高一物理教案：机械能守恒定律的应用1

1、第七节机械能守恒定律的应用教学目标一、知识目标1. 知道应用机械能守恒定律解题的步骤2. 明确应用机械能守恒定律分析问题的注意点3. 理解用机械能守恒定律和动能定理、动量守恒定律综合解题的方法二、能力目标1. 针对具体的物理现象和问题，正确应用机械能守恒定律2.掌握解决力学问题的思维程序，学会解决力学综合问题的方法.三、德育目标1.通过解决实际问题，培养认真仔细有序的分析习惯.2. 具体问题具体分析，提高思维的客观性和准确性教学重点机械能守恒定律的应用教学难点判断被研究对象在经历的研究过程中机械能是否守恒，在应用时要找准始末状态的机械能教学方法1. 讨论，总结得到机械能守恒定律的解题方法和步骤

2、；2. 通过分析典型例题，掌握用机械能守恒定律、动能定理解决具体得问题教学过程一、导入新课1. 复习思考题：机械能守恒定律的内容是什么 ?机械能守恒定律的数学表达形式是什么?2. 学生答：在只有重力做功的情形下，物体的动能和重力势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变； 在只有弹力做功的情形下，物体的动能和弹性势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变 .机械能守恒定律数学表达式有两种：第一种： ek 2 ek1 = ep1 ep 2 即动能的增加量等于重力势能的减小量第二种： e k 2 + ep 2 = ek1 + ep1 即半初态的机械能等于初动态的机械能.3. 引入：本节课我们来学习机械

3、能守恒定律的应用板书：机械能守恒定律的应用二、新课教学1. 关于机械能守恒定律解题的方法和步骤：(1) 学生阅读本节课文的例1 和例 2第 1页共 4页(2) 出示思考题两道例题中在解题方法上有哪些相同之处?例 1 中如果要用牛顿第二定律和运动学公式求解，该如何求解?你认为两种解法解例1，哪种方法简单?为什么 ?(3) 学生阅读结束后，解答上述思考题：学生答：课文上的两道例题的解题方法上的相同之处有：a: 首先确定研究对象：例 1 中以下滑的物体作为研究对象；例 2 中以小球作为研究对象b: 对研究对象进行受力分析：例 1 中的物体受到重力和斜面的支持力，例2 中的小球受到重力和悬线的拉力c:

4、 判定各个力是否做功，并分析是否符合机械能守恒的条件：例 1 中的物体所受的支持力与物体的运动方向垂直，不做功， 物体在下滑过程中只有重力做功，所以机械能守恒.例 2 中的小球所受的悬线的拉力始终垂直于小球的运动方向，不做功， 小球在摆动过程中 ，只有重力做功，所以小球的机械能守恒.d: 选取零势能面，写出初态和末态的机械能，列方程解答有关物理量(4) 用牛顿运动定律和运动学公式解答例1 的过程：解：物体受重力mg和斜面对物体的支持力f 支 ，将重力 mg沿平行于斜面方向和垂直于斜面方向分解，得物体所受的合外力f 合mgsinf 合maa=sinn1sin2la=4.9 m/s2又 v t2

5、v022al t2al 2 4.9 2 m/s=4.4 m/s(5) 把上述解题过程与课本上的解题过程类比，得到应用机械能守恒定律解题，可以只考虑运动的初状态和末状态， 不必考虑两个状态之间的过程的细节， 所以用机械能守恒定律解题，在思路和步骤上比较简单(6) 总结并板书运用机械能守恒定律解题的方法和步骤明确研究对象；分析研究对象在运动过程中的受力情况以及各力做功的情况，判断机械能是否守恒；确定运动的始末状态，选取零势能面，并确定研究对象在始、末状态时的机械能；根据机械能守恒定律列出方程，或再辅之以其他方程，进行求解第 2页共 4页2. 用机械能守恒定律求解实际问题(1) 问题 ( 一 ) ：

6、在课本例 2 中选择 b点所在的水平面作为参考平面，则小球运动到最低点时的速度多大?(2) 学生解答(3) 在实物投影仪上展示学生的解答过程：解：选择 b 点所在的水平面作为参考平面时：小球在b 点具有的重力势能ep=0, 动能1ek1 ，机械能 e ek1 + ep =011摆球到达最低点时，重力势能ep1 mgh mgl（ 1cos ）, 动能 ek 21 mv2 , 机2械能 e2 ek2 + ep2 1 mv 2 mgl(1 cos )2由 e2= e 1=0，可得1 mv2 =mg(1 cos ) l22gl (1cos ).3. 得到的结果与例 2 结果相同，说明了什么 ?学生答：

7、说明了用机械能守恒定律解题时，计算结果与参考平面的选择无关4 出示问题 ( 二)物体的质量为 m，沿着光滑的轨道滑下轨道形状如图所示，与斜轨道相接的圆轨道半径为 r，要使物体沿光滑的圆轨道恰能通过最高点，物体应从离轨道最低处多高的地方由静止开始滑下 ?出示分析思考题：a: 你选什么做为研究对象?b: 对选定的研究对象而言，对它做功的力有哪几个? 符合物体机械能守恒的条件吗?c: 物体恰能通过圆轨道最高点的条件是什么?师生讨论后分组得到：a: 选物体作为研究对象b: 物体在沿光滑的轨道滑动的整个过程中只有重力做功，故机械能守恒c: 物体恰好能通过最高点的条件是mg v 2r学生书写解题过程，并在

8、多媒体投影仪上展示解题过程：解：物体在沿光滑的轨道滑动的整个过程中，只有重力做功，故机械能守恒，设物体应从离轨道最低点h 高的地方开始由静止滑下，轨道的最低点处水平面为零势能面，物体在运动到圆周轨道的最高点时的速度为v，则开始时物体的机械能为mgh，运动到圆轨道最高点第 3页共 4页1时机械能为2mgr+mv ，据机械能守恒条件有：21mgh=2mgr+mv22要使物体恰好通过圆轨道最高点，条件是v2mg=r联立上面两式可求出：h=2r+ v 22rr5r2g22三、巩固练习1. 如图所示，桌面高度为h，质量为 m 的小球从离桌面高h 处自由落下，不计空气阻力，假设桌面处的重力势能为零，小球落到地面前的瞬间的机械能应为a. mghb.mghc.mg(h+h)d.mg(h -h)2. 一根长为l 的均匀绳索一部分放在光滑水平面上，长为l的另一部分自然垂在桌面下，如图所示，开始时绳索静止，释放后绳索将沿桌面滑下，求绳索刚滑离桌面时的速度大小四、小结通过本节课的学习，我们知道了：1. 应用机械能守恒定律解题的基本步骤：根据题意，选取研究对象 ( 物体或相互作用的物体系 ) ；分析研究对象在运动过程中所受各力的做功情况，判断是否符合机械能守恒的条件；若符合定律成立的条件， 先要选取合适的零势能的参考平面， 确定研究