省优质课机械能守恒定律教案
机械能守恒定律教案

机械能守恒定律教案教学目标:1.理解机械能守恒定律的概念和意义;2.能够运用机械能守恒定律解答与机械能有关的物理问题;3.培养学生观察、实验和推理的能力。
教学重点:1.机械能守恒定律的意义和适用范围;2.准确运用机械能守恒定律解题。
教学难点:应用机械能守恒定律解答问题。
教学过程:一、导入(5分钟)通过展示一个小球从斜面滚下的实验视频,引出机械能守恒定律的概念和意义。
引导学生思考,为什么小球会从高处滚下,运动能量是如何转化的。
二、知识讲解(15分钟)1.机械能的定义:机械能由位置能和动能组成。
2.动能的定义和计算:动能是物体运动时的能量。
3.位置能的定义和计算:位置能是物体由于位置而具有的能量,通常以重力势能为例进行讲解。
4.机械能守恒定律的概念和表达式:当一个物体只受重力和弹力做功时,机械能守恒。
5.机械能守恒定律的适用范围:不考虑能量的损耗和外力做功时。
三、案例分析(30分钟)通过几个具体的例子,让学生掌握如何运用机械能守恒定律解答问题。
例如:1.小球从斜面滚下后,撞击到地面,究竟有多少能量转化?2.一个橡皮球从高处抛向地面,撞击地面后又弹起来,如何计算橡皮球在抛出和弹起过程中的动能变化?3.一个弹簧重力系统,由簧子上升释放物体,如何计算物体的高度和速度?四、实验设计(20分钟)设计一个实验来验证机械能守恒定律的正确性。
具体步骤如下:1.准备一个光滑的斜面,将小球从顶端释放,观察小球滚动的轨迹。
2.在斜面底部安装一个杆,小球撞击到杆后弹起。
3.测量小球滚动的最高点和弹起的高度。
4.计算小球在滚动和弹起过程中的动能和位置能,并验证机械能守恒定律的正确性。
五、拓展延伸(10分钟)让学生思考机械能守恒定律在生活中的应用,例如:1.为什么滑雪运动员在滑下坡时会获得速度?2.为什么高坝下的水能够产生巨大的水力能?3.在机械能不守恒的情况下,可供使用的能量会减少吗?六、归纳总结(5分钟)总结机械能守恒定律的概念、意义和适用范围。
机械能守恒定律教案

机械能守恒定律教案机械能守恒定律教案篇一一、教学目标知识与技能知道机械能的概念,能够分析动能和势能之间的相互转化问题;理解机械能守恒定律的内容和适用条件,会判断机械能是否守恒。
过程与方法学习从物理现象分析、推导机械能守恒定律及适用条件的研究方法,初步掌握运用能量转化和守恒来解释物理现象及分析问题的方法。
情感态度与价值观体会科学探究中的守恒思想,养成探究自然规律的科学态度,提高科学素养。
二、教学重难点重点机械能守恒定律的推导及内容。
难点对机械能守恒定律条件的理解。
三、教学过程环节一:导入新课教师先找一名学生配合完成小实验:把钢球用细绳悬起,请一同学靠近,将钢球偏至这位同学鼻尖处释放,当钢球摆回时,观察该同学反应,并让学生分析会不会碰到鼻子,思考原因。
由此引入新课《机械能守恒定律》。
环节二:新课讲授(一)动能与势能的相互转化教师播放视频:荡秋千、过山车、撑杆跳、瀑布等视频材料,初步深刻感受各种丰富多彩的'动能与势能发生相互转化的过程。
教师播放演示实验:滚摆、单摆、自由落体等实验。
教师:演示实验中物体自由下落时,重力势能怎样变化?变化的原因是什么?学生:重力势能减少,因为重力对物体做正功。
思考:减少的重力势能去哪了?学生:物体下落过程中,速度在逐渐增加,说明物体的动能增加了,即物体原来的重力势能转化成了动能。
教师:那如果物体由于惯性在空中竖直上升时,能量又是怎样变化的?学生:物体原有的动能转化为重力势能。
教师播放演示实验:水平弹簧振子在气垫导轨上振动的实验。
感受弹力做功引起弹性势能的变化。
教师举例说明:物体被弹簧弹出去之后,弹力做正功,弹簧的弹性势能减少,而物体的速度增加,动能增加。
也就是弹簧的弹性势能转化成了物体的动能。
学生总结:不仅重力势能可以与动能相互转化,弹性势能也可以与动能相互转化。
教师补充:从上面的例子可以发现:通过重力或弹力做功,机械能可以从一种形式转化成另外一种形式。
(二)机械能守恒定律教师提问:物体动能和势能的相互转化是否存在某种定量的关系呢?以动能和重力势能的相互转化为例,研究这一问题。
机械能守恒定律教学设计

机械能守恒定律教学设计一、教学目标1.了解机械能守恒定律的基本含义和表达式;3.掌握机械能守恒定律的计算方法;4.培养学生应用机械能守恒定律解决实际问题的能力。
二、教学过程1.导入为了更好地引出机械能守恒定律,教师可以通过实验或者小故事等方式,让学生认识到物体在不同高度的情况下所具有的不同的势能和动能,以此引入机械能守恒定律。
2.教学内容机械能守恒定律是指,在物体只受重力和弹力等保守力作用下的运动中,机械能守恒。
具体表达式为:E=E1+E2其中E表示系统的机械能,E1表示系统的势能,E2表示系统的动能。
2.2 机械能守恒定律的应用在教授机械能守恒定律的应用时,教师可以通过不同的情境引导学生思考,如井口抛物、滑坡运动等,让学生理解机械能守恒定律的应用过程,从而更好地掌握计算方法。
3.课堂练习为了更好地巩固机械能守恒定律的概念和方法,教师可以根据学生的实际情况设计一些课堂练习,如选择题、计算题等,帮助学生更好地掌握机械能守恒定律。
4.课堂总结教师可以通过让学生对今天的学习内容进行归纳总结,提醒学生注意机械能守恒定律的应用要点,以及常见错误。
三、教学方法1.板书法:通过板书的方式,将机械能守恒定律的相关内容、公式等简要记录,便于学生在课后回顾与复习。
2.案例分析法:通过案例分析的方式,让学生了解机械能守恒定律的应用过程,帮助学生更好地掌握计算方法。
3.问答法:在课堂上,通过提问的方式激发学生的思考,引导学生思考机械能守恒定律的应用,并指导学生掌握解题技巧。
四、教学评价1.引导学生自觉参与教学活动,积极思考,独立掌握机械能守恒定律的概念和应用过程。
2.通过课堂练习,帮助学生查漏补缺,拓展知识面。
3.通过提问的方式,检验学生的掌握情况,及时纠正错误认识。
4.通过听取小组讨论的结果,了解学生的学习情况,及时调整教学方法和内容,提高教学质量。
机械能守恒定律教案

机械能守恒定律优秀教案一、教学目标1. 让学生理解机械能的概念,掌握机械能的计算方法。
2. 引导学生了解机械能守恒定律的内容,理解守恒的条件和意义。
3. 通过实例分析,让学生能够运用机械能守恒定律解决实际问题。
二、教学内容1. 机械能的概念:动能和势能。
2. 机械能的计算方法:动能公式KE=1/2mv^2,势能公式PE=mgh。
3. 机械能守恒定律:在只有重力或弹力做功的系统中,系统的总机械能(动能加势能)保持不变。
4. 守恒的条件:只有重力或弹力做功,系统不受外力或外力做功为零。
5. 守恒的意义:能量不能创造也不能消失,只能从一种形式转化为另一种形式。
三、教学重点与难点1. 重点:机械能守恒定律的内容及其应用。
2. 难点:机械能守恒定律的判断和应用。
四、教学方法1. 采用问题驱动法,引导学生思考和探索机械能守恒定律。
2. 通过实例分析和讨论,培养学生的分析和解决问题的能力。
3. 利用多媒体教学,生动展示机械能的转化过程。
五、教学过程1. 导入:通过展示一个简单的机械能转化的例子,如摆钟的上下运动,引发学生对机械能的思考。
2. 讲解:介绍机械能的概念和计算方法,讲解机械能守恒定律的内容和条件。
3. 实例分析:分析一些常见的机械能守恒问题,如抛体运动、滑块下滑等,引导学生运用守恒定律解决问题。
4. 练习:布置一些练习题,让学生运用机械能守恒定律进行解答。
6. 作业布置:布置一些相关的作业,巩固所学知识。
六、教学评估1. 课堂问答:通过提问学生,了解他们对机械能守恒定律的理解程度。
2. 练习题解答:检查学生对实例分析和练习题的解答情况,评估他们的应用能力。
3. 课后作业:评估学生作业的完成质量,检查他们对课堂所学知识的掌握情况。
七、教学拓展1. 机械能与其他能量形式的关系:引导学生思考机械能与其他能量形式(如热能、电能等)之间的关系。
2. 能量守恒定律:介绍能量守恒定律的内容,引导学生理解各种能量形式之间的转化关系。
机械能守恒定律及其应用教案

机械能守恒定律及其应用教案第一章:机械能守恒定律的引入1.1 教学目标让学生了解机械能的概念引导学生理解机械能守恒定律的定义使学生能够运用机械能守恒定律进行简单问题的计算1.2 教学内容机械能的定义及表示方法机械能守恒定律的表述机械能守恒定律的证明1.3 教学方法通过实例引入机械能的概念,引导学生思考机械能的变化通过实验演示机械能守恒的现象,让学生直观地理解机械能守恒定律利用数学方法证明机械能守恒定律,加深学生对定律的理解第二章:机械能守恒定律的应用2.1 教学目标使学生能够运用机械能守恒定律解决实际问题培养学生运用物理学知识解决工程问题的能力2.2 教学内容机械能守恒定律在简单运动中的应用机械能守恒定律在复杂运动中的应用2.3 教学方法通过实例分析,让学生学会运用机械能守恒定律解决实际问题利用计算机软件或物理实验设备,模拟复杂运动情况,帮助学生理解和应用机械能守恒定律第三章:机械能守恒定律在力学问题中的应用3.1 教学目标让学生掌握机械能守恒定律在力学问题中的应用方法培养学生解决力学问题的能力3.2 教学内容机械能守恒定律在直线运动中的应用机械能守恒定律在曲线运动中的应用3.3 教学方法通过典型例题,引导学生学会运用机械能守恒定律解决力学问题利用物理实验设备,进行力学实验,帮助学生理解和应用机械能守恒定律第四章:机械能守恒定律在工程问题中的应用4.1 教学目标使学生能够运用机械能守恒定律解决工程问题培养学生运用物理学知识解决实际问题的能力4.2 教学内容机械能守恒定律在机械设计中的应用机械能守恒定律在能源转换中的应用4.3 教学方法通过实际案例,让学生学会运用机械能守恒定律解决工程问题利用计算机软件,进行模拟计算,帮助学生理解和应用机械能守恒定律第五章:机械能守恒定律的综合应用5.1 教学目标让学生能够综合运用机械能守恒定律解决复杂问题培养学生解决实际问题的能力5.2 教学内容机械能守恒定律在不同情境下的综合应用5.3 教学方法通过综合案例,让学生学会综合运用机械能守恒定律解决实际问题利用计算机软件或物理实验设备,进行模拟实验,帮助学生理解和应用机械能守恒定律第六章:非保守力与机械能守恒6.1 教学目标让学生理解非保守力的概念引导学生掌握非保守力作用下机械能守恒的条件使学生能够分析并解决非保守力作用下的机械能守恒问题6.2 教学内容非保守力的定义与特点非保守力作用下机械能守恒的条件非保守力作用下的机械能守恒问题分析与计算6.3 教学方法通过实例讲解非保守力的概念及其对机械能守恒的影响利用数学方法分析非保守力作用下的机械能守恒条件通过实际问题引导学生运用机械能守恒定律解决非保守力作用下的物体运动问题第七章:机械能守恒定律在碰撞问题中的应用7.1 教学目标让学生掌握机械能守恒定律在碰撞问题中的应用培养学生分析并解决碰撞问题的能力7.2 教学内容碰撞问题的基本概念与分类机械能守恒定律在弹性碰撞中的应用机械能守恒定律在非弹性碰撞中的应用7.3 教学方法通过实例分析碰撞问题,引导学生理解并应用机械能守恒定律利用物理实验设备进行碰撞实验,帮助学生直观地理解碰撞现象结合数学方法与计算机软件,模拟碰撞过程,加深学生对机械能守恒定律在碰撞问题中的应用第八章:机械能守恒定律在地球物理学中的应用8.1 教学目标使学生了解机械能守恒定律在地球物理学中的应用培养学生运用物理学知识解决地球物理学问题的能力8.2 教学内容地球物理学中机械能守恒定律的应用实例机械能守恒定律在地球内部运动中的应用机械能守恒定律在地表运动中的应用8.3 教学方法通过地球物理学实例,让学生了解机械能守恒定律在地球物理学中的应用利用计算机软件与物理实验设备,模拟地球内部与地表运动,帮助学生理解并应用机械能守恒定律第九章:机械能守恒定律在现代科技中的应用9.1 教学目标让学生了解机械能守恒定律在现代科技领域的应用培养学生运用物理学知识解决实际问题的能力9.2 教学内容机械能守恒定律在航空航天领域的应用机械能守恒定律在新能源开发中的应用机械能守恒定律在其他现代科技领域的应用9.3 教学方法通过实例介绍机械能守恒定律在航空航天等领域的应用,引导学生了解并应用机械能守恒定律解决实际问题利用计算机软件与物理实验设备,模拟相关科技领域的运动过程,帮助学生理解并应用机械能守恒定律第十章:机械能守恒定律的综合练习与拓展10.1 教学目标让学生能够综合运用机械能守恒定律解决复杂问题培养学生解决实际问题的能力10.2 教学内容机械能守恒定律在不同情境下的综合应用练习机械能守恒定律在实际工程问题中的应用拓展10.3 教学方法通过综合练习题,让学生学会综合运用机械能守恒定律解决实际问题利用计算机软件或物理实验设备,进行模拟实验与计算,帮助学生理解和应用机械能守恒定律重点解析本文主要介绍了机械能守恒定律及其应用,分为十个章节。
《机械能守恒定律》教案

一、教学目标1. 让学生理解机械能的概念及其守恒原理。
2. 培养学生运用机械能守恒定律解决实际问题的能力。
3. 引导学生通过实验探究,提高观察、分析、解决问题的能力。
二、教学内容1. 机械能的定义及分类2. 机械能守恒的条件3. 机械能守恒定律的表达式4. 机械能守恒定律的应用5. 实验探究:验证机械能守恒定律三、教学重点与难点1. 重点:机械能守恒定律的内容及其应用。
2. 难点:机械能守恒定律在复杂情境下的应用。
四、教学方法1. 采用问题驱动法,引导学生主动探究机械能守恒定律。
2. 利用实验教学,让学生通过实践操作,感受机械能守恒的现象。
3. 运用案例分析法,分析实际问题,提高学生解决问题的能力。
五、教学过程1. 导入新课:通过生活中的实例,引导学生思考机械能的概念及守恒原理。
2. 讲解机械能的定义及分类,阐述机械能守恒的条件。
3. 推导机械能守恒定律的表达式,并解释其物理意义。
4. 运用实例分析,讲解机械能守恒定律的应用。
5. 安排实验:让学生分组进行实验,验证机械能守恒定律。
6. 总结归纳:通过实验结果,总结机械能守恒定律的正确性。
7. 布置作业:让学生运用机械能守恒定律解决实际问题,巩固所学知识。
六、教学评价1. 采用学生自评、互评和教师评价相结合的方式,对学生的学习情况进行全面评价。
2. 评价内容包括:对机械能概念的理解、机械能守恒定律的应用、实验操作技能等。
3. 评价方法:课堂提问、作业批改、实验报告等。
七、教学拓展1. 引导学生关注机械能在实际生活中的应用,提高学生学以致用的能力。
2. 介绍机械能守恒定律在其他学科领域的应用,拓宽学生的知识视野。
3. 组织学生进行小研究,探讨机械能守恒定律在现代科技发展中的作用。
八、教学资源1. 教材:《物理》(八年级上册)2. 实验器材:斜面、小车、弹簧测力计、细线、钩码等。
3. 多媒体课件:用于辅助教学,提高课堂效果。
九、教学进度安排1. 第1-2课时:讲解机械能的概念及分类,阐述机械能守恒的条件。
《机械能守恒定律》教案

《机械能守恒定律》教案一、教学目标1. 让学生理解机械能的概念,掌握机械能的计算方法。
2. 让学生了解机械能守恒定律的内容,能够运用机械能守恒定律解决问题。
3. 培养学生的实验操作能力,提高学生的科学探究能力。
二、教学内容1. 机械能的概念与计算2. 机械能守恒定律的表述3. 机械能守恒定律的应用4. 实验:验证机械能守恒定律三、教学重点与难点1. 教学重点:机械能的概念与计算机械能守恒定律的表述与应用2. 教学难点:机械能守恒定律的微观解释实验操作与数据分析四、教学方法1. 采用问题驱动的教学方法,引导学生通过实验观察和数据分析,探索机械能守恒定律。
2. 利用多媒体教学资源,展示机械能守恒定律的微观过程,帮助学生形象理解。
3. 组织小组讨论,培养学生的团队合作能力和科学探究能力。
五、教学过程1. 导入:通过一个简单的机械能转化实例,引导学生思考机械能的概念和守恒现象。
2. 讲解:介绍机械能的概念和计算方法,讲解机械能守恒定律的表述,并通过示例进行分析。
3. 实验:组织学生进行验证机械能守恒定律的实验,指导学生正确操作实验设备,收集实验数据。
4. 分析:引导学生根据实验数据进行分析,探讨机械能守恒定律的微观机制。
六、教学延伸1. 引导学生思考机械能守恒定律在实际工程中的应用,例如物体自由下落、抛体运动等。
2. 介绍机械能守恒定律与其他物理学定律的关系,如牛顿运动定律、能量守恒定律等。
七、课堂作业1. 请学生完成课后习题,巩固机械能的概念、计算方法和机械能守恒定律的应用。
2. 布置一道应用题,要求学生运用机械能守恒定律解决实际问题。
八、课后反思2. 学生分享自己在课堂上的收获和感受,提出疑问和建议。
九、教学评价1. 课堂表现评价:观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况,了解学生的学习状态。
2. 作业评价:检查学生完成的课后习题和应用题,评估学生的理解和应用能力。
3. 实验报告评价:评估学生在实验过程中的操作技能和数据分析能力。
关于《机械能守恒》的教学教案

关于《机械能守恒》的教学教案一、教学目标1. 让学生了解机械能守恒的概念,理解机械能守恒的条件。
2. 掌握机械能守恒的计算方法,能够运用机械能守恒定律解决实际问题。
3. 培养学生的实验操作能力,提高学生的科学思维能力。
二、教学内容1. 机械能守恒的概念2. 机械能守恒的条件3. 机械能守恒的计算方法4. 机械能守恒在实际问题中的应用5. 实验操作:验证机械能守恒定律三、教学重点与难点1. 重点:机械能守恒的概念、条件、计算方法及在实际问题中的应用。
2. 难点:机械能守恒的计算方法,实验操作中数据的处理与分析。
四、教学方法1. 采用问题驱动法,引导学生思考和探讨机械能守恒的相关问题。
2. 运用案例分析法,分析机械能守恒在实际问题中的应用。
3. 利用实验验证法,让学生亲自动手操作,提高学生的实践能力。
4. 采用小组讨论法,培养学生的团队合作精神。
五、教学过程1. 导入:通过一个简单的例子,引导学生思考机械能的概念。
2. 讲解:讲解机械能守恒的概念、条件,并通过实例进行分析。
3. 计算:讲解机械能守恒的计算方法,并进行示范性计算。
4. 应用:分析机械能守恒在实际问题中的应用,让学生尝试解决实际问题。
5. 实验:分组进行实验,验证机械能守恒定律。
6. 总结:对本节课的内容进行总结,强调机械能守恒的重要性和应用价值。
7. 作业:布置相关练习题,巩固所学知识。
8. 课后反思:鼓励学生对所学内容进行反思,提高学生的自主学习能力。
六、教学评估1. 课堂问答:通过提问了解学生对机械能守恒概念的理解程度。
2. 练习题:布置课堂练习题,评估学生对机械能守恒计算方法的掌握情况。
3. 实验报告:评估学生在实验中的操作技能和对数据的处理分析能力。
七、教学拓展1. 机械能守恒在现代科技中的应用。
2. 介绍机械能守恒在其他领域的相关知识,如天体物理学、生物力学等。
八、教学资源1. 教材:推荐学生使用的教材,提供详细的教学内容。
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机械能守恒定律一、教学目标1、知识与技能(1) 知道什么是机械能,理解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容和适用条件。
(3) 会判定具体问题中机械能是否守恒,能运用机械能守恒定律分析实际问题。
2、过程与方法(1) 学习从物理现象分析、推导机械能守恒定律及适用条件的研究方法。
(2) 初步掌握运用能量转化和守恒来解释物理现象及分析问题的方法。
3、情感、态度与价值观体会科学探究中的守恒思想,养成探究自然规律的科学态度,领悟机械能守恒规律解决问题的优点,形成科学价值观。
二、教学重点和难点1、教学重点(1) 机械能守恒定律的探究、推导与建立,以及机械能守恒定律含义的理解。
(2) 机械能守恒定律的条件和机械能守恒定律的实际应用。
2、教学难点(1) 机械能守恒的条件及对机械能守恒定律的理解。
(2) 能正确分析物体系统所具有的机械能,判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒。
三、教学方法和教具1、教学方法:实验探究、启发诱导、归纳总结、应用拓展、多媒体辅助教学2、教具:铁架台、铁夹、玻璃棒、细线、小钢球、摩擦计、弹簧振子四、教学过程(引入新课)碰鼻实验:如图所示,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,学生观察者怕重球碰坏了鼻子,可事实重球碰不到鼻尖。
提出疑问,引入新课。
(新课讲授)引导学生回忆本章学习过哪些形式的能量,重力势能、弹性势能、动能。
一、机械能1、机械能:动能和势能(重力势能和弹性势能)统称为机械能。
2、表达式:E=E K+E P3、机械能是标量,具有相对性。
先选取参考平面才能确定机械能(一般选地面)。
4、动能与势能的相互转化例子:多媒体播放图片①自由落体运动,平抛运动、小球在光滑斜面向下运动、瀑布、高山滑雪--------重力势能向动能转化②竖直上抛运动的上升过程小球沿光滑斜面向上运动、背越式跳高---------动能向重力势能转化③明投出的篮球、掷出的铅球、单摆、过山车:---------重力势能和动能互相转化思考:上述例子发生的都是动能和重力势能的相互转化为什么会发生这样的转化?----答:受重力在光滑水平面上匀速直线是否受重力?看来动能和重力势能相互转化的原因,不是受重力,而是得有重力做功。
守恒条件1:在只有重力做功的过程中,物体只发生动能和重力势能的相互转化,物体和地球组成的系统机械能守恒。
推导守恒定律表达式:例:物体沿光滑曲面滑下,只有重力对物体做功。
用动能定理以及重力的功和重力势能变化的关系,推导出物体在任意位置A、B机械能相等。
如:从位置A到位置B:由动能定理得重力的功:W G = E K2-E K1由重力做功和重力势能变化的关系得重力的功:W G=-△E p=E P1-E P2得E K2-E K1=E P1-E P2移项,得E P1+E K1=E P2+E K2 ,即E1=E2展开:mgh1+1/2mv12= mgh2+1/2mv22上式可移项为mg(h1-h2)=1/2mv22-1/2mv12即△E p=△E k此表达式不需规定参考平面该过程若用动能定理表达,既不用判定是否守恒,又不需规定参考平面。
另外守恒定律不涉及时间因素,不涉及状态间的过程细节,也可见其解决问题的优越性。
实例分析:把一个小球用细线悬挂起来,(不计空气阻力)把小球拉到一定高度的A点,然后放开,小球在摆动过程中,重力势能和动能相互转化。
我们看到,小球可以摆到跟A点等高的C点。
实验2如图乙,如果用木筷在挡住细线,小球虽然不能摆到C点,但摆到另一侧C′时,也能达到跟A点相同的高度。
这个实验中,小球的受力情况如何?各个力的做功情况如何?这个实验说明了什么?小球在摆动过程中受重力和绳的拉力作用。
拉力和速度方向总垂直,对小球时刻不做功;只有重力对小球做功。
实验表明,小球在摆动过程中重力势能和动能在不断转化,小球总能回到原来的高度。
可见,重力势能和动能的总和保持不变,即机械能保持不变。
C′C′可见:如果除了重力,还受其它力,机械能也可以守恒,只要重力以外的力不做功。
所以机械能守恒的条件不是只受重力,而是只有重力做功。
应用计算:把一个小球用细线悬挂起来,就成为一个摆,如图所示,摆长为l,最大偏角为θ。
如果阻力可以忽略,小球运动到最低位置时的速度是多大?分析:小球受力及各力做功情况解:选最低点所在平面为零势能面,小球在最高点的状态为初状态,该点重力势能E P1=mgL(1-cosθ),动能E K1=0。
小球在最低点的状态为末状态,重力势能E P2=0,动能E K2=mv2/2由机械能守恒定律得Ek2+E P2 = EK1+E P1以例归纳步骤:引导学生总结:应用机械能守恒定律解决问题的一般步骤1.选择研究对象2.明确研究过程,受力分析,看各力做功情况,V=判断机械能是否守恒。
3.选择参考平面,确定始末状态及其机械能4.由机械能守恒定律列方程统一单位守恒条件2:如右图,水平方向的弹簧振子。
球静止在O 点,弹簧处于原长,把球拉离O 点到B 点,放开后,球运动到左侧A 点,观察小球向左右的最大距离是否相等。
这个实验中,小球的受力情况如何?各个力的做功情况如何?这个实验说明了什么?小球在往复运动过程中,竖直方向受重力和杆的支持力作用,水平方向上受弹力作用。
重力、支持力和速度方向总垂直,对小球不做功;只有弹簧的弹力对小球做功。
实验表明,小球在往复运动过程中,只有弹簧弹力做功,只发生弹性势能和动能的相互转化,弹性势能和动能的总和保持不变。
即小球和弹簧组成的系统机械能守恒。
例:如图10所示,轻弹簧k 一端与墙相连,处于自然状态,质量为4kg 的木块沿光滑的水平面以5m/s 的速度运动并开始挤压弹簧,求1.弹簧最大的弹性势能B A 02.木块被弹回速度增大到3m/s时弹簧的弹性势能.守恒条件3:以系统相互作用的两个物体为例:这一类题目,系统除重力以外的其它力对系统不做功,系统部的相互作用力是弹力,而弹力做功只是使系统部的机械能在相互作用的两个物体之间进行等量的转换,并没有其它形式的能参与机械能的转换,所以系统的机械能守恒。
(1)相互作用的轻绳拉力做功类例:如图所示,一很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮,绳两端各系一小球a和b.a球质量为m,静置于地面;b球质量为3m,用手托住,高度为h,此时轻绳刚好拉紧.从静止开始释放b后,a可能达到的最大高度为( )A.h B.1.5hC.2h D.2.5h练:如图,倾角为 的光滑斜面上有一质量为M的物体,通过一根跨过定滑轮的细绳与质量为m的物体相连,开始时两物体均处于静止状态,且m离地面的高度为h,求它们开始运动后m着地时的速度?(2)相互作用的压力,支持力做功类例.如图所示,斜面置于光滑水平地面上,其光滑斜面上有一物体由静止沿斜面下滑,在物体下滑过程中, 下列说确的是A 物体的重力势能减少,动能增大,机械能增大B 斜面的机械能不变C 斜面对物体的作用力垂直于接触面,不对物体做功D 物体和斜面组成的系统机械能守恒(3)轻杆连接体问题如图所示,一根轻质细杆的两端分别固定着A、B两只质量均为m的小球,O点是一光滑水平轴,已知,使细杆从水平位置由静止开始转动,当B球转到O点正下方时,求:(1)物体B对细杆的拉力。
(2)杆对B球做功W。
结论:系统只有重力和系统相互作用的弹力做功时,只发生动能和势能的相互转化,系统机械能守恒。
表达式:a 系统初态机械能等于末态机械能E1=E2b系统变化的动能等于变化的势能△E p=△E k(最常用)c系统一个物体机械能的增加等于另一物体机械能的减小△E1=△E2说明:对某物体应用机械能守恒定律比动能定理麻烦,但若两个或以上的物体组成的系统满足机械能守恒条件,应用机械能守恒定律解题,比分别对系统每一个物体应用动能定理简便得多。
练:自由下落的小球,从接触竖直放置的轻弹簧开始,到压缩弹簧有最大形变的过程中,以下说法中正确的是A.小球的动能逐渐减少B.小球的重力势能逐渐减少C.小球的机械能守恒D.小球的加速度逐渐增大二、机械能守恒定律(1)定律容:在只有重力,弹簧弹力或系统相互作用的弹力做功的物体系统,动能和势能发生相互转化,但机械能的总量保持不变。
(2)表达式:+=+(3)条件a.系统只发生动能和势能的相互转化,这就需要满足b.只有重力,弹簧弹力或系统相互作用的弹力做功,其它力不做功(而不是不作用)这样就不会有机械能以外的能参与转化,机械能的总量保持不变。
三.机械能守恒定律的应用1、碰鼻实验释放钢球后,若忽略空气阻力,只有重力做功,机械能守恒,应该摆到等高处,不会碰到鼻子。
2、上海轨道交通3号线某车站的设计方案。
由于站台建得稍高,车进站时要上坡,出站时要下坡。
忽略摩擦力,分析这种设计的优点。
进站前关闭发动机,机车凭惯性上坡,动能变成重力势能储存起来,出站时下坡,重力势能变成动能,节省了能源。
3、在下列几种运动中,遵守机械能守恒定律的是()A.雨滴匀速下落B.汽车刹车的运动C.物体沿斜面匀速下滑D.物体做自由落体运动说明:机械能守恒的条件不是合力为零,也不是合功为零。
即机械能是否守恒与物体的运动状态无关。
补充:重力以外的力做功与机械能变化的关系可以以例:在拉力的作用下物体向上加速,向上匀速,向下减速结论:重力以外的力做正功,机械能增加,增加的机械能等于以外的力做的功,重力以外的力做负功,机械能减小,减小的机械能等于克服该力做的功。
若有重力以外的力做功,但其做功的代数和为零,也不会改变机械能的总量。
如:在粗糙斜面上下滑的物体。
下滑过程中受到沿斜面向下的拉力,拉力大小等于滑动摩擦力。
分析:拉力的功等于机械能的增加摩擦力的功等于机械能的减小所以机械能的总量不变。