的是關(guān)于機(jī)械能

17、守恒定律，以下說法正確的是 A.當(dāng)物體受到的合外力為零時(shí)，物體的機(jī)械能一當(dāng)物體受到的合外力為零時(shí)，物體的機(jī)械能一定守恒定守恒 B.當(dāng)物體只受重力作用時(shí)，物體的機(jī)械能一定守當(dāng)物體只受重力作用時(shí)，物體的機(jī)械能一定守恒恒 C.當(dāng)物體除受重力外還受到其他的力，但其他的當(dāng)物體除受重力外還受到其他的力，但其他的力不做功，物體的機(jī)械能也一定守恒力不做功，物體的機(jī)械能也一定守恒 D.對(duì)于物體除重力外，其他力做功的代數(shù)和為零，對(duì)于物體除重力外，其他力做功的代數(shù)和為零，物體的機(jī)械能一定守恒物體的機(jī)械能一定守恒 2.當(dāng)物體克服摩擦力做功時(shí)，物體的當(dāng)物體克服摩擦力做功時(shí)，物體的 A.重力勢(shì)能一定減少，機(jī)械能可能不變重

18、力勢(shì)能一定減少，機(jī)械能可能不變 B.重力勢(shì)能一定增加，機(jī)械能一定增加重力勢(shì)能一定增加，機(jī)械能一定增加 C.重力勢(shì)能一定增加，動(dòng)能可能不變重力勢(shì)能一定增加，動(dòng)能可能不變 D.重力勢(shì)能一定減少，動(dòng)能可能減少重力勢(shì)能一定減少，動(dòng)能可能減少 3.物體在距地面附近以物體在距地面附近以2 /s2的加速度勻減速的加速度勻減速豎直上升，則在上升過程中，物體的機(jī)械能的豎直上升，則在上升過程中，物體的機(jī)械能的變化是變化是 A.不變不變 B.減少減少 C.增加增加D.無法確定無法確定 4.下列實(shí)例下列實(shí)例(均不計(jì)空氣阻力均不計(jì)空氣阻力)中的運(yùn)動(dòng)物體，機(jī)械能守中的運(yùn)動(dòng)物體，機(jī)械能守恒的應(yīng)是恒的應(yīng)是 A.被起重機(jī)吊起的貨物正在加速上升被起重機(jī)吊起的貨物正在加速上升 B.物體做平拋運(yùn)動(dòng)物體做平拋運(yùn)動(dòng) C.物體沿粗糙斜面勻速下滑物體沿粗糙斜面勻速下滑 D.一個(gè)輕質(zhì)彈簧上端固定