机械能守恒定律教案

机械能守恒定律教案

一、教学目标

知识与技能

1、掌握什么是机械能，理解物体的动能和势能之间可以相互转化

2、理解机械能守恒定律的内容和适用条件；

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。

过程与方法

学习从物理现象分析、推导机械能守恒定律及其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

通过对机械能守恒定律的学习，我们要逐步培养起善于观察、分析、探究并运用自然规律的科学态度，形成科学的价值观。

二、重点、难点分析

教学重点

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。

教学难点

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，能正确分析物体系统所具有的机械能，尤其是分析、判断物体所具有的重力势能。

三、教具

多媒体演示物体在运动中动能与势能相互转化。器材包括：滚摆；单摆；弹簧振子。

四、教学过程 （一）引入新课

［演示实验〕依次演示麦克斯韦滚摆、单摆和弹簧振子，提醒学生注意观察物体运动中动能、势能的变化情况。 通过观察演示实验，学生回答物体运动中能量的转化情况， 教师小结：

物体运动过程中，随动能增大，物体的势能减小；反之，随动能减小，物体的势能增大。

提出问题：上述运动过程中，物体动能、势能的变化是否有一定的规律呢这是我们本节要学习的主要内容。 （二）讲授新课

1．只有重力对物体做功时

问题：（如图所示）质量为m 的物体自由下落过程中，经过高度h 1处速度为v 1，下落至高度h 2。处速度为v 2，不计空气阻力，分析由h 1下落到h 2过程中机械能的变化（引导学生思考分析并推导）。

分析：根据动能定理，有

2

1222121mv mv W G -=

下落过程中重力对物体做功，重力做功在数值上等于物体重力势能的变化量。取地面为参考平面，有

2

1mgh mgh W G -=

由以上两式可以得到

12

12222121mgh mv mgh mv +=+

引导学生分析上面式子所反映的物理意义，并小结：

在只有重力做功的情况下，物体动能和势能可以相互转化，而机械能总量保持不

变。

2. 教师总结：弹簧和物体组成的系统的机械能也守恒

以弹簧振子为例，在只有弹簧弹力做功条件下，物体的动能与势能可以相互转化，物体的机械能总量不变。 3．机械能守恒定律的内容和表达式

在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。

机械能守恒定律的数学表达式： 第一种：1

k E +

1

p E =

2

k E +

2

p E 从守恒的角度：物体运动过程中，初状态和末状态机械

能相等

第二种：△E k =-△E P 从转化的角度动能的增加量等于势能减小量 4．除重力外还有阻力对物体做功时

问题：（如图所示）质量为m 的物体自由下落过程中，经过高度h 1处速度为v 1，下落至高度h 2。处速度为v 2，考虑空气阻力，分析由h 1下落到h 2过程中机械能的变化（引导学生思考分析并推导）。 分析：根据动能定理，有

2

2

211122G f W W mv mv +=-

下落过程中重力对物体做功，重力做功在数值上等于物体重力势能的变化量。取地面为参考平面，有

2

1mgh mgh W G -=

由以上两式可以得到

22

21212

121mgh mv W mgh mv f +=++ 引导学生分析上面式子所反映的物理意义，并总结出机械能守的条件： 除重力之外的其它力做功为0时，机械能守恒。（引导学生思考分析出机械能守

恒的条件）

教师总结：机械能守恒定律成立的条件：只有重力或弹力做功. 理解： （1）只受重力或弹力

（2）除重力或弹力外还受其它力，但其它力不做功。或其它力的功和为0。 （3）弹力指内力中的弹力

例题1.下列关于机械能守恒的说法正确的是（ ） A.甲图中小球下落压缩弹簧的过程中，小球的机械能守恒 B.乙图中木块以速度v 匀速直线运动，则该木块机械能守恒

C.丙图中忽略一切阻力的情况下，m1、m2机械能守恒

F

f

V

丁

D.丁图中单摆的机械能守恒

例题2.一滑块以2m/s 的速度在光滑水平面上滑动，运动到A 点时沿光滑曲面下滑到曲面最低点（比水平面低1m ），滑块接着沿曲面右侧上滑，求滑块能上升的最大高度比曲面最低点高多少(g=10m/s)

解法一：选取最低点为零势能点，根据机械能守恒

h 2=1.2m

解法二：根据机械能守恒 得h 2= h=h 1+h 2= 五、作业：

思考与讨论：一小球在真空中自由下落，另一个小球在粘滞性较大的液体中匀速下落，它们都由高度为h1的地方下落到h2 的地方，在这两种情况下，重力所做的功相等吗重力势能各转化成什么形式的能量。 六、板书设计

机械能守恒定律

一、定义：动能、势能之和为机械能 二、只有重力做功时机械能守恒 第一种：1

k E +

1

p E =

2

k E +

2

p E 从守恒的角度：物体运动过程中，初状态和末状态机械

能相等

第二种：△E k =-△E P 从转化的角度动能的增加量等于势能减小量 三、除重力外还有阻力对物体做功时 四、机械能守恒的条件

只有重力或弹力做功

七、教学反思：

2

2

11221122m m g gh v m v h m +=+22

112211

22

m m g gh v m v h m +

=+