58机械能守恒定律

1、5.8 机械能守恒定律安远一中廖远忠一教学目标 :1. 知道机械能的概念，能确定机械能的大小。2. 会正确推导自由落体运动、竖直上抛的上升过程中的机械能守恒定律。3. 掌握机械能守恒定律，知道它的含义和适用条件。4. 在具体问题中，能判断机械能是否守恒，并能列出机械能守恒方程式。5初步掌握用机械能守恒定律解决力学问题。二过程与方法 :1.学会在具体问题中判定物体的机械能是否守恒;2. 初步学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象, 分析问题 .三情感态度与从价值观通过能量守恒的教学, 使学生树立科学观点, 理解和运用自然规律, 并用来解决实际问题 .学习重点 : 1.机械能。2. 机械能守恒定

2、律以及它的含义和适用条件。学习难点 :机械能守恒定律以及它的含义和适用条件。教学方法 :演绎推导法分析归纳法交流讨论法教学过程 :(一 ) 导入新课教师活动 : 我们前面已学习了重力势能 , 弹性势能 , 动能 . 这些不同形式的能是可以相互转化的 , 那么在相互转化的过程中 , 它们的总量是否发生变化 ?这节课我们就来探讨这方面的问题 .(二 ) 进行新课一机械能E1定义：物体由于做机械运动而具有的能叫机械能。用符号E 表示，它是动能和势能 (包括重力势能和弹性势能)的统称。2表达式： E=EK+EP3 注意：机械能是即时量，物体在某一时刻的机械能等于那一时刻的动能和势能之和。机械能是标量。

3、没有方向，只有大小，可有正负( 因势能可有正负) 。机械能具有相对性，因为势能具有相对性( 须确定零势能参考平面) ，所以机械能也具有相对性。另外与动能相关的速度也具有相对性( 应该相对于同一惯性参考系，一般是地面) 。4 机械能的几种不同形式之间可以相互转化。如自由落体和竖直上抛过程中，重力势能和动能之间发生相互转化。将弹簧的一端接在气垫导轨的一端，另一端与一滑块相连， 滑块在弹簧弹力的作用下沿水平气垫导轨( 摩擦极小 可以忽略1不计 ) 做往复运动时，动能和弹性势能可以相互转化。一小球自由下落至一竖立弹簧上后的运动过程中，动能与重力势能及弹性势能发生相互转化。二、机械能守恒定律1 推导：2

4、 定律的表述：因研究对象的选取不同，机械能守恒定律有以下三种表述：只有重力做功系统 （研究对象是物体和地球组成的系统） 中的机械能守恒定律：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。只有弹簧弹力做功系统 ( 研究对象是物体与弹簧组成的系统 ) 中的机械能守恒定律：在只有弹簧弹力对物体做功的情形下，弹簧的弹性势能与物体的动能发生相互转化，但机械能的总量保持不变。只有重力和弹簧弹力做功系统( 研究对象是物体与弹簧和地球组成的系统) 中的机械能守恒定律：在只有重力和弹簧弹力做功的情形下， 系统的动能和势能( 包括重力势能和弹性势能) 发生相互转化，但机械能

5、的总量保持不变。3表达式： EK2+EP2=EKl +EPl 或者 E2=E1式中 EKl 、 EPl 、E1 分别是初状态时的动能、势能和机械能；EK2、 EP2、 E2 分别是末状态时的动能、势能和机械能。几种不同的表达形式：4 适用条件：只有系统内的重力或弹簧弹力做功，其他力不做功或做功的代数和为零。5物理意义：定律包含两层意思：一是机械能的几种不同形式( 动能与势能 ) 之间相互转化，其转化的条件是系统内的重力或弹簧的弹力做功。二是机械能的总量保持不变，其条件是只有系统内的重力或弹簧的弹力做功。“守恒”是一个动态概念，指在动能和势能相互转化的整个过程中的任何时刻、任何位置的机械能的总量

6、总保持恒定不变。6 对定律的理解：2(1)机械能守恒定律指出了重力和弹性力对物体( 或系统 ) 的做功过程， 必然伴随着物体 ( 或系统 ) 的动能和势能、或势能和动能之间相互转化的过程。因此，“守恒”是一个动态概念，它与“不变”不同。(2) 机械能守恒的条件必须是“只有重力和弹性力做功没有其他外力做功”。不能把定律的成立条件说成是“只有重力和弹性力的作用”，“作用”与“做功”是不同的两个物理概念，不能相混这里的弹性力，在中学物理中狭义地指弹簧中的弹力。(3) 机械能守恒是针对一个系统而言的，不能对单个物体运用。(4) 除重力和弹簧弹力以外的其他力对物体做功多少，是物体机械能变化的量度。7 重

7、要意义：三、如何判断机械能是否守恒(1) 确定好研究对象和研究范围 ( 哪个系统 ?哪一段物理过程 ?思想上一定要明确 ) 。(2) 分析系统所受各力的情况及各力做功的情况( 不能漏掉任何一个做功因素 ) 。(3) 在下列几种情况下，系统机械能守恒物体只受重力或弹簧弹力作用；只有系统内的重力或弹簧弹力做功，其他力均不做功；虽有多个力做功，但除系统内的重力或弹簧弹力以外的其他力做功的代数和为零；系统跟外界没有发生机械能的传递，系统内外也没有机械能与其他形式能之间的转化。【例一】在下列实例中，不计空气阻力，机械能守恒的是()A 作自由落体运动的物体。B 小球落在弹簧上，把弹簧压缩后又被弹起。C 沿

8、光滑曲面自由下滑的物体。D 起重机将重物匀速吊起。【例二】 如图所示， 两个质量相同的物体A 和 B，在同一高度处， A 物体自由落下，B 物体沿光滑斜面下滑，则它们到达地面时( 空气阻力不计)()3A速率相同，动能相同。B B 物体的速率大，动能也大。C A、B 两物体在运动过程中机械能都守恒。D B 物体重力所做的功比A 物体重力所做的功多。【例三】在水平地面上以10m/s 的初速度斜向上方抛出一个石块，一次初速度的方向与地面成60角， 另一次与地面成30角， 石块落回地面时速度的大小是否相同，各是多大?【例四】用一根长 l 的细线，一端固定在项板上，另一端拴一个质量为 m的小球。现使细线偏离竖直方向角后，从