題機(jī)械能守恒定律

1、.：.；課 題：教學(xué)目的知識(shí)與技藝1知道什么是機(jī)械能，知道物體的動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化2會(huì)正確推導(dǎo)物體在光滑曲面上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的機(jī)械能守恒，了解機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容，知道它的含義和適用條件3在詳細(xì)問(wèn)題中，能斷定機(jī)械能能否守恒，并能列出機(jī)械能守恒的方程式。過(guò)程與方法學(xué)會(huì)在詳細(xì)的問(wèn)題中斷定物體的機(jī)械能能否守恒2初步學(xué)會(huì)從能量轉(zhuǎn)化和守恒的觀念來(lái)解釋物理景象，分析問(wèn)題情感、態(tài)度與價(jià)值觀經(jīng)過(guò)能量守恒的教學(xué)，使學(xué)生樹(shù)立科學(xué)觀念，了解和運(yùn)用自然規(guī)律，并用來(lái)處理實(shí)踐問(wèn)題教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)1掌握機(jī)械能守恒定律的推導(dǎo)、建立過(guò)程，了解機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容2在詳細(xì)的問(wèn)題中能斷定機(jī)械能能否守恒，并能列出定律的數(shù)學(xué)表達(dá)

2、式教學(xué)難點(diǎn)1從能的轉(zhuǎn)化和功能關(guān)系出發(fā)了解機(jī)械能守恒的條件2能正確判別研討對(duì)象在所閱歷的過(guò)程中機(jī)械能能否守恒，能正確分析物體系統(tǒng)所具有教學(xué)方法與教學(xué)手段探求、講授、討論、練習(xí)教具預(yù)備投影儀、細(xì)線、小球，帶標(biāo)尺的鐵架臺(tái)、彈簧振子多媒體課件教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)新課導(dǎo)入 我們已學(xué)習(xí)了重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能、動(dòng)能這些不同方式的能是可以相互轉(zhuǎn)化的，那么在相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，他們的總量能否發(fā)生變化?這節(jié)課我們就來(lái)探求這方面的問(wèn)題新課教學(xué)一、動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化如今大家看這樣幾個(gè)例子，分析各個(gè)物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)化情況(投影展現(xiàn)實(shí)例，以添加學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，減小問(wèn)題的籠統(tǒng)性)先來(lái)看自在落體運(yùn)動(dòng)的物體，自在落體運(yùn)動(dòng)是一種最

3、簡(jiǎn)單的加速運(yùn)動(dòng)，在這個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)化情況是怎樣的?在豎直上拋運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，能量的轉(zhuǎn)化情況又是怎樣的?物體沿光滑斜面上滑，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中遭到幾個(gè)力，有幾個(gè)力做功，做功的情況又是怎樣樣的?在豎直上拋過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)化情況是怎樣的?我們下面再看這樣一個(gè)例子：(演示：如圖581，用細(xì)線、小球、帶有標(biāo)尺的鐵架臺(tái)等做實(shí)驗(yàn)把一個(gè)小球用細(xì)線懸掛起來(lái)，把小球拉到一定高度的A點(diǎn)，然后放開(kāi)，小球在擺動(dòng)過(guò)程中，重力勢(shì)能和動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化我們看到，小球可以擺到跟A點(diǎn)等高的C點(diǎn)，如圖581甲假設(shè)用尺子在某一點(diǎn)擋住細(xì)線，小球雖然不能擺到C點(diǎn)，但擺到另一側(cè)時(shí)，也能到達(dá)跟A點(diǎn)一樣的高度，如圖581乙)在這個(gè)小實(shí)驗(yàn)中，小球的受力情

4、況如何?各個(gè)力的做功情況如何?這個(gè)小實(shí)驗(yàn)闡明了什么問(wèn)題?實(shí)驗(yàn)證明，小球在擺動(dòng)過(guò)程中重力勢(shì)能和動(dòng)能在不斷轉(zhuǎn)化在擺動(dòng)過(guò)程中，小球總能回到原來(lái)的高度可見(jiàn)，重力勢(shì)能和動(dòng)能的總和不變上面幾個(gè)例子都是闡明動(dòng)能和重力勢(shì)能之間的相互轉(zhuǎn)化，那么動(dòng)能和另外一個(gè)勢(shì)能彈性勢(shì)能之間的關(guān)系又是什么呢?我們看下面一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)演示，如圖582，程度方向的彈簧振于用彈簧振子演示動(dòng)能和彈性勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化)在這個(gè)小實(shí)驗(yàn)中，小球的受力情況如何?各個(gè)力的做功情況如何?這個(gè)小實(shí)驗(yàn)闡明了什么?(學(xué)生察看演示實(shí)驗(yàn)，思索問(wèn)題，選出代表發(fā)表見(jiàn)解)動(dòng)能和重力勢(shì)能的總和或者動(dòng)能和彈性勢(shì)能的總和叫做什么能量?上述幾個(gè)例子中，系統(tǒng)的機(jī)械能的變化情

5、況是怎樣的?(課堂訓(xùn)練)如圖583所示，桌面高為A，質(zhì)量為m的小球從離桌面高為H處自在落下，不計(jì)空氣阻力，假設(shè)桌面處的重力勢(shì)能為零，那么小球落到地面前瞬間的機(jī)械能為 ( ) A.mgh B.mgH C.mg(H+h) D.mg(Hh)解析：機(jī)械能是動(dòng)能和勢(shì)能的總和，由于選桌面為零勢(shì)舶面，所以開(kāi)場(chǎng)時(shí)機(jī)械能為mgH，由于小球在下落過(guò)程中只受重力，所以小球在落地之前機(jī)械能守恒，即在下落過(guò)程中恣意一個(gè)位置機(jī)械能都與開(kāi)場(chǎng)時(shí)機(jī)械能相等答案：B剛剛這些例子只是半定量地了解機(jī)械能內(nèi)部動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化情況，要想準(zhǔn)確地處理這個(gè)問(wèn)題，還需求進(jìn)一步的研討我們得到動(dòng)能和勢(shì)能之間可以相互轉(zhuǎn)化，那么在動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化過(guò)程中

6、，動(dòng)能和勢(shì)能的和能否真的堅(jiān)持不變?下面我們就來(lái)定量討論這個(gè)問(wèn)題 二、機(jī)械能守恒定律我們來(lái)看這樣一個(gè)問(wèn)題：(投影課本23頁(yè)圖583的問(wèn)題，學(xué)生自主推導(dǎo)結(jié)論，教師巡視指點(diǎn)，及時(shí)處理學(xué)生能夠遇到的困難投影學(xué)生的推導(dǎo)過(guò)程，和其他學(xué)生一同點(diǎn)評(píng))物體沿光滑曲面滑下，只需重力對(duì)物體做功用我們學(xué)過(guò)的動(dòng)能定理以及重力的功和重力勢(shì)能的關(guān)系，推導(dǎo)出物體在A處的機(jī)械能和B處的機(jī)械能相等這個(gè)問(wèn)題應(yīng)該怎樣處理，結(jié)論是什么?這個(gè)結(jié)論用文字表達(dá)應(yīng)該是什么?這個(gè)結(jié)論的前提是什么?除了這樣一個(gè)條件之外，在只需彈力做功的系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能和彈性勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能不變(得出結(jié)論)：在只需重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能和彈性勢(shì)

7、能可以相互轉(zhuǎn)化，總的機(jī)械能也堅(jiān)持不變，這就是機(jī)械能守恒定律為了熟習(xí)機(jī)械能守恒定律的解題步驟，我們看下面的例題(投影展現(xiàn)課本23頁(yè)例題，學(xué)生嘗試獨(dú)立處理這個(gè)問(wèn)題，在處理問(wèn)題中領(lǐng)會(huì)用機(jī)械能守恒定律處理問(wèn)題的普通步驟)把一個(gè)小球用細(xì)線懸掛起來(lái)，就成為一個(gè)擺，擺長(zhǎng)為L(zhǎng)，最大傾角為小球到達(dá)最底端的速度是多大?這個(gè)問(wèn)題應(yīng)該怎樣分析?詳細(xì)的解答過(guò)程是什么?經(jīng)過(guò)這個(gè)標(biāo)題的解答，他可以得到什么啟發(fā)呢?下面大家總結(jié)一下用機(jī)械能守恒定律處理問(wèn)題的普通步驟(投影學(xué)生總結(jié)的用機(jī)械能守恒定律解題的普通步驟，組織學(xué)生討論完善這個(gè)問(wèn)題，構(gòu)成共同的看法)(參考解題步驟)1選取研討對(duì)象系統(tǒng)或物體2根據(jù)研討對(duì)象所閱歷的物理過(guò)程進(jìn)展

8、受力、做功分析，判別機(jī)械能能否守恒3恰當(dāng)?shù)剡x取參考平面，確定研討對(duì)象在過(guò)程的初末形狀時(shí)的機(jī)械能4根據(jù)機(jī)械能守恒定律列方程，進(jìn)展求解它和動(dòng)能定了解題的一樣點(diǎn)是什么呢?用動(dòng)能定理和機(jī)械能守恒定律解題的不同點(diǎn)是什么?剛剛同窗們分析得都很好，機(jī)械能守恒定律是一個(gè)非常重要的定律，大家一定要熟練掌握它四實(shí)例探求 對(duì)機(jī)械能守恒定律條件的了解例1如下圖，以下四個(gè)選項(xiàng)的圖中，木塊均在固定的斜面上運(yùn)動(dòng)，其中圖A、B、C中的斜面是光滑的，圖D中的斜面是粗糙的，圖A、B中的F為木塊所受的外力，方向如圖中箭頭所示，圖A、B、D中的木塊向下運(yùn)動(dòng)，圖C中的木塊向上運(yùn)動(dòng)。在這四個(gè)圖所示的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒的是解析：機(jī)械能守

9、恒的條件是：物體只受重力或彈力的作用，或者還受其它力作用，但其它力不做功，那么在動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化過(guò)程中，物體的機(jī)械能守恒。按照此條件分析，ABD三項(xiàng)均錯(cuò)。答案：C 對(duì)機(jī)械能守恒定律的運(yùn)用例2長(zhǎng)為L(zhǎng)的均勻鏈條，放在光滑的程度桌面上，且使其長(zhǎng)度的1/4垂在桌邊，如圖 所示，松手后鏈條從靜止開(kāi)場(chǎng)沿桌邊下滑，那么鏈條滑至剛剛分開(kāi)桌邊時(shí)的速度大小為多大？解析：鏈條下滑時(shí)，因桌面光滑，沒(méi)有摩擦力做功。整根鏈條總的機(jī)械能守恒，可用機(jī)械能守恒定律求解。設(shè)整根鏈條質(zhì)量為m，那么單位長(zhǎng)度質(zhì)量質(zhì)量線密度為mL設(shè)桌面重力勢(shì)能為零，由機(jī)械能守恒定律得 解得 點(diǎn)撥：求解這類標(biāo)題時(shí)，一是留意零勢(shì)點(diǎn)的選取，應(yīng)盡能夠使表達(dá)式簡(jiǎn)化，該題如選鏈條全部滑下時(shí)的最低點(diǎn)為零勢(shì)能點(diǎn)，那么初始勢(shì)能就比較費(fèi)事。二是靈敏選取各部分的重心，該題最開(kāi)場(chǎng)時(shí)的勢(shì)能應(yīng)取兩部分桌面上和桌面下勢(shì)能總和，整根鏈條的總重心便不好確定，最后剛好滑出桌面時(shí)的勢(shì)能就沒(méi)有必要再分，可對(duì)整根鏈條求出重力勢(shì)能。小結(jié)繼動(dòng)能定理以后，我們緊接著又開(kāi)場(chǎng)學(xué)慣用能量方法處理問(wèn)題的另外一個(gè)重要的知識(shí)點(diǎn)，在這一節(jié)的教學(xué)中，首先讓學(xué)生可以從各種不同的例子中領(lǐng)會(huì)能量之間可以相互轉(zhuǎn)化，而機(jī)械能內(nèi)部的動(dòng)能和重力勢(shì)能以及彈性勢(shì)能之間當(dāng)然可以