第六節(jié)機(jī)械能守恒定律教案

1、第六節(jié)第六節(jié) 機(jī)械能守恒定律機(jī)械能守恒定律 本章中我們學(xué)習(xí)了哪幾種形式的能本章中我們學(xué)習(xí)了哪幾種形式的能?它們各是如何定義的它們各是如何定義的?它們的大小各由它們的大小各由什么決定什么決定? 動能定理的內(nèi)容和表達(dá)式是什么動能定理的內(nèi)容和表達(dá)式是什么? 重力所做的功與物體重力勢能的變重力所做的功與物體重力勢能的變化之間有什么關(guān)系化之間有什么關(guān)系?思考題思考題2. .答：答： 本章我們學(xué)習(xí)了以下幾種能：動能、重力勢能、本章我們學(xué)習(xí)了以下幾種能：動能、重力勢能、彈性勢能彈性勢能. 物體由于運動而具有的能叫動能，動能與物體的質(zhì)物體由于運動而具有的能叫動能，動能與物體的質(zhì)量及運動的速度有關(guān)量及運動的速度

2、有關(guān). 物體由于被舉高而具有的能叫重力勢能，重力勢物體由于被舉高而具有的能叫重力勢能，重力勢能與物體的質(zhì)量及被舉高的高度有關(guān)能與物體的質(zhì)量及被舉高的高度有關(guān). 物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能叫彈性勢能，物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能叫彈性勢能，彈性勢能與形變的程度有關(guān)彈性勢能與形變的程度有關(guān). 動能定理的內(nèi)容是：物體所受合外力所做的功等動能定理的內(nèi)容是：物體所受合外力所做的功等于物體動能的改變，即于物體動能的改變，即W總總=Ek2-Ek1 重力所做的功和物體重力勢能之間變化的關(guān)系為：重力所做的功和物體重力勢能之間變化的關(guān)系為： wG=mgh2-mgh13.總結(jié)總結(jié) 要注意動能定理中動能的變化量

3、是末動能減去要注意動能定理中動能的變化量是末動能減去初動能，而重力做功與重力勢能改變之間關(guān)系初動能，而重力做功與重力勢能改變之間關(guān)系式中是式中是初位置初位置的重力勢能與的重力勢能與末位置末位置重力勢能的重力勢能的引入：動能、重力勢能、彈性勢能屬于力學(xué)范引入：動能、重力勢能、彈性勢能屬于力學(xué)范疇，統(tǒng)稱為機(jī)械能。疇，統(tǒng)稱為機(jī)械能。動能動能勢能勢能重力勢能重力勢能彈性勢能彈性勢能機(jī)械能機(jī)械能(一一)、分析、分析下述物理情景中能量是如何轉(zhuǎn)化的：下述物理情景中能量是如何轉(zhuǎn)化的： A.運動員斜向上投出鉛球運動員斜向上投出鉛球B.彈簧的一端接在氣墊導(dǎo)軌的一端，另一端和滑塊彈簧的一端接在氣墊導(dǎo)軌的一端，另一端

4、和滑塊相連，讓滑塊在水平的相連，讓滑塊在水平的軌軌道上做往復(fù)運動道上做往復(fù)運動.C 小球的擺動小球的擺動 4.演示實驗演示實驗 做法：做法：a.把球拉到把球拉到A點，然后放開，觀察小球在擺動到右側(cè)時所到達(dá)的點，然后放開，觀察小球在擺動到右側(cè)時所到達(dá)的位置和位置位置和位置A間的關(guān)系間的關(guān)系.b.把球同樣拉到把球同樣拉到A點，在點，在O點用尺子擋一下，觀察小球擺動到右點用尺子擋一下，觀察小球擺動到右側(cè)時的位置，并比較該位置和釋放點側(cè)時的位置，并比較該位置和釋放點A之間的關(guān)系之間的關(guān)系.通過觀察到的現(xiàn)象，分析后你得到什么結(jié)論通過觀察到的現(xiàn)象，分析后你得到什么結(jié)論?介紹實驗裝置介紹實驗裝置如右圖所示如

5、右圖所示：結(jié)論：結(jié)論：以上實驗證實了在不計阻力影響，即物體只受重力以上實驗證實了在不計阻力影響，即物體只受重力作用時，小球在擺動中機(jī)械能守恒作用時，小球在擺動中機(jī)械能守恒.3小結(jié)小結(jié)：動能和勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化。：動能和勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化。(二二)機(jī)械能守恒定律的推導(dǎo)機(jī)械能守恒定律的推導(dǎo)思考題一：思考題一： 如圖所示，一個質(zhì)量為的物體自由下落，經(jīng)過高度如圖所示，一個質(zhì)量為的物體自由下落，經(jīng)過高度為為的的A點時速度為點時速度為，下落到高度為，下落到高度為h2的的B點時點時速度為速度為2，試寫出物體在試寫出物體在A點時的機(jī)械能和在點時的機(jī)械能和在B點時點時的機(jī)械能，并找到這二個機(jī)械能之間的數(shù)量關(guān)

6、系的機(jī)械能，并找到這二個機(jī)械能之間的數(shù)量關(guān)系. (1)思考題二：思考題二：如圖如圖(2)所示，一個質(zhì)量為所示，一個質(zhì)量為的物體做平拋運動，經(jīng)過高的物體做平拋運動，經(jīng)過高度為度為的的A點時速度為點時速度為，經(jīng)過高度為，經(jīng)過高度為2的的B點時速度點時速度為為2，寫出物體在位置，寫出物體在位置A、B時的機(jī)械能的表達(dá)式并找出時的機(jī)械能的表達(dá)式并找出這二個機(jī)械能之間的關(guān)系這二個機(jī)械能之間的關(guān)系. (2) 推導(dǎo)過程一推導(dǎo)過程一 解：解：機(jī)械能等于物體的動能和勢能之和機(jī)械能等于物體的動能和勢能之和 A點的機(jī)械能等于點的機(jī)械能等于 B點的機(jī)械能等于點的機(jī)械能等于又在自由落體運動中，物體只受重力的作用，據(jù)動能定

7、又在自由落體運動中，物體只受重力的作用，據(jù)動能定理得：理得：又據(jù)重力做功與重力勢能的關(guān)系得到又據(jù)重力做功與重力勢能的關(guān)系得到 WG=mgh1-mgh2 12121mghmv22221mghmv21222121mvmvwG思考三思考三一物體由光滑斜面上滑下，途中經(jīng)過一物體由光滑斜面上滑下，途中經(jīng)過A、B兩點，已兩點，已知物體經(jīng)過知物體經(jīng)過A、B兩點的速度分別為兩點的速度分別為v1、v2，A、B兩點的兩點的高度分別為高度分別為和和寫出物體在位置寫出物體在位置A、B時的機(jī)械能的時的機(jī)械能的表達(dá)式并找出這二個機(jī)械能之間的關(guān)系表達(dá)式并找出這二個機(jī)械能之間的關(guān)系.推導(dǎo)結(jié)果推導(dǎo)結(jié)果(2)解：物體在解：物體在

8、A點時的重力勢能為點時的重力勢能為mgh1 動能為動能為 ， 所以所以A點時的機(jī)械能為點時的機(jī)械能為mgh1+ 物體在物體在B點時的機(jī)械能為點時的機(jī)械能為mgh2+由于物體做平拋運動，只受重力作用，且重力做正功，據(jù)動能定由于物體做平拋運動，只受重力作用，且重力做正功，據(jù)動能定理得：理得： WG= ，又據(jù)重力做功和重力勢能改變之間的關(guān)系得到：又據(jù)重力做功和重力勢能改變之間的關(guān)系得到：WG=mgh1-mgh22121mv2221mv2221mv2121mv2121mv 討論：上述兩個表達(dá)式說明了什么問題討論：上述兩個表達(dá)式說明了什么問題. 2121222121mghmghmvmv121222212

9、1mghmvmghmv 在表達(dá)式在表達(dá)式中，等號左邊是物體動能的增加量，中，等號左邊是物體動能的增加量，等號右邊是物體重力勢能的減少量，等號右邊是物體重力勢能的減少量， 該表達(dá)式說明：該表達(dá)式說明：物體在下落過程中，重力做了物體在下落過程中，重力做了多少正功，物體的重力勢能就減小多少，同時多少正功，物體的重力勢能就減小多少，同時物體的動能就增加多少物體的動能就增加多少. 對于表達(dá)式對于表達(dá)式，等號左邊是物體在末位置時，等號左邊是物體在末位置時的機(jī)械能，等號右邊是物體在初位置時的機(jī)械的機(jī)械能，等號右邊是物體在初位置時的機(jī)械能，該式表示：能，該式表示：動能和勢能之和即總的機(jī)械能動能和勢能之和即總的

10、機(jī)械能保持不變保持不變.(三三)機(jī)械能守恒定律機(jī)械能守恒定律 在只有重力做功的情況下，物體的動能和在只有重力做功的情況下，物體的動能和重力勢能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保重力勢能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變，這個結(jié)論叫做機(jī)械能守恒定律持不變，這個結(jié)論叫做機(jī)械能守恒定律.條件：只有重力做功條件：只有重力做功.結(jié)論：機(jī)械能的總量保持不變結(jié)論：機(jī)械能的總量保持不變. 所謂只有重力做功，包括兩種情況：所謂只有重力做功，包括兩種情況：a.物體只受重力，不受其他的力物體只受重力，不受其他的力.b.物體除重力外還受其他的力，但其他力不做功物體除重力外還受其他的力，但其他力不做功.思考：放開被壓縮的

11、彈簧，可以把跟它接觸的小球彈出思考：放開被壓縮的彈簧，可以把跟它接觸的小球彈出去，在這個過程中，能量是如何轉(zhuǎn)化的去，在這個過程中，能量是如何轉(zhuǎn)化的?類比地，你類比地，你能得到在這個過程中機(jī)械能守恒的條件嗎能得到在這個過程中機(jī)械能守恒的條件嗎? 類比得到：如果只有彈力做功，動能和彈性勢能之類比得到：如果只有彈力做功，動能和彈性勢能之和保持不變，即機(jī)械能守恒和保持不變，即機(jī)械能守恒.理解：理解：思考思考教材教材思考與討論思考與討論作業(yè)作業(yè)教材：練習(xí)五第二題教材：練習(xí)五第二題三、鞏固練習(xí)三、鞏固練習(xí) 1.關(guān)于物體的機(jī)械能是否守恒的敘述，下列說法中正確的是關(guān)于物體的機(jī)械能是否守恒的敘述，下列說法中正確

12、的是A.做勻速直線運動的物體，機(jī)械能一定守恒做勻速直線運動的物體，機(jī)械能一定守恒B.做勻變速直線運動的物體，機(jī)械能一定守恒做勻變速直線運動的物體，機(jī)械能一定守恒C.外力對物體所做的功等于外力對物體所做的功等于0時，機(jī)械能一定守恒時，機(jī)械能一定守恒D.物體若只有重力做功，機(jī)械能一定守恒物體若只有重力做功，機(jī)械能一定守恒2.在下列實例中運動的物體，不計空氣阻力，機(jī)械能不守恒的是在下列實例中運動的物體，不計空氣阻力，機(jī)械能不守恒的是A.起重機(jī)吊起物體勻速上升起重機(jī)吊起物體勻速上升 B.物體做平拋運動物體做平拋運動C.圓錐擺球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動圓錐擺球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動D.一個輕質(zhì)彈簧上端

13、固定，下端系一個輕質(zhì)彈簧上端固定，下端系一重物，重物在豎直方向上做上下振動一重物，重物在豎直方向上做上下振動(以物體和彈簧為研究對象以物體和彈簧為研究對象)3.從離地從離地高為高為H的陽臺上以速度的陽臺上以速度豎直向上拋出質(zhì)量為豎直向上拋出質(zhì)量為的物體，它上升的物體，它上升后又返回下落，最后落在地面上，則下列說法中正確的是后又返回下落，最后落在地面上，則下列說法中正確的是(不計空氣阻不計空氣阻力，以地面為參考面力，以地面為參考面)A.物體在最高點時機(jī)械能為物體在最高點時機(jī)械能為mg（）B.物體落地時的機(jī)械能為物體落地時的機(jī)械能為mg（） mv2C.物體落地時的機(jī)械能為物體落地時的機(jī)械能為 mv

14、2D.物體在落回過程中，經(jīng)過陽臺時的機(jī)械能為物體在落回過程中，經(jīng)過陽臺時的機(jī)械能為 mv2參考答案：參考答案：.D2.A3.ACD2121四、小結(jié)四、小結(jié) 本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了機(jī)械能守恒定律本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了機(jī)械能守恒定律 1.我們說機(jī)械能守恒的關(guān)鍵是：只有重力或彈力做功；我們說機(jī)械能守恒的關(guān)鍵是：只有重力或彈力做功； 2.在具體判斷機(jī)械能是否守恒時，一般從以下兩方面在具體判斷機(jī)械能是否守恒時，一般從以下兩方面考慮：考慮： 對于某個物體，若只有重力做功，而其他力不做功，對于某個物體，若只有重力做功，而其他力不做功，則該物體的機(jī)械能守恒則該物體的機(jī)械能守恒. 對于由兩個或兩個以上物體對于由兩個或兩個以

15、上物體(包括彈簧在內(nèi)組成的系包括彈簧在內(nèi)組成的系統(tǒng)，如果系統(tǒng)只有重力做功或彈力做功，物體間只有統(tǒng)，如果系統(tǒng)只有重力做功或彈力做功，物體間只有動能、重力勢能和彈性勢能之間的相互轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)與動能、重力勢能和彈性勢能之間的相互轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)與外界沒有機(jī)械能的轉(zhuǎn)移，系統(tǒng)內(nèi)部沒有機(jī)械能與其他外界沒有機(jī)械能的轉(zhuǎn)移，系統(tǒng)內(nèi)部沒有機(jī)械能與其他形式能的轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的機(jī)械能就守恒形式能的轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的機(jī)械能就守恒. 3.如果物體或系統(tǒng)除重力或彈力之外還有其他力做功，如果物體或系統(tǒng)除重力或彈力之外還有其他力做功，那么機(jī)械能就要改變那么機(jī)械能就要改變. 假設(shè)系統(tǒng)在初態(tài)時的動能為假設(shè)系統(tǒng)在初態(tài)時的動能為E，勢能為，勢能為E，在由狀

16、態(tài)在由狀態(tài)1到狀態(tài)到狀態(tài)2的過程中，重力或彈力做的的過程中，重力或彈力做的功為功為W，除重力或彈力以外的其他力的功為，除重力或彈力以外的其他力的功為W2，則合外力的功為，則合外力的功為WW2，物體系在末態(tài)，物體系在末態(tài)2時的動能為時的動能為EK，勢能為，勢能為E，則據(jù)動能定理，則據(jù)動能定理有：有： 也就是說，除重力或彈力之外的其他力所做的也就是說，除重力或彈力之外的其他力所做的功，等于物體系統(tǒng)機(jī)械能的改變功，等于物體系統(tǒng)機(jī)械能的改變.KKEEWW21 五、作業(yè)五、作業(yè) (一一)課本課本P148練習(xí)五練習(xí)五(1.2.) (二二)思考題：思考題： 1.關(guān)于機(jī)械能守恒定律，以下說法正確的是關(guān)于機(jī)械能

17、守恒定律，以下說法正確的是 A.當(dāng)物體受到的合外力為零時，物體的機(jī)械能一當(dāng)物體受到的合外力為零時，物體的機(jī)械能一定守恒定守恒 B.當(dāng)物體只受重力作用時，物體的機(jī)械能一定守當(dāng)物體只受重力作用時，物體的機(jī)械能一定守恒恒 C.當(dāng)物體除受重力外還受到其他的力，但其他的當(dāng)物體除受重力外還受到其他的力，但其他的力不做功，物體的機(jī)械能也一定守恒力不做功，物體的機(jī)械能也一定守恒 D.對于物體除重力外，其他力做功的代數(shù)和為零，對于物體除重力外，其他力做功的代數(shù)和為零，物體的機(jī)械能一定守恒物體的機(jī)械能一定守恒 2.當(dāng)物體克服摩擦力做功時，物體的當(dāng)物體克服摩擦力做功時，物體的 A.重力勢能一定減少，機(jī)械能可能不變重

18、力勢能一定減少，機(jī)械能可能不變 B.重力勢能一定增加，機(jī)械能一定增加重力勢能一定增加，機(jī)械能一定增加 C.重力勢能一定增加，動能可能不變重力勢能一定增加，動能可能不變 D.重力勢能一定減少，動能可能減少重力勢能一定減少，動能可能減少 3.物體在距地面附近以物體在距地面附近以2 /s2的加速度勻減速的加速度勻減速豎直上升，則在上升過程中，物體的機(jī)械能的豎直上升，則在上升過程中，物體的機(jī)械能的變化是變化是 A.不變不變 B.減少減少 C.增加增加D.無法確定無法確定 4.下列實例下列實例(均不計空氣阻力均不計空氣阻力)中的運動物體，機(jī)械能守中的運動物體，機(jī)械能守恒的應(yīng)是恒的應(yīng)是 A.被起重機(jī)吊起的貨物正在加速上升被起重機(jī)吊起的貨物正在加速上升 B.物體做平拋運動物體做平拋運動 C.物體沿粗糙斜面勻速下滑物體沿粗糙斜面勻速下滑 D.一個輕質(zhì)彈簧上端固定