物理人教版高中必修2机械能守恒定律教案
7.8 机械能守恒定律—人教版高中物理必修二教案

5.一物体由 h 高处自由落下,当物体的动能等于势能时,物体经历的时间为( )
A. 2h g
B. h g
C. h 2g
D.以上都不对
【答案】:B
【解析】:设物体动能等于势能时,速度为 v,则 12mv2+Ep=mgh,且 12mv2=Ep,
即 mv2=mgh,v= gh,又物体做自由落体运动,v=gt,所以 gh=gt,t= h,B 正确。 g
教具准备
投影仪、多媒体课件
二、教学过程 一、机 械 能
定义:物体的动能和势能之和称为物体的机械能,用符号 E 表示。
机械能包括:动能、重力势能、弹性势能。
表达式:E=EK+EP
二、动能与势能的相互转化
动能和重力势能可以相互转化
动能和弹性势能可以相互转化
通过重力或弹簧弹力做功, 机械能可以从一种形式转化成另一种形式.
6.下列说法正确的是( )
4/5
知识像烛光,能照亮一个人,也能照亮无数的人。--培根
A.机械能守恒时,物体一定不受阻力 B.机械能守恒时,物体一定只受重力和弹力作用 C.物体做匀速运动时,机械能必守恒 D.物体所受的外力不等于零,其机械能也可以守恒 【答案】:D 【解析】:机械能守恒的条件是只有重力做功或系统内物体间的弹力做功。机械能守恒时, 物体或系统可能不只受重力和弹力作用,也可能受其他力,但其他力不做功或做的总功一定 为零,A、B 错;物体沿斜面匀速下滑时,它处于平衡状态,但机械能不守恒,C 错;物体 做自由落体运动时,合力不为零,但机械能守恒,D 对。
3/5
知识像烛光,能照亮一个人,也能照亮无数的人。--培根
【解析】:释放瞬间,由于弹力向下,所以加速度大于重力加速度,A 错误;小球、弹簧和 地球组成的系统机械能守恒,B 正确,C 错误;小球在向下运动过程中,重力势能一直减小, 所以动能与弹性势能之和在一直增大,D 正确。 4. 如图所示,光滑圆轨道固定在竖直面内,一质量为 m 的小球沿轨道做完整的圆周运动.已 知小球在最低点时对轨道的压力大小为 N1,在最高点时对轨道的压力大小为 N2.重力加速度 大小为 g,则 N1-N2 的值为( )A.3mgຫໍສະໝຸດ B.4mgC.5mg
最新人教版高中物理必修2第七章《机械能守恒定律》教案

机械能守恒定律【三维目标】(一)知识与技能1.理解动能与势能的相互转化。
2.掌握机械能守恒定律的表达式。
(二)过程与方法经过机械能守恒定律的实际应用,进一步理解机械能守恒条件。
(三)情感态度与价值观培养理论联系实际的思想,通过规律、理论的学习,培养学以致用的思想。
【教学重点】1.机械能守恒条件。
2.在具体的问题中能判定机械能是否守恒,会列数学表达式。
【教学难点】1.判断机械能是否守恒。
2.灵活运用机械能守恒定律解决问题。
【课时安排】1课时【教学过程】一、新课引入1.影片导入课件展示翻滚过山车的精彩片断,激发学生学习的兴趣,引出本节课的学习内容。
在学生观看过山车的同时,教师提醒学生分析过山车在运行过程中动能和势能的变化情况。
2.游戏导入教师利用事先准备好的演示器材,请两个同学配合,指导他们完成一个小游戏,让同学们认真观察并思考游戏里面的科学道理。
器材:细线、小钢球、铁架台。
演示过程:将小钢球固定在细线的一端,细线的另一端系在铁架台上,使小球与细线形成一个摆。
让一个同学靠近铁架台,头稍低,另一同学把小球由该同学的鼻子处释放,小球摆动过程中能否碰到该同学的鼻子,思考里面的科学道理。
如左下图。
3.实验导入如右上图所示,悬挂单摆的铁架台上增加一个横杆P 和一把水平放置的尺子AB ,实验时①调整横杆P 的高度,观察小球摆动的情况;②调整水平尺子的高度使小球从不同位置摆动,观察小球摆动的情况。
将各次实验现象进行概括,思考这些现象说明什么问题。
也可以将单摆悬挂在小黑板上,然后在小黑板上画上若干条水平横线,手持短尺替代横杆。
二、新课讲解(一)动能与势能的相互转化前面我们学习了动能、势能和机械能的知识。
在初中学习时我们就了解到,在一定条件下,物体的动能与势能(包括重力势能和弹性势能)可以相互转化,动能与势能相互转化的例子在生活中非常多,请同学们举出生活中的例子来说明动能与势能的相互转化。
参考:1.从树上掉下的苹果(势能向动能转化);2.自行车猛蹬几下自由冲上斜坡(动能向势能转化);3.拉弓射箭(势能向动能转化)4.运动会上撑杆跳高运动员在跳起的过程中(人的动能转化为杆的弹性势能,杆的弹性势能转化为人的重力势能)。
新人教版高中物理必修二《机械能守恒定律》精品教案

1.6机械能:动能和重力势能和弹性势能的总和叫做__________能.
1.7结论:上述几个例子中,虽然动能不断地变化,势能也不断地变化,它们的变化应该存在一个规律,即总的机械能不变.
1.5动能和弹性势能之间的关系是什么呢?我们看下面一个演示实验.
(实验演示,如图,水平方向的弹簧振子.用振子演示动能和弹性势能的相互转化)
思考:实验中,小球受力情况如何?各个力做功情况如何?这个小实验说明了什么?
___________球在往复运动过程中,竖直方向上受重力和杆的支持力,水平方向上受弹力.重力、支持力和速度方向总垂直,对小球不做功;只有-------对小球能做功.
4.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.
点重
1.掌握机械能守恒定律的推导、建立过程,理解机械能守恒定律的内容.
2.在具体的问题中能判定机械能是否守恒,并能列出定律的数学表达式.
知识主干
一、动能和势能的相互转化
1.举例
2.推导
3.结论
______________
______________
________________________________________________________________________
1.2推导竖直上抛运动的物体运动过程势能与动能的关系
上升过程的减速阶段:_____________________________________________________
解析:链条下滑时,因桌面光滑,没有摩擦力做功。整根链条总的机械能守恒,可用机械能守恒定律求解。设整根链条质量为m,则单位长度质量(质量线密度)为m/L
人教版高中物理必修二机械能守恒定律教案

《机械能守恒定律》【教学设计】【新课导入】碰鼻实验:如图1所示,把悬挂重球拉至鼻尖由静止释放,实验者立于原位不动,小球来回摆动,学生表演者怕重球碰坏了鼻子。
结果大伙儿都能预料到,至于其中的原因是什么?包含着如何的物理规律?我们学会这节课的内容,相信大伙儿就特别清楚了!【新课教学】(一)机械能在本章我们学习了两种形式的能量,动能、重力势能、弹性势能,物理学中,我们将动能和势能统称为机械能。
(二)动能与势能之间的相互转化生活中动能和重力势能、弹性势能进行转化是特别常见的、1、动能—-重力势能举出几个动能和重力势能相互转化的例子呢?苹果的下落,三峡大坝水的下落,重力势能转化为水的动能,从而带动发动机发电。
2、动能—-弹性势能举出动能和弹性势能相互转化的例子呢?弯弓射箭、弓的弹性势能转化为箭的动能。
3、重力势能——动能——弹性势能生活中有没有同时涉及三种能量转化的例子呢?观看蹦床视频在观看蹦床视频的时候,认真分析一下,不同的过程分别对应的是什么能量之间的转化!下降:空中时,重力势能转化为动能;从接触弹簧到运动至最低点的过程中,若以最低点为零势能面动能和重力势能最终都转化为弹簧的弹性势能。
上升:三种能量的转化与下落过程是对应的!(三) 探究机械能守恒定律1、实验观察提出猜想2、实例探究小组探究讨论,得出结论质量为1千克的物体从离地面20米高处自由落下,求下落5米,10米,15米,20米时的速度,重力势能,动能以及动能和重力势能的总和。
( g=10m/s2 ,以地面为重力势能零势能面20将学生按学习小组,分别计算5米,10米,15米,20米处的各量、然后由教师汇总各组结果,通过表格显示结果,引导学生探究出其中的规律、学生初得结论:物体在运动过程中,假如只有重力做功,机械能的总量保持不变。
3、理论推导[情景一] 情景一:如图,质量为m的小球从光滑曲面上滚下,到A点时速度为v1,距地面的高度为h1,到B点时速度为v2,距地面的高度为h2、1)、小球的机械能由哪几种能量组成?在A、B两点的机械能分别如何表示(取地面为零势能面)?2)、重力做功与重力势能变化的关系式:3)、从A到B的过程的动能定理表达式:4)、观察上述两个表达式,您会发现A、B两点的机械能有什么关系。
高中物理必修二 7.6《机械能守恒定律》教案(新人教版)

7.6 机械能守恒定律【【教教学学目目标标】】1.通过实验演示,了解动能与重力势能之间的相互转化,初步领会机械能守恒定律的内容。
2.会正确推导自由落体、竖直上抛过程中的机械能守恒定律。
3.正确理解机械能守恒定律的含义及适用条件。
4.分析实际生活中的事例,进一步理解机械能守恒定律的含义及适用条件。
【【重重点点难难点点】】1.推导机械能守恒定律。
2.正确理解机械能守恒定律的含义及适用条件。
【【教教学学方方法法】】实验演示、分析推理、讲授授讨论【【教教学学用用具具】】细线、小球、带标尺的铁架台。
【【教教学学过过程程】】一、机械能1、机械能:(1)定义:物体的动能和势能之和称为物体的机械能。
用E 表示,即E =E K +E P 。
(2)机械能是状态量,其大小与物体的位置和运动速度有关;机械能是标量,只有大小,没有方向;机械能是相对量,选取不同的零势点,其值不一样。
2、机械能之间可以相互转化:(1)重力势能与动能之间的相互转化:如:自由落体运动、平抛运动、竖直上抛运动等等。
(2)弹性势能和动能之间的转化: 如:弹簧振子二、机械能守恒定律1、证明机械能守恒定律:如图3所示,设一个质量为m 的物体自由下落,经过高为h 1 的A 点(初位置)时速度为υ1。
下落到高度为h 2的B 点(末位置)时速度为υ2,在自由落体运动中,物体只受重力G 的作用,重力做正功,设重力所做的功为W G ,则由动能定理可得:22211122G W m m υυ=- ① (表示重力所做的功等于动能的增加。
) 另一方面,由重力做功与重力势能的关系知道:W G =mgh 1-mgh 2 ② (表示重力所做的功等于重力势能的减少。
)由①式和②式可得: 2221121122m m mgh mgh υυ-=- ③ 由③式可知,在自由落体运动中,重力做了多少功,就有多少重力势能转化为等量的动能。
通过对③式移项后可得:2211221122mgh m mgh m υυ+=+或写成E K1+E P1 =E K2+E P2 ④④式表明,在自由落体运动中,动能和重力势能之和即总机械能保持不变。
新教材人教版高中物理必修第二册 第八章 机械能守恒定律 优秀教案教学设计

第八章机械能守恒定律8.1功与功率 ................................................................................................................... - 1 - 8.2重力势能 ................................................................................................................. - 11 - 8.3动能和动能定理...................................................................................................... - 20 - 8.4机械能守恒定律...................................................................................................... - 29 - 8.5实验:验证机械能守恒定律.................................................................................. - 40 -8.1功与功率教学过程一.导入新课:起重机竖直提升重物时,重物运动的方向与力的方向一致,则力对物体做的功为力的大小与重物移动距离的乘积。
更普遍的情形是物体运动的方向与力的方向不一致,例如马拉雪橇时拉力方向和雪橇运动方向间有一个角度。
这时应当怎样计算功呢?【教师引导】回忆初中学过的功的计算公式和做功条件(1)表达式W=FS。
(2)做功条件:力和物体在力的方向上发生的位移,两者缺一不可。
讲授新课:(1)功【教师引导】当力F的方向与运动方向成某一角度时,如图,可以把力F分解为两个分力:与位移方向一致的分力1F,与位移方向垂直的分力2F。
最新人教版高中物理必修2第七章《机械能守恒定律》教学设计

教学设计8机械能守恒定律文本式教学设计(二)课标要求机械能守恒定律是力学中的一条重要的定律,更是具有广泛意义的能的转化和守恒定律的一个特例.教师通过实验给学生创设问题情境,引导学生发现问题,激发探究的动机,再通过逻辑推理和数学推导,明确定律公式的来龙去脉.然后通过列举实例分析,理解定律的适用条件,教学过程要求学生充分参与探究机械能守恒内容及其条件的全过程.教学设计思想在机械能守恒问题的教学中先创设物理情景,提出机械能守恒问题,再依据理论和实验探究去分析、解决问题:先结合物理知识,通过数学推导,从理论上得出守恒表达式;再让学生自主设计验证实验的方案,教师帮助学生完善实验方案,并提出修改意见(从简易到精确),最后指导学生分组完成实验,证实猜想.机械能守恒定律的适用条件是本节的难点.因此,通过教师的启发、引导,师生互动等形式,师生互探守恒条件.先让学生在守恒的物理情境中摸索:守恒条件可能是不受阻力作用.再通过对比实验,让学生明白:守恒条件与受力性质无关.最后教师引导学生寻找守恒模型的共性:机械能守恒时只有重力做功.最后引入弹簧振子模型,通过对新模型研究,拓展守恒条件:只有重力或弹力做功.在整个机械能守恒内容及其条件的探究过程中,通过物理情景、演示实验及设计实验,创设良好学习氛围,充分调动学生学习的积极性和主观能动性,使学生对机械能守恒定律的了解由感性认识升华为理性认识.通过逻辑推理和数学推导得出物理规律,再由物理实验证实猜想,验证守恒定律.让学生在观察、分析、归纳、总结中体会机械能守恒定律,理解机械能守恒条件.教学目标知识与技能1.知道什么是机械能,知道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.3.在具体问题中能判断机械能是否守恒,并会列机械能守恒的方程式.4.初步学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象,分析物理问题.过程与方法1.教师通过实验和实例,让学生懂得动能和势能在一定条件下可以发生转化.并且让学生通过具体问题的研究,得出动能和势能在相互转化的过程中总的机械能保持不变.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.情感、态度与价值观1.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.2.通过探究活动,培养学生积极主动探究知识的态度和合作精神.教学重、难点重点:理解机械能守恒定律的内容.知道机械能守恒定律及其适用条件.难点:能从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件.能正确判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒.教学用具单摆、DISLAB实验室一套和学生设计实验可能需要的仪器.教学流程图教学过程复习引入:(利用多媒体投影提出问题)1.本章中我们学习了哪几种形式的能?它们各是如何定义的?动能、重力势能、弹性势能.2.动能定理的内容和表达式是什么?物体所受合外力所做的功等于物体动能的改变,即W=E k2-E k1.3.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变化的关系为:W G=E p1-E p2.创设物理情境,引入新课:a.沿光滑斜面向上运动的滑块.b.自由下落的物体.设置问题:动能如何变化?重力势能如何变化?[学生讨论]:沿光滑斜面向上运动的滑块动能在减少,重力势能增加;自由下落的物体动能不断增大,重力势能减少.[教师引导]:在情景中的两种运动模型中,动能和势能相互转化,其中,一种能量增大,另一种能量则减少,那么这两种能量的总和——机械能怎么变化?提出问题:在两种运动模型中,物体的机械能如何变化?大胆猜想:两种运动模型中,物体的动能和势能相互转化,而机械能总量不变. 建立模型、理论探究——提出机械能守恒的问题实例1:自由落体运动如图所示,一个质量为m 的物体自由下落,经过高度为h 1的A 点时速度为v 1,下落到高度为h 2的B 点时速度为v 2.实例2:单摆运动(忽略空气阻力)(1)试分析在小球下落的过程中,各力对小球的做功情况;(2)利用动能定理计算重力做功;(3)利用重力做功与重力势能的变化关系来计算重力做功;(4)通过计算确定A 、B 两任意位置的机械能关系.学生活动:让学生分组对两个实例进行探究,既有合作,又有竞争,充分发挥学生的积极性和主观能动性.(1)忽略空气阻力的情况下,只有重力对物体做功.(2)由动能定理可知:W G =12m v 22-12m v 21 (3)由重力做功与重力势能的变化关系可知:W G =mgh 1-mgh 2(4)由(2)和(3)可知:12m v 22-12m v 21=mgh 1-mgh 2 变形得:mgh 1+12m v 21=mgh 2+12m v 22 即E p1+E k1=E p2+E k2.学生汇报探究结果:物体在运动过程中重力势能和动能相互转化,机械能守恒.教师补充:在忽略空气阻力的情况下,自由落体和单摆运动中的小球在运动过程中机械能守恒.设计方案、实验探究——验证机械能守恒学生活动:学生自主设计可行性验证实验方案,教师指导学生完成探究任务.方案一、单摆实验设计:在黑板上方的长钉上(O 点)通过细绳系一摆球,并在黑板上画出水平直线,将摆球由左端水平线高度(A 位置)由静止释放.实验现象:小球能摆到右端同样高度(B 位置).实验结论:小球在摆动中,机械能守恒.方案二、自由落体实验仪器:刻度尺、秒表需测量的量:小球初位置高度h ,小球从开始下落到落地所需要时间t ;需计算的量:初位置重力势能E p =mgh (以地面为零势能面),落地速度v =gt ,落地动能E k =12m v 2. 分析E p 与E k 的关系,从而验证机械能是否守恒.教师指导、改进实验:实验方案很好,但用秒表测时间时,人为因素对实验结果影响较大,故指导学生使用更精确的测量工具——打点计时器(这也为下节《验证机械能守恒定律》作好准备).但验证方案中处理纸带时,起始位置和落地位置较难确定,因此在肯定学生设计思想的同时,引入传感器技术,采用光电门采集数据,再直接利用计算机技术处理数据.改进实验:研究ΔE k 与ΔE p 的关系.实验过程:实验装置如右图所示.实验时,用游标卡尺测出小球直径d ,再从刻度尺上读出两光电门间的高度差Δh ,当小球落下通过两个光电门时,自动采集通过两光电门的时间t 1、t 2,然后通过传感技术实现与计算机的连接,由计算机处理数据.调整光电门的高度差Δh ,多次实验.数据采集与分析:实验表明:动能的增加量和重力势能的减少量近似相等,说明在误差允许的范围内,自由落体的小球减少的重力势能转化为动能,而总的机械能不变.得出结论、证实猜想:在以上几种运动模型中,物体在运动过程中机械能守恒.师生互探——机械能守恒的条件在这一教学环节中,教师要引导学生善于从实验现象中分析并归纳出物理规律,在学生遇到问题时,因势利导去开拓学生思路,进行师生互探.[师]:以上几种情况中,物体在运动过程中机械能都守恒,那是不是说明机械能守恒在任何情况下都成立呢?[生]:不是,例如刚才的单摆实验中,时间长了,小球摆动高度就会低于所画的水平线,最终会停在最低点.[演示实验]:现象1:铁制小球从A处无初速释放后,自由摆动到B点,B点与A点同高;现象2:泡沫小球从A处无初速释放后,摆到最右端比A点位置低的B点.[生]:实验1中机械能在摆动的过程中没有发生变化,机械能守恒.而实验2中很明显小球在B点处的机械能小于A点时的机械能,说明在摆动的过程中机械能不守恒.[师]:很好,我们不妨就从实验中去寻找机械能守恒所需要的条件.[生]:与铁制球相比较,泡沫小球所受空气阻力不可忽略.而在上面机械能守恒的几个事例中,都有一个条件:忽略空气阻力.以此猜测:当不受阻力时机械能可能会守恒.[师]:非常好.现在我们就要探究机械能守恒是否与受力性质有关.[构建新情景,师生再探]:新模型:外力拉动一物体在斜面上匀速上升,机械能守恒吗?[生]:不守恒,因为匀速运动,故动能不变,而在斜面上运动,其重力势能增加,因此机械能不守恒.[师]:通过对比,我们发现机械能守恒与受力性质无关,而上述机械能守恒的物体(或系统),外力做功都有共性.[生]:(学生恍然大悟)哦!是只有重力对物体做功,此时只有重力势能和动能相互转化,物体(或系统)机械能守恒.建模再探:机械能包括动能、重力势能和弹性势能,不仅重力势能和动能可以相互转化.弹性势能和动能也可以相互转化.让学生进行弹簧振子的简谐运动实验,探索在只有弹簧弹力做功的情况下,系统的机械能也守恒.所谓只有重力或弹力做功,是指:物体只受重力或弹力,不受其他的力;或者除重力或弹力外还受其他的力,但其他力不做功.课外探究:条件拓展——从能量转化角度理解守恒条件.探究结论——机械能守恒定律:在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能与势能相互转化,而总的机械能保持不变.教学反思1.本节课教学容量大,探究过程较多,同时运用到的探究方法、形式也是多样化的,对学生而言,需要有坚实的理论基础和较强的动手能力.因此在教学过程中,教师要充分做好一个引路人的角色,把握好节奏,适时引导点拨,给学生充分的发挥空间.在学生自主设计探究实验时,学生提出的方案可能很多,教师可以依据学生的方案,帮助其完善设计方案.2.在机械能守恒定律教学过程中要求学生善于通过实验来探究自然过程——验证机械能守恒;同时能善于用逻辑推理与数学推导的方法来探究物理学的自然过程——提出机械能守恒的问题.3.机械能守恒条件是在教师的引导下,通过师生互探的形式,观察实验现象总结得出的,当然我们也可以从功能关系的角度进行理论上推导,这个作为下节课对机械能守恒的拓展之一.。
高中物理必修二教案-7.8机械能守恒定律40-人教版

机械能守恒定律第八节机械能守恒定律教学设计【第七章机械能守恒定律】一、学习目标:1.知道什么是机械能,知道物体的动能和势能可以相互转化;2.知道用动能定理推导机械能守恒定律;3.会根据机械能守恒的条件判断机械能是否守恒;4.掌握机械能守恒定律的四种表达式,理解其物理意义,能合理选用公式解决实际问题。
二、学习重点:1.掌握机械能守恒定律的内容及其条件。
2.能在物理情境中判断机械能是否守恒,并能运用机械能守恒定律解决具体问题。
三、学习难点:1.在具体问题中判断机械能是否守恒;2.机械能守恒定律的运用。
四、学习方法:讨论法、归纳法、讲授法五、学法指导:课前认真阅读教材,课上小组探究交流,对实验进行观察分析和总结。
六、教学过程结构流程七、教学过程设计: 【知识回顾】 1. 重力势能公式mghE P =2. 动能公式3. 重力做功和重力势能的关系式?4.动能定理的表达式?【新课教学】 一、机械能1.概念:机械能是动能、重力势能、弹性势能的统称, 用符号 E 表示。
2.表达式:3.机械能是标量,具有相对性先选取参考平面和参考系才能确定机械能。
(一般选地面为参考系)[练习]质量为2Kg的小球在距离地面10m高处瞬时速度是10m/s,求出此刻小球的机械能?( g=10m/s2)(以地面为参考面或者以抛出点为参考面)二、机械能之间可以互相转化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,他们的总量是否发生变化?这节课我们就来探究这方面的问题。
任务一、探究动能与势能的相互转化列举生活中的实例(多媒体放课件),让学生试着分析在不考虑阻力的情况下,下面几种情况动能和势能是怎么转化的?猜想动能和势能的总和有何特点?【学生活动】学生看完每一副图片后,相互讨论,然后由学生发言,阐述各自的观点任务二:演示实验【教师点评】上面几种情况都是动能和势能相互转化。
任务二、在只有重力做功的系统内,重力势能和动能的总和保持不变,即机械能保持不变。
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机械能守恒定律教案
教学目标:
一、知识目标: 1、知道什么是机械能,知道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。
3、在具体问题中,能判定机械能是否守恒,
二、能力目标: 1、学会在具体的问题中判这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、德育目标: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。
四、教学重点: 1、从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件。
2、能正确判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒
五、教学方法: 1、关于机械能守恒定律的得出,采用师生共同演绎推导
的方法,明确该定律数学表达式公式的来龙去脉。
2、关于机械能守恒的条件,在教学时采用列举实例,具
体情况具体分析的方法。
教学过程
一、导入新课
1、用投影片出示思考题:
①本章中我们学习了哪几种形式的能?它们各是如何定义的?它们的大小各由什么决定?
②动能定理的内容和表达式是什么?
③重力所做的功与物体重力势能的变化之间有什么关系?
学生回答:
①本章我们学习了以下几种能:动能、重力势能、弹性势能。
②动能定理的内容是:物体所受合外力所做的功等于物体动能的改
变,即:W=W
K2-W
K1。
③重力所做的功和物体重力势能之间变化的关系为:
W
G=E
P1
-E
P2
3、教师总结:
①同学们要注意动能定理中动能的变化量是末动能减去初动能,而重力做功与重力势能改变之间关系式中初位置的重力势能与末位置重力势能的差。
②引入:动能、重力势能、弹性势能属于力学范畴,统称为机械能,本节课我们就来研究有关机械能的问题。
二、新课教学
(一)机械能
1、概念:物体的动能、势能的总和
E =E K +E P
2、机械能是标量,具有相对性(需要设定势能参考平面)
3、机械能之间可以相互转化
(1)重力势能和动能间的相互转化
实例分析:竖直上抛运动、竖直平面内的圆周运动
(2)弹性势能和动能间的相互转化
实例分析:水平弹簧系统:弹簧的一端固定,另一端和滑块相连,让滑块在水平的轨道上做往复运动。
4、过渡:通过上述分析,我们得到动能和势能之间可以相互转化,那么在动能势能的转化过程中,动能和势能的和有什么变化呢?
(二)机械能守恒定律的推导
(分组计算,采用激励机制)
1、实例分析:
(1)自由落体:质量为1Kg 的物体作自由落体运动,高度足够高 g=10m/s 2 分组计算1s 未、2s 未、3s 未、4s 未的动能、重力势能
(2)平抛运动:质量为1Kg 的物体以10m/s 初速度水平抛出,其它同上(1)
结论:只受重力作用时机械能不变
(3)质量为1Kg 的物体沿倾角为300的光滑斜面从静止开始下滑 (同上计算)
思考:a 、是否只受重力作用?
b 、与上两例是否可以找出共同点?
结论:只有重力做功时,物体的动能和势能相互转化,但机械能总量保持不变 2、理论推导过程
物体只有重力做功
根据动能定理得:
21222
121mv mv W -= (1)
又据重力做功与重力势能的关系得到:21mgh mgh W G -= (2) 由(1)(2)两式可得
2121222
121mgh mgh mv mv -=- 移项得:
2212222
121mgh mv mgh mv +=+ 结论:只有重力做功时,动能和重力势能相互转化,但机械能总量保持不变
(三)机械能守恒定律
1、内容:在只有只有重力做功时,动能和重力势能相互转化,但机械能
总量保持不变
2、理解:
(1)条件:a :只受重力作用
b :不只受得力作用,但其它力不做功
(2)表达式 2212222
121mgh mv mgh mv +=+ 3、只有弹簧弹力做功时,弹性势能和动能间相互转化,但物体和弹簧系统机械能总量保持不变。
(理论推导中的重力做功改成弹簧弹力做功,重力势能改为弹性势能)
(四)练习分析
1、关于物体的机械能是否守恒的叙述,下列说法中正确的是:
A 、做匀速直线运动的物体,机械能一定守恒;
B 、做匀速变速直线运动的物体,机械能一定守恒;
C 、外力对物体所做的功等于0时,机械能一定守恒;
D 、物体若只有重力做功,机械能一定守恒。
2、在下列实例中运动的物体,不计空气阻力,机械能不守恒的是:
A 、起重机吊起物体匀速上升;
B 、物体做平抛运动;
C 、圆锥摆球在水平面内做匀速圆周运动;
一个轻质弹簧上端固定,下端系一重物,重物在竖直方向上做上下振动(以物体和弹簧为研究对象)。
3、从离地高为Hm 的阳台上以速度v 竖直向上抛出质量为m 的物体,它上升 hm 后又返回下落,最后落在地面上,则一列说法中正确的是(不计空气阻力,以地面为参考面)
A 、物体在最高点时机械能为mg(H+h);
B 、物体落地时的机械能为mg(H+h)+1/2mv 2;
C、物体落地时的机械能为mgH+1/2mv2;
D、物体在落回过程中,以过阳台时的机械能为mgH+1/2mv
三、小结
本节课我们学习了机械能守恒定律
1、我们说机械能守恒的关键是:只有重力或弹力做功;
2、在具体判断机械能是否守恒时,一般从以下两方面考虑:
①对于某个物体,若只有重力做功,而其他力不做功,则该物体的机械能守恒。
②对于由两个或两个以上物体(包括弹簧在内组成的系统,如果系统只有重力做功或弹力做功,物体间只有动能、重力势能和弹性势能之间的相互转化,系统与外界没有机械能的转移,系统内部没有机械能与其他形式能的转化系统的机械能守恒。
3、如果物体或系统除重力或弹力之外还有其他力做功,那么机械能就要改变。