机械能守恒定律导学案
8.4机械能守恒定律导学案
第八章机械能守恒定律8.4 机械能守恒定律1．知道机械能的概念，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，并能列出机械能守恒的方程式。
一、伽利略在斜面实验中(如图所示)，发现一个启发性的事实：无论斜面陡些或缓些，小球最后总会在斜面上的某点速度变为0，这点距斜面底端的竖直高度与它出发时的高度__________．在物理学中，我们把这一事实说成是“某个量是________的”，并且把这个量叫做________或______．在小球沿斜面滚下的过程中，高度减小了，相应的________减少，而物体的速度变大，________增加；当小球沿斜面升高时，会变慢，因而______减少，但它的高度在增加，________增加，当小球的速度变为零时，其全部________都转化为________．动能可以转化为势能，势能也可以转化为动能，二者可以________转化．二、动能与势能的相互转化1、机械能定义：能、势能、势能的统称。
2、机械能是量、量。
说明：同一状态的动能和势能之和为该状态的机械能，即E＝E K＋E P不同时刻或状态的动能与势能之和不表示机械能。
3、机械能的不同形式之间可以相互。
三、机械能守恒定律：1、定律内容：2、表达式为：（1）+ ＝+ 表示物体在初始状态的机械能和在末状态的机械能相等.（2）＝表示物体动能的增加等于势能的减少或者物体势能的增加等于动能的减少.3、机械能守恒的条件①只有对物体。
说明：只有重力做功与物体只受重力不同。
所谓只有重力做功，包括两种情况a．物体只受重力，不受其他的力；b．物体除重力外还受其他的力，但其他力不做功。
②只有力做功条件下，弹簧和物体组成的系统的机械能守恒综上所述，机械能守恒的条件是：。
5、附加说明：若除了重力和弹簧弹力以外的其它力对物体①做正功，物体的机械能；②做负功，物体的机械能一、追寻守恒量1．关于伽利略的理想实验，有下列实验和推论：①减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度．②两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面．③如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度．④继续减小第二个斜面的倾角到零，小球将沿水平面做持续的匀速运动．上述步骤中有一个是实验事实．其他是理想化的推论．事实是________，推论是________．2．伽利略的斜面实验表达了一个最重要的事实：如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略，小球必将准确地终止于同它开始点相同的高度，决不会更高一点，也决不会更低一点．这说明小球在运动过程中，有一个“东西”是不变的，这个“东西”就是()A．动能B．势能C．力D．能量3．在伽利略的斜面实验中，小球从斜面A上离斜面底端为h高处滚下斜面，通过最低点后继续滚上另一个斜面B，小球最后会在斜面B上某点速度变为零，这点距斜面底端的竖直高度仍为h.在小球运动过程中，下面的叙述正确的是()①小球在A斜面上运动时，离斜面底端的竖直高度越来越小，小球的运动速度越来越大②小球在A斜面上运动时，动能越来越小，势能越来越大③小球在B斜面上运动时，速度越来越大，离斜面底端的高度越来越小④小球在B斜面上运动时，动能越来越小，势能越来越大A．①②B．②③C．①④D．③④二、动能与势能的相互转化1．阅读教材，列举重力势能和动能相互转化的实例，课上交流2．阅读教材，列举弹性势能和动能相互转化的实例，课上交流3．什么是机械能？物体的_______、___________、_____________统称为机械能。
《科学验证：机械能守恒定律》 导学案
《科学验证：机械能守恒定律》导学案一、学习目标1、理解机械能守恒定律的内容和条件。
2、通过实验探究，学会验证机械能守恒定律的方法。
3、能够运用机械能守恒定律解决实际问题，体会物理知识在生活中的应用。
二、知识储备1、机械能机械能包括动能和势能，动能的表达式为$E_{k} ＝＼frac{1}｛2}mv^2$，势能包括重力势能和弹性势能，重力势能的表达式为$E_{p} ＝ mgh$。
2、动能定理合外力对物体做功等于物体动能的变化，即$W_{合} ＝＼DeltaE_{k}＄。
3、重力做功与重力势能变化的关系重力做功等于重力势能的减少量，即$W_{G} ＝＼Delta E_{p}＄。
三、实验原理在只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能转化为动能，但机械能的总量保持不变。
设物体的质量为$m$，下落高度为$h$时的速度为$v$，则重力势能的减少量为$mgh$，动能的增加量为$＼frac{1}｛2}mv^2$。
若机械能守恒，则有$mgh ＝＼frac{1}｛2}mv^2$。
四、实验器材铁架台、打点计时器、纸带、重锤、刻度尺、低压交流电源等。
五、实验步骤1、安装实验装置将打点计时器固定在铁架台上，纸带穿过打点计时器的限位孔，把重锤用夹子固定在纸带的一端。
2、接通电源，释放重锤先接通电源，待打点计时器工作稳定后，松开夹子，让重锤自由下落。
3、选取纸带选取点迹清晰、且第一、二两点间距接近 2mm 的纸带进行测量。
4、测量数据用刻度尺测量纸带起点到各计数点的距离，计算出相应的下落高度$h$，并通过纸带求出各计数点的速度$v$。
5、验证机械能守恒定律比较各计数点重力势能的减少量$mgh$与动能的增加量$＼frac{1}｛2}mv^2$是否相等。
六、数据处理1、计算各计数点的速度可以利用匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度来计算各计数点的速度。
2、计算重力势能的减少量和动能的增加量重力势能的减少量为$mgh$，其中$h$为下落高度；动能的增加量为$＼frac{1}｛2}mv^2$。
《科学验证：机械能守恒定律》 导学案
《科学验证：机械能守恒定律》导学案一、学习目标1、理解机械能守恒定律的内容和条件。
2、通过实验探究，掌握验证机械能守恒定律的方法。
3、能运用机械能守恒定律解决实际问题，提高分析和解决问题的能力。
二、学习重点1、机械能守恒定律的内容和条件。
2、实验验证机械能守恒定律的原理和方法。
三、学习难点1、对机械能守恒定律条件的理解。
2、实验数据的处理和误差分析。
四、知识回顾1、机械能的概念机械能包括动能和势能，动能是物体由于运动而具有的能量，表达式为$E_{k} ＝＼frac{1}｛2}mv^｛2}＄，其中$m$为物体的质量，＄v$为物体的速度；势能包括重力势能和弹性势能，重力势能是物体由于被举高而具有的能量，表达式为$E_{p} ＝ mgh$，其中$m$为物体的质量，＄g$为重力加速度，＄h$为物体的高度；弹性势能是物体由于发生弹性形变而具有的能量。
2、动能定理合外力对物体做功等于物体动能的变化，表达式为$W_{合} ＝＼Delta E_{k}＄。
3、重力做功与重力势能变化的关系重力做功等于重力势能的减少量，表达式为$W_{G} ＝＼DeltaE_{p}＄。
五、新课导入在生活中，我们经常观察到一些物体的运动现象，比如自由落体运动、物体沿光滑斜面下滑等。
在这些运动过程中，物体的动能和势能会发生相互转化，但总机械能似乎保持不变。
那么，是否存在一个普遍的规律来描述这种现象呢？这就是我们今天要学习的机械能守恒定律。
六、机械能守恒定律的内容在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。
七、机械能守恒定律的条件1、只有重力做功例如，自由落体运动、平抛运动等。
2、只有弹力做功例如，物体在弹簧上的振动。
3、只有重力和弹力做功例如，物体沿光滑斜面下滑。
八、实验验证机械能守恒定律1、实验原理通过实验测量物体下落过程中某一时刻的速度和高度，计算出此时的动能和重力势能，比较动能的增加量和重力势能的减少量是否相等，从而验证机械能守恒定律。
《机械能守恒定律》 导学案
《机械能守恒定律》导学案一、学习目标1、理解机械能守恒定律的内容和条件。
2、能够运用机械能守恒定律解决简单的力学问题。
3、通过实验探究，培养观察能力和分析归纳能力。
二、知识回顾1、动能：物体由于运动而具有的能量，表达式为＄E_{k}＝＼frac{1}｛2}mv^｛2}＄，其中＄m$ 为物体的质量，＄v$ 为物体的速度。
2、重力势能：物体由于被举高而具有的能量，表达式为＄E_{p}＝mgh$ ，其中＄m$ 为物体的质量，＄g$ 为重力加速度，＄h$ 为物体相对于参考平面的高度。
3、弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能量，其大小与弹性形变的程度有关。
三、新课导入在日常生活中，我们经常会观察到一些物体的运动现象。
比如，自由下落的物体、摆动的秋千、被弹起的皮球等等。
这些物体的运动过程中，能量是如何转化的呢？是否存在某种规律呢？今天我们就来学习机械能守恒定律，揭示这些现象背后的能量规律。
四、机械能守恒定律的内容在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。
五、机械能守恒定律的条件1、只有重力做功物体只在重力作用下，从一个位置运动到另一个位置，重力势能和动能相互转化，总的机械能守恒。
例如，自由落体运动中，物体下落过程中，重力做正功，重力势能减少，动能增加，但机械能总量不变。
2、只有弹力做功物体在弹力作用下，在与弹力相关的弹性势能和动能之间相互转化，总的机械能守恒。
比如，水平放置的弹簧振子，在弹簧的弹力作用下做往复运动，弹性势能和动能相互转化，机械能守恒。
3、只有重力和弹力做功物体在重力和弹力的共同作用下，重力势能、弹性势能和动能之间相互转化，总的机械能守恒。
例如，一个带弹簧的小球在竖直方向上做上下运动，小球的重力势能、弹簧的弹性势能和小球的动能相互转化，机械能守恒。
六、机械能守恒定律的表达式1、守恒观点：＄E_{k1}＋E_{p1}＝E_{k2}＋E_{p2}＄，表示初状态的机械能等于末状态的机械能。
《科学验证：机械能守恒定律》 导学案
《科学验证：机械能守恒定律》导学案一、学习目标1、理解机械能守恒定律的内容和条件。
2、通过实验探究，掌握验证机械能守恒定律的方法和步骤。
3、能够运用机械能守恒定律解决实际问题，提高分析和解决问题的能力。
二、学习重难点1、重点（1）机械能守恒定律的内容和表达式。
（2）实验验证机械能守恒定律的原理和方法。
2、难点（1）实验中误差的分析和减小误差的方法。
（2）运用机械能守恒定律解决综合性问题。
三、知识回顾1、机械能包括动能和势能，动能的表达式为$E_{k} ＝＼frac{1}｛2}mv^2$，势能包括重力势能和弹性势能，重力势能的表达式为$E_{p} ＝ mgh$。
2、功和能的关系：功是能量转化的量度，做功的过程就是能量转化的过程。
四、引入新课在生活中，我们经常会观察到一些物体的运动现象，比如自由落体运动、物体在光滑斜面上的运动等。
那么，在这些运动过程中，机械能是否守恒呢？这就是我们本节课要探究的问题——机械能守恒定律。
五、新课讲授1、机械能守恒定律的内容在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。
2、机械能守恒定律的表达式（1）＄E_{k1} ＋ E_{p1} ＝ E_{k2} ＋ E_{p2}＄，表示初状态的机械能等于末状态的机械能。
（2）＄＼Delta E_{k} ＝＼Delta E_{p}＄，表示动能的增加量等于势能的减少量。
3、机械能守恒定律的条件（1）只有重力做功。
（2）只有弹力做功。
（3）只有重力和弹力做功。
六、实验探究：验证机械能守恒定律1、实验目的验证自由落体运动中机械能守恒。
2、实验原理利用打点计时器在纸带上记录重物自由下落的运动信息，通过测量重物下落的高度$h$和对应的瞬时速度$v$，计算出重物下落过程中减少的重力势能$mgh$和增加的动能$＼frac{1}｛2}mv^2$，比较两者是否相等，从而验证机械能是否守恒。
3、实验器材打点计时器、纸带、复写纸、重物、铁架台、刻度尺、导线、电源。
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抚顺德才高中物理学科一轮复习导学案 第五章：机械能守恒定律 编写：高三物理组
每日寄语：仰望星空的同时要脚踏实地 2011年9月
课题 第三讲 机械能守恒定律 功能关系
学习 目标 1. 重力做功的特点以及重力势能的变化与重力做功之间的关系。
2. 弹性势能的概念以及弹性势能与弹力做功的关系。
3. 理解机械能守恒定律，并且能够解决相关问题。
4. 知道常见的几种功能关系。
学习重点 利用机械能守恒定律解题
学习难点 功能关系
基本考点
一、重力势能、弹性势能
1．重力势能
(1)重力做功的特点
①重力做功与 无关，只与始末位置的 有关．
②重力做功不引起物体 的变化．
(2)重力势能
①概念：物体的重力势能等于它所受 与所处 的乘积．公式：Ep＝
(h为相对零势能面的高度差)．
②标矢性：重力势能是 ，但有正、负，其意义是表示物体的重力势能比它在参
考平面上 还是 ，这与功的正、负的物理意义不同．
③系统性：重力势能是 和 共有的．
④相对性：重力势能的大小与 的选取有关．重力势能的变化是 ，与参考
平面的选取
(3)重力做功与重力势能变化的关系
①定性关系：重力对物体做正功，重力势能就 ；重力对物体做负功，重力势能
就
②定量关系：重力对物体做的功 物体重力势能的减少量．即WG＝－(Ep2－
Ep1)＝ .
2．弹性势能
(1)概念：物体由于发生 而具有的能．
(2)大小：弹簧的弹性势能的大小与形变量及劲度系数有关，弹簧的形变量 ，劲度系
数 ，弹簧的弹性势能越大．
(3)弹力做功与弹性势能变化的关系类似于重力做功与重力势能变化的关系，用公式表示：
W＝ .
二、机械能守恒定律
1．机械能
和 统称为机械能，即E＝ ，其中势能包括
2．机械能守恒定律
(1)内容：在只有 做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机
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械能
(2)表达式：
观点 表达式
守恒观点
E1＝E2，Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2
(要选零势能参考平面)
转化观点
ΔEk＝－ΔEp
(不用选零势能参考平面)
转移观点
ΔEA＝－ΔEB
(不用选零势能参考平面)
三、功能关系
1．能量转化和守恒定律
能量既不会消失，也不会创生．它只能从一种形式 为另一种形式，或者从一个
物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变．
2．常见的几种功与能的关系
(1)合外力对物体做功 物体动能的改变．
W合＝Ek2－Ek1，即动能定理．
(2)重力做功对应重力势能的改变．
WG＝－ΔEp＝Ep1－Ep2
重力做多少正功，重力势能 多少；重力做多少负功，重力势能 多少．
(3)弹簧弹力做功与弹性势能的 相对应．
WF＝－ΔEp＝Ep1－Ep2
弹力做多少正功，弹性势能减少多少；弹力做多少负功，弹性势能 多少．
(4)重力、弹力以外的力做的功等于机械能的变化．
W外＝ΔE
知识应用（合作探究）
探究一：机械能守恒的条件
例题：1、在下列情况中，物体的机械能守恒的是(不计空气阻力) ( )
A．推出的铅球在空中运动的过程中
B．沿着光滑斜面匀加速下滑的物体
C．被起重机匀速吊起的物体
D．细绳的一端系一小球，绳的另一端固定，使小球在竖直平面内做圆周运动
跟踪练习：一个物体在平衡力的作用下运动，则该物体在运动过程中，物体的（ ）
A．机械能一定保持不变
B．动能一定保持不变
C．动能保持不变，重力势能可能变化
D．若重力势能发生变化，则机械能一定变化
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探究2：小试牛刀
例2小球沿高为h=5m的光滑斜面由静止开始下滑，求小球到达斜面底端时的速率。
（g=10m/s2）
试比较利用牛顿定律解题和利用机械能守恒定律的不同。
巩固练习1：质量为m的物体，从桌面上竖直抛出，桌面离地面高为h，物体能达到离地
高度为H,若以桌面为参考平面，不计空气阻力，则物体落地时的机械能为
巩固练习2：从地面以初速度v0竖直上抛一物体，当他的速度减为一半时，上升的高度
是多少？
思考与归纳
探究3：能力提高
例3、小球A用不可伸长的轻绳悬于O点，在O点的正下方有一固定的钉子B，OB=d，
初始时小球A与O同水平面无初速释放，绳长为L，绳的最大承受能力为9mg。为使球
能绕B点做完整的圆周运动，试求d的取值范围？
D
C
d
O
B
A
L
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巩固反馈
1、如图所示，一固定的楔形木块，其斜面的倾角θ=30o，另一边与地面垂直，顶上有一
定滑轮。一柔软的细线跨过定滑轮，两端分别与物块A、B连接，A的质量为4m，B质
量为m，开始时将B按在地面上不动，然后放开手，让A沿斜面下滑而B上升。物块A
与斜面间无摩擦。设当A沿斜面下滑距离s后，细绳突然断了，求物块B上升的最大距
离H。
2、一条长为L的均匀链条，放在光滑水平桌面上，链条的一半垂于桌边，如图所示现
由静止开始使链条自由滑落，当它全部脱离桌面时的速度为多大?
课后感悟
1.你的收获：
2.你的疑惑：