2019-2020学年高中物理第七章机械能守恒定律第8节机械能守恒定律教案2新人教版必修2.doc
高中物理第七章机械能守恒定律8机械能守恒定律(1)教案必修2

课时
2
教 本节课的课题是机械能守恒定律,是二期教材中机械能这一章的重点,具有十分
材 重要的地位。同时本课又是此课题的第一课时,这对于以后学生如何利用机械能
分 守恒定律去分析、解决一些问题是很重要的一课。
析
学
通过前面的学习,学生已对动能和重力势能有了一定的认识;而且重力势能和
生 动能转化规律是一种日常生活中比较常见的物理现象,学生往往能感受到,但并
在课后给大家探究,但是
它的研究方法我们可以
借鉴,我们再来看一段情
景。
情景录象 2:高山滑雪片
段
学生实验:从斜面自由下滑的小
过渡:不考虑所受阻力, 车(为什么用小车呢?)
动能和势能相互转化有
何规律呢?
过渡:猜想——实践(实
验)
教师:虽然有瞬时速度测 学生:尝试猜想
量的基础——难度很大
——有信心?
2.定量:动能和势能在 相互转化中,两者之和保 持不变,即机械能总量保 持不变。——只有重力做 功的情况下
教学 反思
1、 培养学生先猜想后探究再验证的意识值得推广:在定量研究动能和重力 势能相互转化规律时,尝试让学生先猜想,在猜想的基础上让学生对这 一情景利用身边的器材进行探究实验,得出有价值的信息。
2、 尝试让学生提出问题,意识不错:在学生欣赏完电影片段后,把物理 情景简单化,引入单摆,引出本节课研究课题。然后,尝试鼓励学生大 胆对此课题的疑问;其实,学生提的很到位,感觉跟平时间接培养学生 的这种意识有很大的关系,以后可坚持下去。
看一个实验吧。
相互转化
评价
学生实验:单摆实验——初步探
情景实验 1:铜球会不会 究动能和重力势能相互转化的规
碰鼻? 律
高中物理_《机械能守恒定律》教学设计学情分析教材分析课后反思

《机械能守恒定律》教课方案一、【教材剖析】机械能守恒定律是人教版教材必修二第七章第八节的知识,这一节的内容与本章的各节内容有密切的逻辑关系,是全章知识链中重要的一环,机械能守恒定律的研究成立在前方所学知识的基础上,而机械能守恒定律又是广泛的能量守恒定律的一种特别状况,教材经过“做一做”小实验展现了与研究守恒量的联系,经过多个详细实例,先猜想动能和势能的互相转变的关系,引出对机械能守恒定律及守恒条件的研究,联系重力势能和重力做功及弹性势能与弹力做功的关系的学习,由定性剖析到定量计算,逐渐深入,最后得出结论,并经过应用使学生领悟定律在解决实质问题时的优胜性。
本设计力争经过生活实例和物理实验 , 展现有关情形,激发学生的求知欲,引出对机械能守恒定律的研究 , 表现从“生活走向物理”的理念 , 经过成立物理模型, 由浅入深进行研究 , 让学生领悟科学的研究方法 , 并经过规律应用稳固知识 , 领会物理规律对生活实践的作用。
二、【学习目标】(一)知识和技术1.知道机械能的含义,理解物体动能和势能间的互相转变。
2.理解机械能守恒定律的内容和守恒条件。
3.能用机械能守恒定律剖析生活中的详细问题。
(二)过程与方法经过让学生剖析物理模型理解功能关系,培育学生剖析问题解决问题的能力。
(三)感情态度与价值观培育研究物理知识的兴趣和科学谨慎的态度。
三、【学习重难点】重点:机械能守恒定律的应用难点:机械能守恒定律合用条件的理解判断四、【教课过程】(一)复习回首指引学生回首复习以下三个问题,让学生作答。
1、动能,动能定理。
2、重力势能,重力做功与重力势能变化量之间的关系。
3、弹性势能,弹力做功与弹性势能变化量之间的关系。
设计企图:让学生对前方的知识进行再回首,再次领会做功和能量变化之间的关系,为本节课的学习做好铺垫。
(二)情境导入经过展现学生常有的物理模型,比如:小球在斜面上的转动以及物体对弹簧的挤压,领会功和能之间的转变,联合学生的预习状况引出本节课所要学习的内容 - 机械能。
必修教材2第七章第8课时教案:动能和动能定理

人教版物理必修教材②
1 mv 2 (其中速度 v 为即时速率),即物体动能等于物体质量与 2
学生活动 1 、学生阅 读教材,总结 教材的中心 思想,提炼主 要概念。
物体速度的二次方的乘积的一半。 注意: ①动能是标量,只有大小,没有方向。而且只有正,没有负。 ②单位:J。1kgm/s2=1Nm=1J ③动能是一个状态量,功是过程量。 ④动能与参照系有关,其大小与参照系的选取有关,高中阶段,一般取大地为 参照物。 ⑤动能与速度的关系: 数值关系:Ek =
人教版物理必修教材②
第 7 章《机械能守恒定律》 第 8 课时
教学课题:动能和动能定理
教学内容
动能和动能定理
知识与技能目标 正确理解动能的概念,会用动能的定义式计算动能;正确理解动能定理,知道动能 定理的适用条件,会用动能定理计算 能够从已学知识推导动能定理,领会动能定理的优越性,知道功与能的转化关系。 由功与能的转化思想了解唯物主义思想,学会尊重客观世界、掌握世界、改造世界 教学器材 教学难点 有关课件,常规教具 动能定理运用
2、动能定理
4 、理解动 能定理的表 达式,并会运 用动能定理 来解题
(1)内容:外力对物体所做的总功等于物体动能的增量
1 1 2 (2)表达式:∑W = Ek = mvt2 mv0 2 2
3、理解
(1)W 是所有外力对物体所做的总功,这些力对物体所做功的代数和等于物体 动能的增量。求解时可先求每个力所做的功再求代数和,也可以先将物体的外力进 行合成,求出合外力后,再求总功。 (2)功和能均与参照系的选取有关,所以动能定理也与参照系的选取有关。在高 中阶段一般选取大地做为参照物 (3)做功的过程是能量转化的过程,动能定理表达式中“=”的意义意味着“做 功引起物体动能的变化” (4)动能定理适用既于恒力做功也适用于变力做功 (5)动能定理既可以分段处理,也可全程处理问题 (6)动能定理既可以是单个物体,也可以是几个物体组成的系统。 4、利用动能定理解题步骤 ①选择参照系;②确定研究对象,进行正确的受力分析,求出各个力所做的功, 注意做功的正负;③确定研究过程的始末状态,对应的始末动能;④用动能定理列 方程求解。 注:由于动能定理不涉及时间,也不涉及物体的运动性质及中间过程的细节, 所以应用起来十分方便。 综合练习: 一学生用 100N 的力将质量为 0.5kg 的球以 8m/s 的速度沿水平方向踢 出 20m 远,求该学生对球所做的功。 分析:在踢出球的过程中,只有人做功,瞬间完成,不能直接求得。设在整个 过程中人对球做的功为 W 人,由动能定理,有 W 人= ∴W 人= 学生课堂完 成教材上课 后练习,然后 小组讨论。最 后上黑板展 示答案。
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,理解物体的动能和和势能之间是怎么相互转化的 2、 理解机械能守恒定律的主要内容和适用条件 3、 学会在具体问题中判定机械能是否守恒,运用机械能守恒定律分析实际问题。 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其适用条件的方法 2、初步掌握运用能量的转化传递和守恒来解析常见的物理现象和分析具体生活问题的 方法 教学目的 通过本节课对机械能守恒定律的学习, 培养同学对一些抽象概念的理解, 通过形象的教学方 式把一些属于抽象思维的概念的知识生动化, 实现形象思维和抽象思维的相互转化, 培养学 生善于观察、分析、探究、运用知识的学习态度和科学的学习价值观。 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、理解什么机械能守恒定律 2、 在具体的问题中判定机械能是否守恒,学会用数学表达式表示机械能守恒 教学难点 1、 从能量转化和功能关系出发理解机械能守恒具体需要什么条件 2、 正确判断研究对象在物理过程中的机械能是否守恒, 正确分析整个系统所具有的机 械能 三、 教学用具 多媒体、单摆、弹簧振子、光滑斜坡小车系统 四、 教学过程 (一) 、引入新课 打开 ppt 首页(有一个正在玩海盗船的人) ,让同学表述玩这个游戏时的感受,尤其是 从最高处下落时的速度感受。 [演示实验],用单摆模拟海盗船, 通过让学生观察单摆的运动, 合理引导学生回答运动过 程中能量转化的情况。 教师小结 物体在运动过程中,随着动能的增大,物体的势能减小,反之,动能减小,物体的势 能增加[用斜坡小车系统演示实验] 提出问题: 上述的运动过程中, 物体的动能和势能变化有什 么的规律呢?下面我们运用本节课的知识来详 1 细了解 mg (二) 、进入新课 mg 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 1
2019-2020年高一物理 7.8 机械能守恒定律教案 新人教版 (I)

2019-2020年高一物理 7.8 机械能守恒定律教案新人教版 (I)学习目标课标要求:1.知道什么是机械能,理解物体的动能和势能的相互转化2.知道机械能守恒定律及成立条件3.能利用机械能守恒定律解决实际问题重点:1. 机械能守恒定律及成立条件2. 机械能守恒定律解决实际问题难点:机械能守恒定律解决实际问题强化基础1.关于机械能守恒定律的理解,以下说法正确的是()A.只要有重力做功,机械能就守恒B.只要有弹力做功,机械能就守恒C.仅有重力做功时,机械能一定守恒D.只要合外力不做功,机械能就守恒2.汽车沿一斜坡向下行驶,通过刹车使速度逐渐减小,在刹车过程中()A.汽车的重力势能增加 B.汽车的机械能不守恒C.重力做负功 D.汽车的动能增加3.质量为m的物体,从静止开始以2g的加速度竖直向下运动h高度。
以下说法正确的是()A.物体的重力势能减少2mghB.物体的机械能保持不变C.物体的动能增加mghD.物体的机械能增加mgh4.如图所示,一质量为m的小球固定于轻质弹簧的一端,弹簧的另一端固定于O点处,将小球拉至A处,弹簧恰好无形变,由静止释放小球,它运动到O点正下方B点的速度为v,与A点的竖直高度差为h。
则( )A.由A至B小球重力做功大于B.由A至B小球重力势能减少C.由A至B小球克服弹力做功为D.小球到达位置B时,弹簧的弹性势能为5.美国的NBA篮球赛非常精彩,吸引了众多观众。
经常能看到这样的场面:在终场前0.1 s的时刻,运动员把球投出且准确命中,获得比赛的最后胜利。
已知球的质量为m,运动员将篮球投出,球出手时的高度为h1、动能为E k,篮筐距地面高度为h2,不计空气阻力。
则篮球进筐时的动能为( ) A.E k+mgh2-mgh1B. E k+mgh1-mgh2C.mgh1+mgh2-E k D.mgh2-mgh1-E k6.在离地面4m高处以10m/s的速度将质量为1kg的物体竖直向上抛出,若忽略空气阻力,以地面为零势能面(g取10 m/s2),则(1)物体下落到地面时的动能是多少?(2)上升过程中在何处重力势能和动能相等?7.如图所示,光滑轨道顶端高为h,底端通过小段圆弧与半径为R的光滑圆形轨道连接,整个轨道和斜面都在竖直平面内。
高一物理《机械能守恒定律》说课稿

高一物理《机械能守恒定律》说课稿高一物理《机械能守恒定律》说课稿作为一名教学工作者,总不可避免地需要编写说课稿,说课稿有助于教学取得成功、提高教学质量。
怎么样才能写出优秀的说课稿呢?下面是小编为大家整理的高一物理《机械能守恒定律》说课稿,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助。
高一物理《机械能守恒定律》说课稿1一、说教材(过渡句:教材是进行教学的评判凭据,是学生获取知识的重要来源。
首先,我对本节教材进行一定的分析。
)《机械能守恒定律》选自高中物理人教版必修2第七章第8节,本节课的主要内容是机械能的定义及机械能守恒定律。
学生已经知道了重力、弹力及合外力做功对能量的影响,但是如果这三种能量都参与转化,会出现怎样的情况,这是学生亟待解决的问题,本节课中机械能守恒定律的建立已经到了“水到渠成”的时候;其次,本节课的学习也为下节学习能量守恒定律夯实基础。
因此,本节课就本章内容而言,有着举足轻重的地位。
二、说学情(过渡句:学生是学习的主人,学生已有的知识结构和认知水平,是教师授课的依据与出发点。
)我所面对的是高一学生,他们在初中已经学习过有关机械能的基本概念,对机械能并不陌生,接受起来相对轻松。
通过前几节内容的学习,学生对机械能这一概念较初中也有了更深的认识,在此基础上学习机械能守恒定律会更容易些。
三、说教学目标(过渡句:新课标指出,教学目标应包括知识与技能,过程与方法,情感态度与价值观这三个方面,而这三维目标又应是紧密联系的一个有机整体,这告诉我们,在教学中应以知识与技能为主线,渗透情感态度价值观,并把前面两者充分体现在过程与方法中。
因此,我将三维目标进行整合,确定本节课的教学目标为)【知识与技能目标】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。
【过程与方法目标】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。
高中物理 人教版必修2 第七章 第8节 机械能守恒定律 教学设计、教案
第8节机械能守恒定律1.知道机械能的各种形式,能够分析它们之间的相互转化问题.2.能够推导出机械能守恒定律.(难点)3.理解机械能守恒的条件,会根据这一条件判断机械能是否守恒,能运用机械能守恒定律分析解决有关问题.(重点)一、动能与势能的相互转化1.动能与势能的相互转化(1)在只有重力做功时,动能与重力势能间发生相互转化.(2)在只有弹力做功时,动能与弹性势能间发生相互转化.2.机械能:机械能是重力势能、弹性势能和动能的总称,通过重力或弹力做功,机械能可以从一种形式转化为另一种形式.二、机械能守恒定律1.内容:在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能与势能可以互相转化,而总的机械能保持不变.2.表达式:E k2+E p2=E k1+E p1或E2=E1.判一判(1)通过重力做功,动能和重力势能可以相互转化.( )(2)弹性势能发生了改变,一定有弹力做功.( )(3)运动的物体,机械能可能为负值.( )(4)除受重力、弹力外还受其他力,机械能一定不守恒.( )(5)合力为零,物体的机械能一定守恒.( )(6)合力做功为零,物体的机械能一定守恒.( )(7)只有重力做功,物体的机械能一定守恒.( )提示:(1)√(2)√(3)√(4)×(5)×(6)×(7)√做一做如图所示,一小球自A点由静止自由下落,到B点时与弹簧接触,到C点时弹簧被压缩到最短.若不计弹簧质量和空气阻力,在小球由A→B→C的过程中,小球的重力势能、动能及机械能如何变化.提示:重力势能减小动能先增大后减小机械能先不变后减小想一想毛泽东的诗词中曾写到“一代天骄成吉思汗,只识弯弓射大雕”.试分析成吉思汗在弯弓射雕过程中,涉及机械能中哪些能量之间的转化?提示:箭被射出过程中,弹性势能转化为箭的动能;箭上升过程中,动能向重力势能转化;下落过程中,重力势能又向动能转化.机械能守恒的判断1.对机械能守恒条件的理解(1)物体只受重力,只发生动能和重力势能的相互转化,如自由落体运动、抛体运动等.(2)只有弹力做功,只发生动能和弹性势能的相互转化.如在光滑水平面上运动的物体碰到一个弹簧,和弹簧相互作用的过程中,对物体和弹簧组成的系统来说,机械能守恒.(3)物体既受重力,又受弹力,重力和弹力都做功,发生动能、弹性势能、重力势能的相互转化,如自由下落的物体落到竖直的弹簧上和弹簧相互作用的过程中,对物体和弹簧组成的系统来说,机械能守恒.(4)除受重力或弹力外,还受其他力,但其他力不做功,或其他力做功的代数和为零.如物体在沿斜面的拉力F的作用下沿斜面向下运动,其拉力的大小与摩擦力的大小相等,在此运动过程中,其机械能守恒.如果物体或系统的机械能发生变化,必定有除重力和系统内的弹力之外的其他力做功.2.判断机械能是否守恒的方法(1)利用机械能的定义判断(直接判断):若物体动能、势能均不变,机械能不变.若一个物体动能不变、重力势能变化,或重力势能不变、动能变化或动能和重力势能同时增加(或减小),其机械能一定变化.(2)用做功判断:若物体或系统只有重力(或弹簧的弹力)做功,虽受其他力,但其他力不做功,机械能守恒.(3)用能量转化来判断:若物体系统中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化,则物体系统机械能守恒.(4)对多个物体组成的系统,除考虑外力是否只有重力做功外,还要考虑系统内力做功,如有滑动摩擦力做功时,因有摩擦热产生,系统机械能将有损失.(5)对一些绳子突然绷紧、物体间发生永久形变等问题机械能一般不守恒,除非题中有特别说明或暗示.命题视角1单个物体的机械能守恒判断(多选)如图所示,一轻质弹簧一端固定于O点,另一端系一重物,将重物从与悬点O在同一水平且弹簧保持原长的A点无初速度地释放,让它自由摆下,不计空气阻力,在重物从A点摆向最低点B的过程中,下列说法中正确的是( )A.重物的重力势能减小B.重物的动能增大C.重物的机械能不变D.重物的机械能减小[解析]重物从A点释放后,在从A点向B点运动的过程中,重物的重力势能逐渐减小,动能逐渐增大,弹簧逐渐被拉长,即弹簧的弹性势能逐渐增大,所以重物减小的重力势能一部分转化为重物的动能,另一部分转化为弹簧的弹性势能,对重物来说,它的机械能减小,故正确选项为A、B、D.[答案]ABD命题视角2系统的机械能守恒判断(多选)如图所示,下列关于机械能是否守恒的判断正确的是( )A.甲图中,物体A将弹簧压缩的过程中,A机械能守恒B.乙图中,A置于光滑水平面,物体B沿光滑斜面下滑,物体B机械能守恒C.丙图中,不计任何阻力时A加速下落,B加速上升过程中,A、B组成的系统机械能守恒D.丁图中,小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时,小球的机械能守恒[思路点拨] 判断机械能是否守恒的关键:一是注意系统的选择;二是看系统内重力、弹力之外的力是否做功.[解析]甲图中重力和弹簧弹力做功,系统机械能守恒,但弹簧的弹性势能增加,A的机械能减少,A错;B物体下滑,B对A的弹力做功,A的动能增加,B的机械能减少,B错;丙图中A、B组成的系统只有重力做功,机械能守恒,C对;丁图中小球受重力和拉力作用,但都不做功,小球动能不变,机械能守恒,D对.[答案]CD判断机械能是否守恒应注意的问题(1)物体在共点力作用下所受合外力为0是物体处于平衡状态的条件.物体受到的合外力为0时,它一定处于匀速直线运动状态或静止状态,但物体的机械能不一定守恒.(2)合外力做功为0是物体动能不变的条件.合外力对物体不做功,它的动能一定不变,但它的机械能不一定守恒.(3)只有重力做功或系统内弹簧类弹力做功是机械能守恒的条件.只有重力对物体做功时,物体的机械能一定守恒;只有重力或系统内弹簧类弹力做功时,系统的机械能一定守恒.【通关练习】1.关于机械能守恒,下列说法中正确的是( )A.物体做匀速运动,其机械能一定守恒B.物体所受合力不为0,其机械能一定不守恒C.物体所受合力做功不为0,其机械能一定不守恒D.物体沿竖直方向向下做加速度为5 m/s2的匀加速运动,其机械能减少解析:选D.物体做匀速运动其动能不变,但机械能可能变,如物体匀速上升或下降,机械能会相应地增加或减少,选项A错误;物体仅受重力作用,只有重力做功时,物体的机械能守恒,选项B、C错误;物体沿竖直方向向下做加速度为5 m/s2的匀加速运动时,物体一定受到一个与运动方向相反的力的作用,此力对物体做负功,物体的机械能减少,故选项D 正确.2.木块静止挂在绳子下端,一子弹以水平速度射入木块并留在其中,再与木块一起共同摆到一定高度如图所示,从子弹开始射入到共同上摆到最大高度的过程中,下列说法正确的是( )A.子弹的机械能守恒B.木块的机械能守恒C.子弹和木块总机械能守恒D.子弹和木块上摆过程中机械能守恒解析:选D.子弹射入木块过程,系统中摩擦力做负功,机械能减少;而共同上摆过程,系统只有重力做功,机械能守恒.综上所述,整个过程机械能减少,减少部分等于克服摩擦力做功产生的热量.对机械能守恒定律的应用1.定律的表达式及意义(1)从能量守恒的角度:E1=E2或ΔE=E2-E1=0,前者表示前、后两状态的机械能相等,后者表示系统的机械能没变化.(2)从能量转化的角度:ΔE k=-ΔE p或ΔE p=-ΔE k.前者表示系统增加的动能等于减少的势能,后者表示系统增加的势能等于减少的动能.(3)从机械能转移的角度:ΔE A=-ΔE B或ΔE B=-ΔE A,前者表示系统内物体A增加的机械能等于物体B减少的机械能,后者表示物体B机械能的增加量等于物体A机械能的减少量.2.应用机械能守恒定律解题的一般思路应用机械能守恒定律时,相互作用的物体间的力可以是变力,也可以是恒力,而且只涉及物体系统的初、末状态,使处理问题得到简化,应用的基本思路如下:(1)选取研究对象——系统或物体.(2)对研究对象进行受力、做功分析,判断机械能是否守恒.(3)恰当地选取参考平面,确定研究对象初、末状态时的机械能.(4)选取恰当的机械能守恒定律的表达式,列式求解.命题视角1单个物体的机械能守恒如图所示,质量为m的小物块在粗糙水平桌面上做直线运动,经距离l后以速度v飞离桌面,最终落在水平地面上.已知l=1.4 m,v=3.0 m/s,m=0.10 kg,物块与桌面间的动摩擦因数μ=0.25,桌面高h=0.45 m.不计空气阻力,重力加速度g取10 m/s2.求:(1)小物块落地点距飞出点的水平距离s;(2)小物块落地时的动能E k;(3)小物块的初速度大小v0.[思路点拨] 解答本题时应把握以下两点:(1)小物块飞离桌面后做平抛运动,机械能守恒,根据平抛运动规律和机械能守恒定律求解小物块飞过的水平距离和落地时的动能;(2)小物块在桌面上运动时摩擦力做负功,根据动能定理求解小物块的初速度.[解析](1)小物块飞离桌面后做平抛运动,根据平抛运动规律,有竖直方向:h=122gt水平方向:s =v t解得水平距离s =v 2h g =0.90 m. (2)小物块从飞离桌面到落地的过程中机械能守恒,根据机械能守恒定律可得小物块落地时的动能为E k =12m v 2+mgh =0.90 J. (3)小物块在桌面上运动的过程中,根据动能定理,有-μmg ·l =12m v 2-12m v 20 解得小物块的初速度大小v 0=2μg l +v 2=4.0 m/s.[答案] (1)0.90 m (2)0.90 J (3)4.0 m/s命题视角2 多个物体的机械能守恒问题如图所示,质量不计的轻杆一端安装在水平轴O 上,杆的中央和另一端分别固定一个质量均为m 的小球A 和B (可以当作质点),杆长为l ,将轻杆从静止开始释放,不计空气阻力.当轻杆通过竖直位置时,求:小球A 、B 的速度各是多少?[思路点拨] A 球和B 球单独随轻杆在空间转动时它们运动的快慢程度是不同的,即A 、B 球和轻杆一起转动的过程中,轻杆对A 、B 球做功,因此两球机械能均不守恒,但以A 、B (包括轻杆)作为一个系统,只有小球的重力和系统弹力做功,系统机械能守恒.[解析] 对A 、B (包括轻杆)组成的系统,由机械能守恒定律-ΔE p =ΔE k 得mg l 2+mgl =12m v 2A +12m v 2B ① 又因A 、B 两球的角速度ω相等,则v A =ωl 2② v B =ωl③联立①②③式,代入数据解得v A =35gl ,v B =235gl . [答案]35gl 235gl应用机械能守恒定律和动能定理解题时的注意事项(1)机械能守恒定律的成立是有条件的,如果不满足机械能守恒的条件,则不能用该规律解题;(2)机械能守恒定律的研究对象既可以是单一物体,也可以是几个物体组成的系统,而动能定理在高中阶段只要求对单一物体使用;(3)机械能守恒定律只考虑两个不同状态的动能、势能即可,但动能定理必须考虑做功过程及两个不同状态的动能,无需考虑势能.【通关练习】1.(多选)如图所示,A 、B 、C 、D 四图中的小球以及小球所在的左侧斜面完全相同,现从同一高度h 处由静止释放小球,使之进入右侧不同的竖直轨道:除去底部一小段圆弧,A 图中的轨道是一段斜面,高度大于h ;B 图中的轨道与A 图中的轨道相比只是短了一些,且斜面高度小于h ;C 图中的轨道是一个内径略大于小球直径的管道,其上部为直管,下部为圆弧形,与斜面相连,管的高度大于h ;D 图中的轨道是个半圆形轨道,其直径等于h .如果不计任何摩擦阻力和拐弯处的能量损失,小球进入右侧轨道后能到达h 高度的是( )解析:选AC.A 图中小球沿轨道上滑直到速度为零,由于机械能守恒,因此小球能上升到h 高度,A 正确;B 图中,小球到达轨道顶端后离开轨道做斜上抛运动,到达抛物线最高点时速度不为零,因此动能不为零,则小球不能上升到h 高度,B 错误;C 图中小球沿竖直管向上运动,直到速度减小到零,小球可上升到h 高度,C 正确;D 图中小球进入圆轨道后做圆周运动,能达到最高点的条件是在最高点时重力等于向心力,即mg =m v 2R,动能不能为零,所以D 错误.2.如图,可视为质点的小球A 、B 用不可伸长的细软轻线连接,跨过固定在地面上半径为R 的光滑圆柱,A 的质量为B 的两倍.当B 位于地面时,A恰与圆柱轴心等高.将A 由静止释放,B 上升的最大高度是( )A .2RB .5R 3C .4R 3D .2R 3解析:选C.运用机械能守恒定律:当A 下落到地面前,对A 、B 整体有:2mgR -mgR =12×2m v 2+12m v 2,A 落地后,对B 球有12m v 2=mgh ,解得h =R 3,即A 落地后B 还能再升高R 3,上升的最大高度为43R ,故选项C 正确,A 、B 、D 错误.[随堂检测] 1.在下列几种运动中,遵守机械能守恒定律的有( )A .雨点匀速下落B .平抛运动C .汽车刹车时的运动D .物体沿斜面匀速下滑解析:选B.机械能守恒的条件是只有重力做功.A 中除重力外,有阻力做功,机械能不守恒;B 中只有重力做功,机械能守恒;C 中有阻力做功,机械能不守恒;D 中物体除受重力外,有阻力做功,机械能不守恒.2.如图,半圆形光滑轨道固定在水平地面上,半圆的直径与地面垂直.一小物块以速度v 从轨道下端滑入轨道,并从轨道上端水平飞出,小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关,此距离最大时对应的轨道半径为(重力加速度大小为g )( )A .v 216gB .v 28gC .v 24g D .v 22g解析:选B.设轨道半径为R ,小物块从轨道上端飞出时的速度为v 1,由于轨道光滑,根据机械能守恒定律有mg ×2R =12m v 2-12m v 21,小物块从轨道上端飞出后做平抛运动,对运动分解有:x =v 1t ,2R =12gt 2,求得x =-16⎝⎛⎭⎫R -v 28g 2+v 44g 2,因此当R -v 28g =0,即R =v 28g 时,x 取得最大值,B 项正确,A 、C 、D 项错误.3.取水平地面为重力势能零点.一物块从某一高度水平抛出,在抛出点其动能与重力势能恰好相等.不计空气阻力.该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为( )A .π6B .π4C .π3D .5π12解析:选B.设物块水平抛出的初速度为v 0,高度为h ,由题意知12m v 20=mgh ,即v 0=2gh .物块在竖直方向上的运动是自由落体运动,故落地时的竖直分速度v y =2gh =v x =v 0,则该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角θ=π4,故选项B 正确,选项A 、C 、D 错误. 4.如图所示,长为L 的轻绳一端固定于O 点,另一端系一质量为m 的小球.现将绳水平拉直,让小球从静止开始运动,重力加速度为g ,当绳与竖直方向的夹角α=30°时,小球受到的合力大小为( )A .3mgB .132mgC .32mgD .(1+3)mg解析:选B.由机械能守恒定律可知,在与竖直方向夹角为30°时,mgL cos α=12m v 2,结合圆周运动向心力公式F 向=m v 2L =3mg ,沿轻绳方向,F 向=F T -mg cos α,解得F T =332mg ,由正交分解法把轻绳拉力及重力在水平、竖直方向分解,水平方向的合力为F T sin α=334mg ,竖直方向的合力为F T cos α-mg =54mg ,由勾股定理可知,选项B 正确. 5.如图所示,在光滑的水平桌面上放置一根长为l 的链条,链条沿桌边挂在桌外的长度为a ,链条由静止开始释放,求链条全部离开桌面时的速度是多少?解析:当链条从图示位置到全部离开桌面的过程中,原来桌面上的那段链条重心下降的距离为l -a 2,挂在桌边的那段链条重心下降的距离为l -a ,设链条单位长度的质量为m ′,链条总的质量为m =lm ′,则ΔE k =ΔE p ,即m ′(l -a )g l -a 2+m ′ag (l -a )=12lm ′v 2,解得v = (l 2-a 2)g l.答案: (l 2-a 2)g l6.如图所示,质量为m =2 kg 的小球系在轻弹簧的一端,另一端固定在悬点O 处,将弹簧拉至水平面位置A 处,且弹簧处于自然状态,由静止释放,小球到达距O 点下方h =0.5 m 处的B 点时速度为v =2 m/s .求小球从A 运动到B 的过程中弹簧的弹力做的功.(g 取10 m/s 2)解析:小球在由A 至B 的过程中,只受重力和弹力作用,故系统的机械能守恒.以B 点为参考平面,则在初状态A ,系统的动能E k1=0重力势能E p1=mgh机械能E 1=E k1+E p1=mgh在末状态B ,系统的动能E k2=m v 22设(弹性)势能为E p2,机械能为E 2=E k2+E p2=m v 22+E p2 对系统在运动过程的初、末状态,由机械能守恒定律有mgh =m v 22+E p2 所以E p2=mgh -m v 22=2×10×0.5 J -2×222J =6 J 因为弹性势能增加,弹簧的弹力做负功,故弹簧的弹力做的功为-6 J .答案:-6 J[课时作业]一、单项选择题1.下列运动过程满足机械能守恒的是( )A .电梯匀速下降过程B .起重机吊起重物过程C .物体做自由落体运动过程D .考虑阻力条件下滑雪者沿斜面下滑过程解析:选C.机械能守恒的条件是只有重力做功,只发生动能和势能的转化,电梯匀速下降过程中,重力做正功,拉力做负功,机械能减少,A 错误;起重机吊起重物过程,重力做负功,拉力做正功,机械能增加,B 错误;物体做自由落体运动过程,只有重力做功,机械能守恒,C 正确;考虑阻力条件下滑雪者沿斜面下滑过程,重力做正功,支持力不做功,滑动摩擦力做负功,机械能减少,D 错误.2.如图所示,将一个内、外侧均光滑的半圆形槽置于光滑的水平面上,槽的左侧有一竖直墙壁.现让一小球自左端槽口A点的正上方由静止开始下落,从A点与半圆形槽相切进入槽内,则下列说法正确的是( )A.小球在半圆形槽内运动的全过程中,只有重力对它做功B.小球从A点向半圆形槽的最低点运动的过程中,小球处于失重状态C.小球从A点经最低点向右侧最高点运动的过程中,小球与槽组成的系统机械能守恒D.小球从下落到从右侧离开槽的过程机械能守恒解析:选C.小球从A点向半圆形槽的最低点运动的过程中,半圆形槽有向左运动的趋势,但是实际上没有动,整个系统只有重力做功,所以小球与槽组成的系统机械能守恒.而小球过了半圆形槽的最低点以后,半圆形槽向右运动,由于系统没有其他形式的能量产生,满足机械能守恒的条件,所以系统的机械能守恒.小球从开始下落至到达槽最低点前,小球先失重,后超重.当小球向右上方滑动时,半圆形槽也向右移动,半圆形槽对小球做负功,小球的机械能不守恒.综合以上分析可知选项C正确.3.如图所示,A、B两球的质量相同,A球系在不可伸长的绳上,B球固定在轻质弹簧上,把两球都拉到水平位置(绳和弹簧均拉直且为原长),然后释放.当小球通过悬点O正下方的C点时,弹簧和绳子等长,则此时( )A.A、B两球的动能相等B.A球重力势能的减少量大于B球重力势能的减少量C.A球所在系统的机械能大于B球所在系统的机械能D.A球的速度大于B球的速度解析:选D.A球运动过程中,仅有重力对其做功,B球运动过程中,仅有重力和弹簧弹力对其做功,故A、B球所在系统的机械能均守恒.以过C的水平面为零势能面,A、B球在运动过程中重力做功相同,重力势能的减少量相同,但B球有一部分重力势能转化为弹簧的弹性势能,所以到达C点时A球的动能大,速度大,只有D正确.4.将物体从地面竖直上抛,如果不计空气阻力,物体能够达到的最大高度为H.当物体在上升过程中的某一位置,它的动能是重力势能的3倍,则这一位置的高度是( ) A.2H/3 B.H/2C.H/3 D.H/4解析:选D.物体在运动过程中机械能守恒,设动能是重力势能的3倍时的高度为h,取地面为零势能面,则有mgH=E k+mgh,即mgH=4mgh,解得:h=H/4,故D正确.5.如图所示,竖直立在水平地面上的轻弹簧,下端固定在地面上,将一个金属球放置在弹簧顶端(球与弹簧不拴接),并用力向下压球,使弹簧压缩(在弹性限度内)一定程度后,用竖直细线把弹簧拴牢.现突然烧断细线,球将被弹起,脱离弹簧后能继续向上运动,那么从细线被烧断到金属球刚脱离弹簧的过程中,下列说法正确的是( )A.金属球的机械能守恒B.金属球的动能一直在减少,而机械能一直在增加C.在刚脱离弹簧的瞬间金属球的动能最大D.金属球的动能与弹簧的弹性势能之和一直在减少解析:选D.烧断细线后,开始的一段时间内,弹簧弹力大于金属球的重力,金属球向上做加速运动,当弹簧的弹力小于金属球的重力后,金属球向上做减速运动,因此当重力与弹力相等时,金属球的速度最大,在整个运动过程中,金属球、弹簧组成的系统机械能守恒,金属球向上运动的过程中,弹簧的弹性势能减少,金属球的机械能一直增加,故选项A、B、C错误;金属球与弹簧组成的系统机械能守恒,金属球的动能、重力势能、弹簧的弹性势能之和保持不变,金属球向上运动的过程中,金属球的重力势能一直增加,所以金属球的动能和弹簧的弹性势能之和一直减少,选项D正确.6.如图所示,有一内壁光滑的闭合椭圆形管道,置于竖直平面内,MN是通过椭圆中心O点的水平线.已知一小球从M点出发,初速率为v0,沿管道MPN运动,到N点的速率为v1,所需时间为t1;若该小球仍由M点以初速率v0出发,而沿管道MQN运动,到N点的速率为v2,所需时间为t2,则( ) A.v1=v2,t1>t2B.v1<v2,t1>t2C.v1=v2,t1<t2D.v1<v2,t1<t2解析:选A.由于椭圆形管道内壁光滑,小球不受摩擦力作用,因此小球从M到N的过程机械能守恒,由于M、N在同一高度,根据机械能守恒定律可知,小球在M、N点的速率相等,选项B、D错误;小球沿MPN运动的过程中,速率先减小后增大,而沿MQN运动的过程中,速率先增大后减小,两个过程运动的路程相等,到N点速率都为v0,根据速率随时间变化关系图象(如图所示)可知,由于两图象与时间轴所围面积相等,因此t 1>t 2,选项A 正确,C 错误.7.如图甲所示,一个小环套在竖直放置的光滑圆形轨道上做圆周运动.小环从最高点A 滑到最低点B 的过程中,其线速度大小的平方v 2随下落高度h 变化的图象可能是图乙所示四个图中的( )A .①②B .③④C .③D .④解析:选A.设小环在A 点的速度为v 0,由机械能守恒定律得-mgh +12m v 2=12m v 20,得v 2=v 20+2gh ,可见v 2与h 是线性关系,若v 0=0,②正确;若v 0≠0,①正确,故正确选项是A.二、多项选择题8.如图所示装置中,木块与水平桌面间的接触面是光滑的,子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内,将弹簧压缩到最短,则从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中( )A .子弹与木块组成的系统机械能守恒B .子弹与木块组成的系统机械能不守恒C .子弹、木块和弹簧组成的系统机械能守恒D .子弹、木块和弹簧组成的系统机械能不守恒解析:选BD.从子弹射入木块到木块将弹簧压缩至最短的整个过程中,由于存在机械能与内能的相互转化,所以对整个系统机械能不守恒.对子弹和木块,除摩擦生热外,还要克服弹簧弹力做功,故机械能也不守恒.9.如图所示,在两个质量分别为m 和2m 的小球a 和b 之间,用一根轻质细杆连接,两小球可绕过轻杆中心的水平轴无摩擦转动,现让轻杆处于水平位置,静止释放小球后,重球b 向下转动,轻球a 向上转动,在转过90°的过程中,以下说法正确的是( )A .b 球的重力势能减少,动能增加B .a 球的重力势能增加,动能减少C .a 球和b 球的机械能总和保持不变D .a 球和b 球的机械能总和不断减小。
《机械能守恒定律》教案
一、教学目标:1. 让学生了解机械能守恒定律的定义及其在实际问题中的应用。
2. 培养学生运用物理学知识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、归纳的能力。
二、教学内容:1. 机械能守恒定律的定义及表达式。
2. 机械能守恒定律的应用举例。
3. 实验探究:验证机械能守恒定律。
三、教学重点与难点:1. 重点:机械能守恒定律的定义、表达式及其应用。
2. 难点:机械能守恒定律在复杂情境中的应用,实验数据的处理与分析。
四、教学方法:1. 采用问题驱动法,引导学生主动探究机械能守恒定律。
2. 利用多媒体课件,直观展示机械能守恒定律的应用场景。
3. 开展实验活动,让学生亲身体验机械能守恒现象。
4. 运用小组讨论法,培养学生的合作与交流能力。
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及其守恒现象。
2. 讲解:介绍机械能守恒定律的定义、表达式,并举例说明其在实际问题中的应用。
3. 实验:安排学生进行“验证机械能守恒定律”的实验,指导学生正确操作、测量数据。
4. 分析:引导学生运用物理学知识分析实验数据,验证机械能守恒定律。
5. 总结:对本节课的内容进行总结,强调机械能守恒定律的重要性。
6. 作业:布置一些有关机械能守恒定律的应用题,巩固所学知识。
7. 课后反思:鼓励学生反思本节课的学习过程,提出疑问,为下一节课的学习做好准备。
六、教学评价:1. 通过课堂提问、作业批改等方式,了解学生对机械能守恒定律的基本概念和应用的掌握情况。
2. 结合实验报告,评估学生在实验操作、数据处理和分析能力方面的表现。
3. 利用课后反思,收集学生对教学过程的建议和意见,不断优化教学方法。
七、教学资源:1. 多媒体课件:用于展示机械能守恒定律的原理和应用案例。
2. 实验器材:如弹簧测力计、重物、光滑斜面等,用于验证机械能守恒定律。
3. 练习题库:提供不同难度的练习题,满足学生的个性化学习需求。
物理人教版 第七章第八节 机械能守恒定律教案
资源信息表第七章第8节机械能守恒定律一、教学任务分析机械能守恒定律是中学物理学习中最为重要且要求最高的几个学习内容之一,同时也是以后学习能量守恒的基础;作为普通高中学生学习本节课需要以动能、势能、功和能的关系、等为知识基础,进一步找出机械能守恒定律成立的条件。
本设计从游乐场的高架滑车引入,在发现动能和重力势能可以相互转化之后,推导出在任意位置机械能相等,通过对四种运动的过程中机械能是否守恒的研究,得出机械能守恒定律及其条件。
最后运用机械能守恒定律解决简单的问题,加深对机械能守定律的理解。
本设计注重概念规律的形成过程,并且强调学生的参与。
在逐步形成概念规律的过程中,学生经历了学习、研究物理的一般方法,在运用物理规律解决社会生活中的问题的过程中体验学以致用的快乐并感悟物理与社会生活的紧密联系。
二、教学目标1.知识与技能(1)复述机械能的概念,会利用概念简单计算。
(2)理解机械能守恒定律及其条件:复述机械能守恒定律的内容和表达式,简单的条件判断。
(3)学会用利用数学演绎的方法推导机械能守恒定律。
2.过程与方法(1)通过对机械能守恒定律的理论推导,感受学习和研究物理的科学方法。
(2)通过对机械能守恒条件的归纳,经历在不同的现象中寻找共性的研究方法。
3.情感、态度与价值观(1)通过在几种不同运动的研究基础上建立机械能守恒定律的过程,增强严谨的科学态度。
(2)通过教师引导下的推导机械能守恒定律的过程,激发学习的积极性、能动性。
(3)在运用机械能守恒定律解决实际问题的过程中,体验学有所得的快乐,并感悟物理与社会生活的紧密联系。
三、教学重点与难点重点:理解机械能守恒定律及其条件难点:归纳出只有重力做功是机械能守恒的条件四、教学资源1.器材:演示实验:过山车轨道模型学生实验:橡皮筋、重物等2.课件:视频(高架滑车)五、教学设计思路本设计的内容包括三个方面:一是建立机械能的概念,二是推导归纳出机械能守恒定律,三是应用机械能守恒定律解决简单问题。
7-8-2 机械能守恒定律的应用-高中物理课件(人教版必修二)
(2)系统间的相互作用力做功,不能使其它形式的能参与和机械能的 转换。系统内物体的重力所做的功不会改变系统的机械能。
系统间的相互作用力分为三类: 刚体产生的弹力:比如轻绳的弹力,斜面的弹力,轻杆产生的弹
则 Ek1 , 0
Ek
2
, 1
2
mv2
Ep1, mgl(1 cos ) Ep2 0
由于该运动过程机械能守恒,则 Ek2 Ek1 Ep1 Ep2
解得 v 2gl(1 cos )
【例】以10m/s的速度将质量为m的物体竖直上抛出,则: ⑴物体上升的最大高度是多少? ⑵上升时在何处重力势能和动能相等?(阻力忽略)
新课标导学
几种常见的机械能守恒的物理模型
必修② · 人教版
物理情境
做抛体运动的物体(不计空气阻力)
如图,不计空气阻力,小球来回摆动 过程
研究对象 物体
做功或能量转化情况 只有重力做功
结论 运动过程中物体的机械能守恒
小球
只有重力做功(绳的拉力不做功) 小球摆动过程中,机械能守恒
如图,不计空气阻力,小球来回摆动 过程
分析:对M、m和细绳所构成的系统,受到外界四个力的作用。 它们分别是:M所受的重力Mg,m所受的重力mg,斜面对M的支持力N, 滑轮对细绳的作用力F。
M、m的重力做功不会改变系统的机械能,支持力N垂直于M的 运动方向对系统不做功,滑轮对细绳的作用力由于作用点没有位移 也对系统不做功,所以满足系统机械能守恒的外部条件,系统内部 的相互作用力是细绳的拉力,拉力做功只能使机械能在系统内部进 行等量的转换也不会改变系统的机械能,故满足系统机械能守恒的 外部条件。
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2019-2020学年高中物理第七章机械能守恒定律第8节机械能守恒定
律教案2新人教版必修2
【课程标准分析】本节是规律教学课,在本章中处于核心地位,使前面各节内容的综合,同时又是下节能量守恒定律的基础。
根据新课标的要求,这节课要让学生掌握规律,同时还要引导学生积极主动学习,贯彻“学为主体,教为主导”的教学思想。
主导作用表现在,组织课堂教学,激发学习动机;提供问题背景,引导学生学习;注意评价学生的学习,促进积极思考,主动获取知识。
主体作用体现在,学生通过对生活实例和物理实验的观察,产生求知欲,主动探究机械能守恒定律的规律;通过探究,提高学生的推理能力,形成科学的思维方法,并通过规律的应用巩固知识,逐步掌握运用能量转化与守恒的思想来解释物理现象,体会科学探究中的守恒思想。
【教材分析】本节内容是本章的重点内容,它既是对前面的几节内容的总结,也是对能量守恒定律的铺垫。
通过本节的学习,学生对功是能量转化的量度会有更加深刻的理解,也对从不用角度处理力学问题有了深刻的体会。
通过学习,学生不难掌握机械能守恒的内容和表达式,但对具体问题中机械能守恒条件是否满足的判断还有一定的困难。
【教法学法分析】机械能守恒定律的得出、含义、适用条件是本节的重点,教学中用演示实验法,使学生有身临其境质感,为新知识的学习建立感知基础;机械能守恒的适用条件是本节的难点,通过“启发法、演示实验法、举例法、归纳法、演绎推导法”让学生分析受力情况及物理情景,分析物体运动时发生动能和势能相互转化时什么力做功。
从感知认识上升到理论,从而形成物理概念,通过理论推导得出物理规律;培养学生的观察、分析、归纳问题的能力、和利用数学进行演绎推导的能力。
【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,知道它的含义和适用条件。
3.在具体问题中,判定机械能是否守恒,并能列出机械能守恒的方程式
过程与方法:
1.通过科学探究机械能的过程,对物理现象(动能和势能的转化)的分析提出假设,再进
行理论推导的物理研究方法;
2.经历归纳概括“机械能守恒条件”的过程,体会归纳的思想方法;
情感态度价值观:
1.通过有趣的演示实验,激发学生的学习热情,体会科学的魅力
2.通过机械能守恒定律,感悟自然界的守恒思想,体会自然的对称美、自然美。
【重点】
1.掌握机械能守恒定律的建立、推导过程,理解机械能守恒定律的内容。
2.在具体问题中能判断机械能是否守恒,并能列出定律的数学表达式。
【难点】
1.从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒定律的条件。
2.能正确判断研究对象在所经历过程中机械能是否守恒。
【教学过程】
投影:如图所示:物体沿光滑曲面滑下,在下滑过程中任意选取两个位置
面为参考平面,当物体经过位置
能为E k1,重力势能E p1;
E,重力势能E。
在只有重力做功的情况下,机械能是守恒的;同样作为势能的弹性势能,是不是在
教学板书:
7.8机械能守恒定律
一. 动能和势能可以相互转化
机械能: E=Ek+EP
二. 机械能守恒定律:在只有重力或系统内弹力做功的物体系统内,动能和弹性势能可以相互转化,而总的机械能保持不变。
两种表达式:
①状态式
②过程式
2
2
2
1
2
12
1
2
1
mgh
mv
mgh
mv+
=
+
22 1221
11
22 mgh mgh mv mv -=-
三.守恒条件:
(1)从做功角度:只有重力或系统内弹力做功; (2)从能量的角度:系统内只有动能和势能相互转化.。