资源简介

机械能守恒定律教案
【教学目标】
(一)知识与技能
知道什么是机械能;
理解机械能守恒定律内容以及机械能守恒条件;
学会运用机械能守恒定律解决一定的实际问题.
(二)过程与方法
体会机械能守恒定律推导过程中以及机械能守恒定律运用条件探讨过程中的研究方法.
(三)情感态度价值观
通过”碰鼻”实验让学生感受物理的趣味性以及感悟物理学的微妙和严谨.
【教学重点难点】
重点
机械能守恒定律内容的理解以及机械能是否守恒的判定;
机械能守恒定律的应用.
难点
1.物体运动过程中机械能是否守恒的判定;
2.机械能守恒定律与动能定律的综合应用.
【教学器材】
小球,细线,铁架台
【教学过程】
新课导入
在初中我们就已经知道重力势能,动能和弹性势能之间可以互相转化.在今天正式上课之前我们就先来做个小实验 .我们请一位同学到上面来配合老师完成.我们把小球系在铁架台上,并让小球从该同学的鼻尖处自由下落,细线一直保持绷紧.提问:小球返回后会打到同学的鼻子吗?为什么? 观察实验现象(小球打不到同学鼻子或同学害怕打到鼻子而躲开)..小球是不会打到鼻子的,学完这节课后我们就可以很好的解释为什么了.
新课讲解
机械能的定义
先直接提问:什么是机械能?
然后直接给出机械能定义:我们把动能和势能统称为机械能.
2.机械能守恒定律的导出
放出四张图片,并提问在它们的运动过程中重力势能,弹性势能和动能是如何转化的.
瀑布
重力势能转化为动能
射箭
弹性势能转化为动能
单摆
重力势能和动能之间互相转化
蹦床
重力势能,弹性势能和动能之间互相转化
再引导学生思考并提问:这些运动过程机械能从一种形式转化为另一种形式,那么在转化过程中它们的机械能总和会变化吗?
为了探究它们的机械能是否变化,我们建立一个简单模型研究只有重力作用下的机械能(自由落体)如图.
小球在A处速度大小为,高度为;在B处速度大小为,高度为.根据动能定理动能改变量等于外力做功大小,可得: .移项可得: .即得到在AB两处机械能大小相等.结论:只在重力作用下物体运动时机械能守恒
再建立一个物体从光滑斜面滑落模型(如图) 探究不仅只有重力作用下的机械能.同上分析.得到机械能守恒.
分析:斜面上的物体虽然不仅仅受重力作用,但机械能仍然守恒.为什么呢?因为除了重力以外其它力不做功.
得出结论:在只有重力做功的情况下,物体机械能总量保持不变,这便是机械能守恒定律.
再补充还有弹力做功的情况,直接给出完善的机械能守恒定律: :在只有重力和弹力做功的情况下,物体机械能总量保持不变.
3.机械能守恒定律应用例题(教材上的例题):图5-45是一条高架滑车的轨道示意图,各处的高度已经标在图上.一节车厢以1m/s的速度从A点出发,最终到达G点,运动阻力忽略.问:
(1)车厢何处重力势能最大?何处动能最大?在哪一段几乎不变?
(2)车厢的最大速度?
(3)如果车厢的质量为kg,当他抵达G点后要制动,车厢客服制动装置的阻力要做多少的功?
解答略
在应用的基础上，归纳使用机械能守恒定律解题的一般步骤：
１、受力分析，判断是否符合机械能守恒定律的条件——只有重力或弹力做功；
２、列出初、末两个状态的机械能（E1、E2）；
３、根据机械能守恒定律列出等式求解（E1＝E2）。
4.机械能守恒定律使用条件
只有重力和弹力做功
如果除了重力和弹力,还有其他外力做功(如摩擦力)做功,则物体的机械能将发生变化,机械能不再守恒,机械能守恒定律在此条件下不成立.但是有时我们可以结合前面学过的动能定理来解决这一类的机械能不守恒问题.
5.例题 如图让一小物块(可视为质点)从斜面上的A点以的初速度沿斜面向上滑行,物块到达B点后沿原路返回.若A到B的距离为1m.斜面倾角.(sin=0.6，cos=0.8，),求:
物块与斜面间的动摩擦因数
设水平地面重力势能为零,且物块返回经过C点时动能大小和重力势能大小相等,球C点高度.
解: (1)由动能定理结合机械能的有关知识得:
,代入数据得
(2)设C点高度为h
由分析可得.
而,即得
代入数据得
总结出做功和能量关系紧密,两者要统一起来看.将机械能守恒定律与动能定理相结合,并正确地运用可以让一些看起来很复杂的题很快的解出.
(三)课程小结
1.势能和动能统称为机械能;
2.机械能守恒定律: 在只有重力和弹力做功的情况下,物体机械能总量保持不变.
3. 机械能守恒定律使用条件:只有重力和弹力做功
4. 机械能守恒定律的应用,能充分运用好机械能守恒定律并能与前面的动能相关知识相结合,以及和圆周运动等知识相结合,甚至要和以后要学到的动量定理等知识相结合,因为运用机械能守恒时解决的往往都是比较综合的问题.

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