1、【精品文檔】如有侵權，請聯系網站刪除，僅供學習與交流省優質課機械能守恒定律教案.精品文檔.機械能守恒定律一、教學目標1、知識與技能(1) 知道什么是機械能，理解物體的動能和勢能可以相互轉化。(2) 理解機械能守恒定律的內容和適用條件。(3) 會判定具體問題中機械能是否守恒，能運用機械能守恒定律分析實際問題。2、過程與方法(1) 學習從物理現象分析、推導機械能守恒定律及適用條件的研究方法。(2) 初步掌握運用能量轉化和守恒來解釋物理現象及分析問題的方法。3、情感、態度與價值觀體會科學探究中的守恒思想，養成探究自然規律的科學態度，領悟機械能守恒規律解決問題的優點，形成科學價值觀。二、教學重點和難點

2、1、教學重點(1) 機械能守恒定律的探究、推導與建立，以及機械能守恒定律含義的理解。(2) 機械能守恒定律的條件和機械能守恒定律的實際應用。2、教學難點(1) 機械能守恒的條件及對機械能守恒定律的理解。(2) 能正確分析物體系統內所具有的機械能，判斷研究對象在所經歷的過程中機械能是否守恒。三、教學方法和教具1、教學方法：實驗探究、啟發誘導、歸納總結、應用拓展、多媒體輔助教學2、教具：鐵架臺、鐵夾、玻璃棒、細線、小鋼球、摩擦計、彈簧振子四、教學過程 （引入新課）碰鼻實驗：如圖所示，把懸掛重球拉至 鼻尖由靜止釋放，實驗者立于原位不動，小球來回擺動，學生觀察者怕重球碰壞了鼻子，可事實重球碰不到鼻尖。

3、提出疑問，引入新課。(新課講授)引導學生回憶本章學習過哪些形式的能量，重力勢能、彈性勢能、動能。一、 機械能1、 機械能：動能和勢能（重力勢能和彈性勢能）統稱為機械能。2、 表達式：E=EK+EP3、 機械能是標量，具有相對性。先選取參考平面才能確定機械能（一般選地面）。4、 動能與勢能的相互轉化例子：多媒體播放圖片自由落體運動,平拋運動、小球在光滑斜面向下運動、瀑布、高山滑雪-重力勢能向動能轉化豎直上拋運動的上升過程 小球沿光滑斜面向上運動、背越式跳高-動能向重力勢能轉化姚明投出的籃球 、擲出的鉛球、單擺、過山車：-重力勢能和動能互相轉化思考：上述例子發生的都是動能和重力勢能的相互轉化為什么

4、會發生這樣的轉化？-答：受重力在光滑水平面上勻速直線是否受重力？看來動能和重力勢能相互轉化的原因，不是受重力，而是得有重力做功。守恒條件1：在只有重力做功的過程中，物體只發生動能和重力勢能的相互轉化，物體和地球組成的系統機械能守恒。推導守恒定律表達式：例：物體沿光滑曲面滑下，只有重力對物體做功。用動能定理以及重力的功和重力勢能變化的關系，推導出物體在任意位置A、B機械能相等。如：從位置A到位置B：由動能定理得重力的功：WG = EK2-EK1由重力做功和重力勢能變化的關系得重力的功：WG=-Ep=EP1-EP2得 EK2-EK1=EP1-EP2 移項，得EP1+EK1=EP2+EK2 ， 即E

5、1=E2展開：mgh1+1/2mv12= mgh2+1/2mv22 上式可移項為mg(h1- h2)=1/2 mv22 -1/2mv12即Ep=Ek此表達式不需規定參考平面該過程若用動能定理表達，既不用判定是否守恒，又不需規定參考平面。另外守恒定律不涉及時間因素，不涉及狀態間的過程細節，也可見其解決問題的優越性。CC實例分析：把一個小球用細線懸掛起來，（不計空氣阻力）把小球拉到一定高度的A點，然后放開，小球在擺動過程中，重力勢能和動能相互轉化。我們看到，小球可以擺到跟A點等高的C點。實驗2如圖乙，如果用木筷在擋住細線，小球雖然不能擺到C點，但擺到另一側C時，也能達到跟A點相同的高度。這個實驗中

6、，小球的受力情況如何？各個力的做功情況如何？這個實驗說明了什么？小球在擺動過程中受重力和繩的拉力作用。拉力和速度方向總垂直，對小球時刻不做功；只有重力對小球做功。實驗表明，小球在擺動過程中重力勢能和動能在不斷轉化，小球總能回到原來的高度。可見，重力勢能和動能的總和保持不變，即機械能保持不變。可見：如果除了重力，還受其它力，機械能也可以守恒，只要重力以外的力不做功。所以機械能守恒的條件不是只受重力，而是只有重力做功。應用計算：把一個小球用細線懸掛起來，就成為一個擺，如圖所示，擺長為l，最大偏角為。如果阻力可以忽略，小球運動到最低位置時的速度是多大？分析：小球受力及各力做功情況解：選最低點所在平面

7、為零勢能面，小球在最高點的狀態為初狀態，該點重力勢能EP1=mgL（1-cos ），動能EK1=0。小球在最低點的狀態為末狀態，重力勢能EP2=0，動能EK2=mv2/2由機械能守恒定律得k2+EP2 = K1+EP1V=以例歸納步驟： 引導學生總結：應用機械能守恒定律解決問題的一般步驟1.選擇研究對象2.明確研究過程，受力分析，看各力做功情況，判斷機械能是否守恒。3.選擇參考平面，確定始末狀態及其機械能BA04.由機械能守恒定律列方程統一單位求解守恒條件2：如右圖，水平方向的彈簧振子。球靜止在O點，彈簧處于原長，把球拉離O點到B點，放開后，球運動到左側A點，觀察小球向左右的最大距離是否相等。

8、這個實驗中，小球的受力情況如何？各個力的做功情況如何？這個實驗說明了什么？小球在往復運動過程中，豎直方向受重力和桿的支持力作用，水平方向上受彈力作用。重力、支持力和速度方向總垂直，對小球不做功；只有彈簧的彈力對小球做功。實驗表明，小球在往復運動過程中，只有彈簧彈力做功，只發生彈性勢能和動能的相互轉化，彈性勢能和動能的總和保持不變。即小球和彈簧組成的系統機械能守恒。例：如圖10所示，輕彈簧k一端與墻相連，處于自然狀態，質量為4kg的木塊沿光滑的水平面以5m/s的速度運動并開始擠壓彈簧，求1.彈簧最大的彈性勢能2.木塊被彈回速度增大到3m/s時彈簧的彈性勢能. 守恒條件3：以系統內相互作用的兩個物

9、體為例：這一類題目，系統除重力以外的其它力對系統不做功，系統內部的相互作用力是彈力，而彈力做功只是使系統內部的機械能在相互作用的兩個物體之間進行等量的轉換，并沒有其它形式的能參與機械能的轉換，所以系統的機械能守恒。（1）相互作用的輕繩拉力做功類 例：如圖所示，一很長的、不可伸長的柔軟輕繩跨過光滑定滑輪，繩兩端各系一小球a和b.a球質量為m，靜置于地面；b球質量為3m，用手托住，高度為h，此時輕繩剛好拉緊從靜止開始釋放b后，a可能達到的最大高度為()Ah B1.5h C2h D2.5h練：如圖，傾角為q的光滑斜面上有一質量為M的物體，通過一根跨過定滑輪的細繩與質量為m的物體相連，開始時兩物體均處

10、于靜止狀態，且m離地面的高度為h，求它們開始運動后m著地時的速度？（2）相互作用的壓力，支持力做功類例.如圖所示,斜面置于光滑水平地面上,其光滑斜面上有一物體由靜止沿斜面下滑,在物體下滑過程中,下列說法正確的是A 物體的重力勢能減少,動能增大,機械能增大B 斜面的機械能不變C 斜面對物體的作用力垂直于接觸面,不對物體做功D 物體和斜面組成的系統機械能守恒（3）輕桿連接體問題如圖所示，一根輕質細桿的兩端分別固定著A、B兩只質量均為m的小球，O點是一光滑水平軸，已知，使細桿從水平位置由靜止開始轉動，當B球轉到O點正下方時，求：（1）物體B對細桿的拉力。（2）桿對B球做功W。結論：系統只有重力和系統

11、內相互作用的彈力做功時，只發生動能和勢能的相互轉化，系統機械能守恒。表達式：a 系統初態機械能等于末態機械能 E1=E2b系統變化的動能等于變化的勢能 Ep=Ek(最常用)c系統內一個物體機械能的增加等于另一物體機械能的減小 E1=E2說明：對某物體應用機械能守恒定律比動能定理麻煩，但若兩個或以上的物體組成的系統滿足機械能守恒條件，應用機械能守恒定律解題，比分別對系統內每一個物體應用動能定理簡便得多。練：自由下落的小球，從接觸豎直放置的輕彈簧開始，到壓縮彈簧有最大形變的過程中，以下說法中正確的是A小球的動能逐漸減少 B小球的重力勢能逐漸減少C小球的機械能守恒 D小球的加速度逐漸增大二、機械能守

12、恒定律（1）定律內容：在只有重力，彈簧彈力或系統內相互作用的彈力做功的物體系統內，動能和勢能發生相互轉化，但機械能的總量保持不變。（2）表達式：（3）條件a.系統內只發生動能和勢能的相互轉化，這就需要滿足b.只有重力，彈簧彈力或系統內相互作用的彈力做功，其它力不做功（而不是不作用）這樣就不會有機械能以外的能參與轉化，機械能的總量保持不變。三.機械能守恒定律的應用 1、碰鼻實驗 釋放鋼球后，若忽略空氣阻力，只有重力做功， 機械能守恒，應該擺到等高處，不會碰到鼻子。2、上海軌道交通3號線某車站的設計方案。由于站臺建得稍高，車進站時要上坡，出站時要下坡。忽略摩擦力，分析這種設計的優點。進站前關閉發動機，機車憑慣性上坡，動能變成重力勢能儲存起來，出站時下坡，重力勢能變成動能，節省了能源。3、在下列幾種運動中，遵守機械能守恒定律的是 （ ）A.雨滴勻速下落 B.汽車剎車的運動 C.物體沿斜面勻速下滑 D.物體做自由落體運動說明：機械能守恒的條件不是合力為零，也不是合功為零。即機械能是否守恒與物體的運動狀態無關。補充：重力以外的力做功與機械能變化的關系可以以例：在拉力的作