机械能守恒定律2.doc

机械能守恒定律 1初步掌握机械能守恒定律2能用机械能守恒定律解决实际问题 1重点：机械能守恒定律2难点：机械能守恒定律的应用 教学器材：单摆、弹簧振子、动能势能演示仪。 一、新课引入 A A C B B如图所示，两斜面高度相等。同一物体分别沿斜面AB和斜面ACB由顶端从静止开始下滑，若不计物体在C处的能量损失。试比较物体到达斜面底端时速度的大小。这类问题，如用牛顿运动定律求解，将非常繁琐。有没有简单的方法来解决这类问题呢？板书：机械能守恒定律二、新课教学(一)、机械能教学录像：机械能(由录像直接得出机械能守恒定律。) 动能 EK=mv2机械能 重力势能 EP=mgh(E=EK+EP) 势能 弹性势能(二)、动能和势能可以相互转化【演示实验】用单摆、弹簧振子、动能势能演示仪演示动能和势能的相互转化。(三)、机械能守恒定律1、内容：如果没有摩擦和介质阻力，只发生动能和势能的相互转化，则机械能的总量保持不变。2、证明：我们完全可以用我们学过的知识来证明机械能守恒定律。、建立模型(引导学生建立自由落体的模型来证明机械能守恒定律。)、选择规律物体在自由落体过程中，只有重力做功。重力做功引起了物体重力势能和动能的变化。我们可以用动能定理来研究物体在自由落体过程中能量的变化情况。 A B vBvC hB C hC、推导如图，物体自A点自由下落，下落到B点时的高度为hB，设此时的速度为vB。下落到C点时的高度为hC，此时速度为vC。问1：运用动能定理时，要确定初、末状态。初、末状态怎么选？(B点为初状态，C点为末状态。)问2：为什么不选最高点和最低点？(最高点时动能为0，最低点时重力势能为0，是特殊情形。不能用特殊代替一般。)物体从B到C的过程中，只有重力做功。由动能定理： W总=EK mg(hB-hC)=mvC2-mvB2整理： mghB-mghC=mvC2-mvB2 ( EP减 = EK增)问3：上式左边表示什么意思？右边表示什么意思？(左边表示重力势能的减少量，右边表示动能的增加量。)问4：整个式子表示什么意思？(物体重力势能的减少量等于动能的增加量。)问5：既然在物体下落的过程中，重力势能的减少量等于动能的增加量，那么物体的机械能变了吗？(没有变。)这个式子说明，虽然物体的重力势能和动能发生了变化，但物体的机械能总量却没有变，即机械能守恒。将上式变形： mghB+mvB2=mghC+mvC2 ( EA = EB )问6：上式左边表示什么意思？右边表示什么意思？(左边表示初状态的机械能，右边表示末状态的机械能。)问7：整个式子表示什么意思？(表示初状态的机械能等于末状态的机械能。即机械能守恒。)3、表达式 E1=E2 mgh1+mv12=mgh2+mv22 EP减=EK增 EP增=EK减4、成立条件 没有介质阻力和摩擦力 只发生动能和势能的相互转化 即：只有重力和弹簧的弹力做功，其它力不做功。以上两条件必须同时满足，机械能才守恒，缺一不可。5、应用 (引导学生P106 1) 明确研究对象和运动过程； 分析受力情况，看是否满足守恒条件； 确定初状态和末状态，选定零势能面，确定初、末状态的机械能； 列方程，求解。 N h G 例1、一个物体，从高为h的光滑斜面顶端由静止开始下滑，求物体滑动斜面底端时的速度。(空气阻力不计)(教材P126 7)分析：物体受力情况如图。在下滑过程中，支持力N不做功，只有重力做功，满足守恒条件，可用机械能守恒求解。解：物体受力如图。N不做功，满足机械能守恒条件。 选斜面底端为零势能面。 初状态：EK1=0，EP1=mgh 末状态：EK2=mv2，EP2=0 由机械能守恒，有： 0+mgh=mv2+0 解得： v=(引导学生将此题与教材P122例题比较。可见两种情况下物体的速度大小是相等的。故物体滑到光滑斜面底端的速度大小与斜面的倾角无关。)例2、引导学生分析“新课引入”中的问题。解：由机械能守恒定律容易得出：物体到达斜面底端时速度的大小相等。反问：速度相等吗？(不等。方向不同。) G H例3、从离地面高H处阳台上，以速度v0竖直向上抛出质量为m的物体，物体最后落在地面上。求物体落地时速度的大小。(不计空气阻力)解：物体受力如图。满足机械能守恒条件。 选