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第四节 机械能守恒定律
人教版必修第二册第八章
··小实验让一同学把小球拉到自己的鼻尖处，由静止释放小球，并保持原有姿势。其他同学观察小球再次返回时，能否碰到该同学的鼻子。··追寻守恒量结论：如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略，在小球运动过程中，某种“东西”是守恒的！？··能量的复习回顾动能：物体由于运动而具有的能量势能：相互作用的物体凭借其位置具有的能量重力势能：物体由于被举高而具有的能量弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能量Ｅ＝Ｅk＋Ｅp机械能标量、状态量、J机械能的定义什么规律？··动能和势能的相互转化动能势能动能势能动能？=+势能恒量··机械能守恒定律——实验探究实验探究一：探究动能和重力势能相互转化的规律实验器材：小球、斜面实验目的：探究小球在斜面上运动过程中的守恒量及条件？实验任务：1.让小球从某位置由静止释放，观察小球到达右侧最高点与释放点的高度关系；2.分析小球受力情况、下降过程及上升过程中速度变化情况、做功情况及能量转化情况；3.改变小球位置多次试验，总结或猜想小球运动过程中的守恒量及条件。··机械能守恒定律——实验探究实验探究二：探究动能与弹性势能相互转化的规律实验器材：弹簧振子实验目的：探究滑块运动过程中的守恒量及条件？实验任务：1.移动滑块使指针指向某刻线处，连续吹气，观察滑块返回时指针能否回到原位置；2.分析滑块受力情况、运动过程中速度的变化情况、做功情况及能量转化情况；3.通过多次实验，总结或猜想滑块运动过程中的守恒量及条件。··机械能守恒定律——实验探究实验探究一：探究动能和重力势能相互转化的规律实验器材：小球、斜面实验目的：探究小球在斜面上运动过程中的守恒量及条件？实验任务：1.让小球从某位置由静止释放，观察小球到达右侧最高点与释放点的高度关系；2.分析小球受力情况、下降过程及上升过程中速度变化情况、做功情况及能量转化情况；3.改变小球位置多次试验，总结或猜想小球运动过程中的守恒量及条件。实验探究二：探究动能与弹性势能相互转化的规律实验器材：弹簧振子实验目的：探究滑块运动过程中的守恒量及条件？实验任务：1.移动滑块使指针指向某刻线处，连续吹气，观察滑块返回时指针能否回到原位置；2.分析滑块受力情况、运动过程中速度的变化情况、做功情况及能量转化情况；3.通过多次实验，总结或猜想滑块运动过程中的守恒量及条件。如果只有重力做功，小球的机械能是守恒的。如果只有弹力做功，滑块和弹簧组成的系统机械能是守恒的。合理猜想··情景：讨论物体从光滑曲面上下滑的情景。任意取两点A、B，当物体滑到达位置A时，动能为Ek1，重力势能为Ep1；滑到位置B时，动能为Ek2，重力势能为Ep2，忽略空气阻力。任务：根据以上情景探究物体在A点和B点机械能的关系？提示步骤：（1）分析物体受力情况（2）找出从A到B过程中合力做功与动能变化的关系；（3）找出从A到B过程中重力做功与重力势能的关系；（4）分析物体在A点和B点的机械能的关系；（5）总结在只有重力做功时，系统机械能的变化规律。理论探究一：探究在只有重力做功时，系统的机械能是否守恒机械能守恒定律——理论探究··提示步骤：（1）分析小球受力情况（2）找出从A到B过程中弹力做的功与小球动能的关系；（3）找出从A到B过程中弹力做的功与弹簧在A、B两点弹性势能的关系；（4）分析小球在A、B两点时系统机械能的关系。（5）总结在只有弹力做功时，系统机械能的变化规律。情景：如图所示，在光滑水平面上一小球在弹簧弹力作用下由A向B运动。小球质量为m，O点为弹簧原长处，已知小球在A点的动能为Ek1，弹簧弹性势能为EP1，运动到B点时小球的动能变为Ek2，弹簧弹性势能变为EP2，忽略所有阻力。任务：根据以上情景探究小球在A点和B点时，弹簧和小球组成的系统机械能的关系？理论探究二：探究在只有弹力做功时，系统的机械能是否守恒机械能守恒定律——理论探究··情景：讨论物体从光滑曲面上下滑的情景。任意取两点A、B，当物体滑到达位置A时，动能为Ek1，重力势能为Ep1；滑到位置B时，动能为Ek2，重力势能为Ep2，忽略空气阻力。任务：根据以上情景探究物体在A点和B点机械能的关系？提示步骤：（1）分析物体受力情况（2）找出从A到B过程中合力做功与动能变化的关系；（3）找出从A到B过程中重力做功与重力势能的关系；（4）分析物体在A点和B点的机械能的关系；（5）总结在只有重力做功时，系统机械能的变化规律。提示步骤：（1）分析小球受力情况（2）找出从A到B过程中弹力做的功与小球动能的关系；（3）找出从A到B过程中弹力做的功与弹簧在A、B两点弹性势能的关系；（4）分析小球在A、B两点时系统机械能的关系。（5）总结在只有弹力做功时，系统机械能的变化规律。情景：如图所示，在光滑水平面上一小球在弹簧弹力作用下由A向B运动。小球质量为m，O点为弹簧原长处，已知小球在A点的动能为Ek1，弹簧弹性势能为EP1，运动到B点时小球的动能变为Ek2，弹簧弹性势能变为EP2，忽略所有阻力。任务：根据以上情景探究小球在A点和B点时，弹簧和小球组成的系统机械能的关系？理论探究一：探究在只有重力做功时，系统的机械能是否守恒理论探究二：探究在只有弹力做功时，系统的机械能是否守恒机械能守恒定律——理论探究··情景：讨论物体从光滑曲面上下滑的情景。任意取两点A、B，当物体滑到达位置A时，动能为Ek1，重力势能为Ep1；滑到位置B时，动能为Ek2，重力势能为Ep2，忽略空气阻力。任务：根据以上情景探究物体在A点和B点机械能的关系？提示步骤：（1）分析物体受力情况（2）找出从A到B过程中合力做功与动能变化的关系；（3）找出从A到B过程中重力做功与重力势能的关系；（4）分析物体在A点和B点的机械能的关系；（5）总结在只有重力做功时，系统机械能的变化规律。理论探究一：探究在只有重力做功时，系统的机械能是否守恒机械能守恒定律——理论探究··提示步骤：（1）分析小球受力情况（2）找出从A到B过程中弹力做的功与小球动能的关系；（3）找出从A到B过程中弹力做的功与弹簧在A、B两点弹性势能的关系；（4）分析小球在A、B两点时系统机械能的关系。（5）总结在只有弹力做功时，系统机械能的变化规律。情景：如图所示，在光滑水平面上一小球在弹簧弹力作用下由A向B运动。小球质量为m，O点为弹簧原长处，已知小球在A点的动能为Ek1，弹簧弹性势能为EP1，运动到B点时小球的动能变为Ek2，弹簧弹性势能变为EP2，忽略所有阻力。任务：根据以上情景探究小球在A点和B点时，弹簧和小球组成的系统机械能的关系？理论探究二：探究在只有弹力做功时，系统的机械能是否守恒机械能守恒定律——理论探究··内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。1.动能增加，势能一定减小；2.动能减小，势能一定增加。（守恒观点）需选定参考平面（能量转化观点）表达式不需参考平面1.系统不受其它力；2.其它力不做功；3.其它力做功代数和为零。1.动能增加量等于势能减小量。2.动能减小量等于势能增加量。··小试牛刀跳伞员利用降落伞在空中匀速下落的过程铅球被抛出后在空中运动的过程（不计空气阻力）1.判断下列实例中机械能是否守恒 箭被水平射出的过程荡秋千的过程（不计空气阻力）··小试牛刀2.解释小游戏中的物理现象：为什么小球回来时不会碰到鼻子（忽略空气阻力）？答：小球运动过程中只有重力做功，机械能守恒，小球再次回到最右端时的重力势能和初位置的重力势能相等，高度就相同，所以不会碰到鼻子。··小试牛刀OBAθl3.把一个小球用细绳悬挂起来，就成为一个摆，摆长为l，最大偏角为θ。如果阻力可以忽略，小球由A点运动到最低点O时的速度大小是多少？GF小球只有重力做功最低点O题目分析研究对象研究过程守恒条件参考平面列式求解列式求解初态末态1.用牛顿定律求解？2.用动能定理求解？3.用机械能守恒求解？AO··小试牛刀OBAθl3.把一个小球用细绳悬挂起来，就成为一个摆，摆长为l，最大偏角为θ。如果阻力可以忽略，小球运动到最低点时的速度大小是多少？GF··小试牛刀OBAθl3.把一个小球用细绳悬挂起来，就成为一个摆，摆长为l，最大偏角为θ。如果阻力可以忽略，小球运动到最低点时的速度大小是多少？GF小球从开始到最低点只有重力做功最低点题目分析研究对象研究过程守恒条件参考平面列式求解列式求解初态末态解题步骤··小试牛刀OBAθl3.把一个小球用细绳悬挂起来，就成为一个摆，摆长为l，最大偏角为θ。如果阻力可以忽略，小球运动到最低点时的速度大小是多少？应用机械能守恒定律解题的优点是什么？1.只考虑运动的初状态和末状态，不必考虑两个状态之间过程的细节；2.不涉及加速度的求解。GF··课堂小结四、体验科学探究的过程一、机械能：物体所具有的动能和势能的统称二、机械能守恒定律1.内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。2.条件：只有重力做功或弹簧的弹力做功的物体系统内3.表达式：三、机械能守恒定律的应用感悟科学探究的方法！培养实事求是、尊重事实的科学态度！领会协作探究的科学精神！··课后作业探究课题：利用机械能守恒定实验器材：圆珠笔，毫米刻度测定圆珠笔起跳的最大初速度。尺只要我们一直努力前行，
平凡的生命也能画出一条星光闪耀的轨迹！！！
只要我们一直在追光的路上，
你的人生终会光芒万丈！！！！
结语

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