機械能守恒定律

1、機械能守恒定律【教學(xué)目標(biāo)】1.1.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 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 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.【教學(xué)重難點】1 1 .理解機械能守恒定律的內(nèi)容.2 2 .判定機械能是否守恒并能列出機械能守恒的方程式.【教學(xué)儀器】細(xì)線、小球、帶有標(biāo)尺的鐵架臺；多媒體課件【課時安排】1 1 課時【教學(xué)設(shè)計】一、知識鏈接1 1、本章中我們學(xué)習(xí)了哪幾種形式的能？2 2、 動能定理的內(nèi)容和表達(dá)式是什么？3 3、 重力所做的功與物體重力勢能的變化之間有

2、什么關(guān)系？二、新課教學(xué)1 1、動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化觀看視頻，思考動能和勢能(重力勢能、彈性勢能)發(fā)生著怎樣的轉(zhuǎn)化？(小組討論，代表回答)分析：(1 1)物體沿光滑斜面下滑時，重力對物體做正功，物體的重力勢 能減少，同時，物體的速度增加，即物體的動能增加了。這說明，物體的重力勢 能轉(zhuǎn)化成了動能；(2) 物體與自然伸長的彈簧相接觸，壓縮彈簧，物體的速度減小，即動能 減少了，此時彈簧的彈性勢能增加，這說明，物體的動能轉(zhuǎn)化成了彈簧的彈性勢 能；(3) 物體再以一定的速度沖上斜面，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能。從上面的討論可以看到，在機械運動中，動能、重力勢能與彈性勢能之間具有密 切的聯(lián)系，我們把動能和勢能統(tǒng)稱為

3、機械能。眾多的動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化事例中， 我們注意到，一個能量在減少，另 一個能量在增加，變化中是否存在不變的量呢？讓我們來一起尋找守恒量。2 2、尋找守恒量(1)(1)、只有重力對物體做功時物體的機械能教師活動：演示實驗：如右圖，用細(xì)線、小球、帶有標(biāo)尺的鐵架臺等做實驗. 把一個小球用細(xì)線懸掛起來，把小球拉到一定高度的 A A 點，然后放開，小球在 擺動過程中，重力勢能和動能相互轉(zhuǎn)化.我們看到，小球可以擺到跟 A A 點等高 的 C C 點，如果用尺子在某一點擋住細(xì)線，小球雖然不能擺到 C C 點，但擺到另一 側(cè)時，也能達(dá)到跟 A A點相同的高度，如圖乙.問題：分析小球的受力情況？各個力的做

4、功情況？通過實驗現(xiàn)象猜測有什么不變 量？學(xué)生活動：觀察現(xiàn)象，思考問題，小組合作討論，代表發(fā)言.教師活動：我們通過實驗猜想：在只有重力做功的情況下，勢能和動能可以相互 轉(zhuǎn)化，在相互轉(zhuǎn)化的過程中，機械能總量保持不變，下面我們再從理論上推導(dǎo)一 下，判斷：只有重力做功，就是物體只受重力嗎？物體只受重力；2物體除受重力外還受其他的力，但其他力不做功；3物體除受重力外還受其他的力，但其他力做功的代數(shù)和為零(2)(2)、彈簧和物體組成的系統(tǒng)的機械能教師活動：介紹由小球和彈簧組成的系統(tǒng)叫彈簧振子， 用水平方向的彈簧振子演 示動能和彈性勢能的相互轉(zhuǎn)化(桿子光滑)問題：分析小球的受力情況？各個力的做功情況？能量轉(zhuǎn)

5、化情況？ 學(xué)生活動：觀察現(xiàn)象，思考問題，小組合作討論，代表發(fā)言.3 3、機械能守恒定律(1) 、內(nèi)容：在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能與勢能可以互相轉(zhuǎn) 化，總的機械能保持不變.這就是機械能守恒定律.(2) 、機械能守恒的條件：只有重力或系統(tǒng)內(nèi)的彈力做功(3) 、表達(dá)式：1用系統(tǒng)的狀態(tài)量表述：E E 末=E E 初，即 Ek2Ek2+ Ep2Ep2= Ek1Ek1 + EpiEpi, 即系統(tǒng)末狀態(tài)的機械能等于初狀態(tài)的機械能。2用系統(tǒng)動能增量和勢能增量間的關(guān)系表述： EkEk= AEpEp，即 即系統(tǒng)動能的增加等于勢能的減少?！镜淅龑?dǎo)學(xué)】對機械能守恒定律條件的理解例 1 1.下列實例中的運動

6、物體(均不計空氣阻力)，機械能守恒的是(E) A A .被起重機吊起的貨物正在加速上升B.B. 斜拋出去的小球C.C. 木塊沿粗糙斜面勻速下滑D.D. 光滑水平面上，一個輕質(zhì)彈簧左端固定，右端連接一小球，沿水平方向做振 動的小球總結(jié)：對機械能守恒定律的條件的理解：(1 1)從系統(tǒng)做功的角度：只有重力或系統(tǒng)內(nèi)的彈力做功，常表現(xiàn)為以下幾種 情況1只受重力(或系統(tǒng)內(nèi)彈力)，如所有做拋體運動的物體(不計空氣阻力)。2除受重力、彈力外，物體還受其他力，但其他力不做功，如物體沿光滑的 曲面下滑，盡管受支持力，但支持力不做功。3對一個系統(tǒng)來講，其他力做功，但做功的代數(shù)和為零(2 2)從能量轉(zhuǎn)化的角度：只有系統(tǒng)內(nèi)的動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，無其他形式能量 (如內(nèi)能)參與轉(zhuǎn)化。例2. .個小球用細(xì)線懸掛起來，就成為一個擺，忽略一切阻力，如圖.擺長為 L L, 最大偏角為9.小球運動到最低位置時的速度是多大？(選 0 0 點所在水平面為零 勢能平面)總結(jié)：應(yīng)用機械能守恒定律解題步驟(1)(1)確定研究對象和研究過程(2)(2)分析研究對象在運動過程中的受力情況弄清各力做功的情況，判斷機械能是 否守恒(3)(3)恰當(dāng)選取零勢能面，并確定研究對象在研究過程的始、末狀態(tài)的機械能(4)(4)根據(jù)機械能守恒定律列出方程，進(jìn)行求解?！景鍟O(shè)計】1.1. 機械能：公式:E=EK+EPE=EK+EP .