机械能守恒(2).doc

机械能守恒（学案） 【教学目标】知识与技能 1、知道什么是机械能，理解物体的动能和势能可以相互转化； 2、理解机械能守恒定律的内容和适用条件； 3、会判定具体问题中机械能是否守恒，能运用机械能守恒定律分析实际问题过程与方法 1、学习从物理现象分析、推导机械能守恒定律及适用条件的研究方法 2、初步掌握运用能量转化和守恒来解释物理现象及分析问题的方法。情感、态度与价值观 体会科学探究中的守恒思想，养成探究自然规律的科学态度，领悟机械能守恒规律解决问题的优点，形成科学价值观。【教学重点】 1、机械能守恒定律的推导与建立，以及机械能守恒定律含义的理解； 2、机械能守恒定律的条件和机械能守恒定律的实际应用。【教学难点】 机械能守恒的条件及对机械能守恒定律的理解。【教学过程】 一、知识链接 1、总结本章中我们学习了哪几种形式的能？动能、重力势能和弹性势能。物体由于运动而具有的能叫动能。物体由于被举高而具有的能叫重力势能。物体由于发生弹性形变而具有的能叫弹性势能。 2、动能定理的内容和表达式是什么？内容是：物体所受合外力所做的功等于物体动能的改变，即：-3、重力所做的功与物体重力势能的变化之间有什么关系？ 重力所做的功和物体重力势能之间的变化关系为：-二、新授课 （一）机械能 1、定义 2、公式：教师活动：初中我们学习就知道势能和动能可以相互转化，高中物理我们学习了功能原理：功是能量转化的量度，能量的转化总是在做功的过程中体现的现在我们看两组演示实验，观察探究一下，运动过程中力做功的特点及能量转化的情况，在转化的过程中存在存在一个什么样的定量关系？ 演示一摆球在运动过程中学生活动：1、小球在摆动中受重力和拉力的作用.拉力和速度方向总垂直,对小球不做功;只有重力对小球做功. 2、小球在摆动过程中,小球总能摆到另一边与释放点相同高度的地方.在摆动中重力势能和动能在不断转化.可见,重力势能和动能的总和即机械能应该保持不变.演示二弹簧振子学生活动：小球在往复运动过程中总能回到原来的位置,在此过程里只有弹簧的弹力对小球做功,并且这个过程中弹性势能和动能在不断转化.可见,弹性势能和动能的总和,即机械能应该保持不变。教师活动：我们从两个理想化的实验的出在只有重力或弹力做功的条件下，势能和动能可以相互转化，在相互转化的过程中，机械能总量保持不变，这些是从实验角度得出的，下面我们不妨再以两个理想化的模型从理论上推导一下，是否在只有重力做功的情形中，物体在任意两个位置机械能总量都保持不变。学生活动一以课本上物体沿光滑曲面下滑为例证明任意两个位置机械能相等用W表示这一过程中重力做的功,根据动能定理我们知道,重力对物体所做的功等于物体动能的变化,即又由重力和重力势能的关系知道,重力对物体所做的功等于重力势能的减少,即： 从以上两式可得：V1V2h1h2学生活动二证明：以自由落体运动为例证明小球在任意两个时刻机械能总量都相等。可提示两种方法：证1、运用动力学、运动学公式 E1= mV12 / 2 +mgh1 E2 = mV22 /2 + mgh2 而 a = mg / m = g V2 2 = V12 +2g（h1h2） E2 = m V12+2g（h1h2） / 2 +mgh2 = mV12/2+mgh1 = E1证2、运用动能定理、功的公式据动能定理： WG = mV22 /2 mV12 / 2；据功的公式： WG = F S = mg（h1h2） WG不变 mV2 2/2 mV1 2/2 = m g h1 m g h2 E1=E2 书上例题：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。小球运动到最低位置时的速度是多大？分析：（1）以谁为研究对象，研究的是哪个过程（2）研究过程中，机械能是否守恒？（3）选取哪个平面为参考平面，初末状态的机械能分别为多少？（4）根据机械能守恒定律列方程4、应用机械能守恒定律解题步骤(1)确定研究对象和研究过程(2)分析研究对象在运动过程中的受力情况弄清各力做功的情况，判断机械能是否守恒(3) 恰当选取零势能面，并确定研究对象在研究过程的始、末状态的机械能。(4)根据机械能守恒定律列出方程，进行求解。拓展：若小球摆到最低点时，细绳断裂，小球水平飞出时离地高度为H，则小球落地时的速度为多大？师生共同总结机械能守恒定律（二）机械能守恒定律 1、内容： 2、适用条件：只有重力、弹力做功推广1：物体只受重力，弹力且只有重力做功推广2：物体除受重力，弹力外还受其他的力，但其他力不做功，或其他力做功的代数和为零3、表达式：E1=E2 EK2+EP2=EK1+EP1（其它表达式：EK=EP或E=0）巩 固 案1、下列说法中正确的是（ ）A、做平抛运动的物体机械能守恒 B、被匀速吊起的集装箱机械能守恒C、光滑曲面上自由运动的物体机械能守恒D、圆锥摆球在水平面内做匀速圆周运动E、雨滴在空中匀速下落F、做匀速直线运动的物体机械能可能守恒G、做变速运动的物体机械能可能守恒H、合外力对物体做功为零时，机械能一定守恒2、下列关于物体机械能守恒的说法中，正确的是 ( )A运动的物体，若受合外力为零，则其机械能一定守恒B运动的物体，若受合外力不为零，则其机械能一定不守恒C合外力对物体不做功，物体的机械能一定守恒D运动的物体，若受合外力不为零，其机械能有可能守恒3、a、b、c三球自同一高度以相同速率抛出，a球竖直上抛，b球水平抛出，c球竖直下抛设三球落地时的速率分别为va、vb、vc，则( )Avavbvc Bvavbvc C vavbvc D vavbvc4、从地面竖直上抛两个质量不同而动能相同的物体(不计空气阻力)，当上升到同一高度时，它们( )A.所具有的重力势能相等 B.所具有的动能相等C.所具有的机械能相等 D.所具有的机械能不等5、以v0的速度竖直向上抛出一物体，忽略空气阻力影响，则物体上升的最大高度为_；物体的重力势能为动能一半时，物体离抛出点的高度而 ；物体的重力势能和动能相等时，物体离抛出点的高度 ；物体的动能是势能的一半时，物体离抛出点的高度 ；物体的速度减为原来一半时时，物体离抛出点的高度_。6、小球沿光滑斜面自由下滑，求由顶端到达底面时的速度。斜面高h=0.5m，长S=1m。7.以10m/s的初速度从10m高的塔上水平抛出一颗石子，