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1、机械能守恒定律 【教学设计】【新课导入】碰鼻实验 : 如图 1 所示 , 把悬挂重球拉至鼻尖由静止释放 , 实验者立于原位不动 , 小球来回摆动 , 学生表演者怕重球碰坏了鼻子。结果大家都能预料到 , 至于其中的原因是什么 ?包含着怎样的物理规律 ?我们学会这节课的内容 , 相信大家就非常清晰了 !【新课教学】( 一) 机械能在本章我们学习了两种形式的能量, 动能、重力势能、弹性势能 , 物理学中 , 我们将动能和势能统称为机械能。( 二) 动能与势能之间的相互转化生活中动能和重力势能、弹性势能进行转化是非常常见的。1、动能重力势能举出几个动能和重力势能相互转化的例子呢?苹果的下落 , 三峡大
2、坝水的下落 , 重力势能转化为水的动能, 从而带动发动机发电。2、动能弹性势能第 1页举出动能和弹性势能相互转化的例子呢?弯弓射箭。弓的弹性势能转化为箭的动能。3、重力势能动能弹性势能生活中有没有同时涉及三种能量转化的例子呢?观看蹦床视频在观看蹦床视频的时候 , 仔细分析一下 , 不同的过程分别对应的是什么能量之间的转化 !下降 : 空中时 , 重力势能转化为动能 ; 从接触弹簧到运动至最低点的过程中 , 若以最低点为零势能面动能和重力势能最终都转化为弹簧的弹性势能。上升 : 三种能量的转化与下落过程是对应的!( 三) 探究机械能守恒定律1、实验观察提出猜想2、 实例探究小组探究讨论 , 得出
3、结论质量为 1 千克的物体从离地面20 米高处自由落下 , 求下落 5 米,10米 ,15 米,20 米时的速度 , 重力势能 , 动能以及动能和重力势能的总和。 ( g=10m/s2 , 以地面为重力势能零势能面下降距离速度重力势能动能机械能H/mv (m/s)Ep / JEk / JE/ J第 2页5101520将学生按学习小组 , 分别计算 5 米,10 米,15 米,20 米处的各量。然后由教师汇总各组结果 , 通过表格显示结果 , 引导学生探究出其中的规律。学生初得结论 : 物体在运动过程中 , 如果只有重力做功 , 机械能的总量保持不变。3、理论推导 情景一 情景一：如图，质量为m
4、的小球从光滑曲面上滚下，到 A 点时速度为 v1，距地面的高度为h1，到 B 点时速度为v2 ，距地面的高度为h2 。1）、小球的机械能由哪几种能量组成？在A、B 两点的机械能分别如何表示（取地面为零势能面）？2）、重力做功与重力势能变化的关系式：3）、从 A 到 B 的过程的动能定理表达式：4）、观察上述两个表达式， 你会发现 A、B两点的机械能有什么关系。第 3页在只有做功的物体系统（研究对象是物体和地球组成的系统）内，能和能发生相互转化，但机械能的总量。【情景二】情景二：如图在，质量为 m的滑块在光滑水平面上自由地往复运动。1. 试类比上述“重力做功机械能守恒” 的证明过程，证明Ek1
5、+Ep1 弹 =Ek2+Ep2 弹2. 只有弹簧弹力做功 的物体系统 ( 研究对象是物体与弹簧组成的系统 )内，与物体的发生相互转化，但机械能的总量。小组讨论探究类比方法：【机械能守恒定律】内容：_表达式：_机械能守恒定律的适用条件第 4页条件：_判断 :(1) 从做功的角度看：(2) 从能量转化的角度看：【学以致用】(1) 判断以下物理场景中机械能是否守恒 ?一是跳伞员利用降落伞在空中匀速下落;二是不计阻力的情况下, 抛出的篮球在空中运动。三是用绳拉着一个物体沿着光滑的斜面匀速上升。四是光滑水平面上运动的小球, 把弹簧压缩后又被弹回来。(2) 磁悬浮列车站台设计 : 明珠号磁悬浮列车为什么在
6、站台上要设置一个小小的坡度 ?总结应用机械能守恒定律解题的一般思路【课堂自结】【测评练习】1. 下列几种情况中 , 机械能一定守恒的是 :()A. 做匀速直线 (F 合=0)运动的物体B. 水平抛出的物体 ( 不计空气阻力 )第 5页C.固定光滑曲面上运动的物体, 如图所示D.物体以 0.8g 的加速度竖直向上做匀减速运动2. 如图所示 , 一个物体沿固定斜面匀速滑下 , 下列说法中正确的是()A. 支持力对物体做功 , 物体机械能守恒B. 支持力对物体不做功 , 物体机械能守恒C.支持力对物体做功 , 物体机械能不守恒D.支持力对物体不做功 , 物体机械能不守恒3. 如图所示 , 一轻质弹簧竖立于地面上 , 质量为 m的小球 , 自弹簧正上方 h 高处由静止释放 , 则从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短( 弹簧的形变始终在弹性限度内) 的过程中 , 下列说法正确的是 ()A. 小球的机械能守恒B. 重力对小球做正功 , 小球的重力势能减小C.由于弹簧的弹力对小球做负功, 所以弹簧的弹性势能一直减小第 6页