机械能守恒定律新课标教案.doc

7.8机械能守恒定律
学习目标:
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，能判定机械能是否守恒，并能列出机械能守恒的方程式。
课前预习案
知识链接
1、总结本章中我们学习了哪几种形式的能？
。
2、物体由于运动而具有的能叫 。物体由于被举高而具有的能叫 。物体由于发生弹性形变而具有的能叫 。
3、动能定理的内容和表达式是什么？

。
4、重力所做的功与物体重力势能的变化之间有什么关系？
。

课内探究案

一、动能和势能的转化规律（课本75-76第一段） 1、自由下落的物体： 能转化为 能
2、沿光滑斜面向下运动的物体： 能转化为 能
3、竖直上抛的物体 ，上升时： 能转化为 能
下落时： 能转化为 能
【探究思考：】
思考1：动能和势能的相互转化是否存在某种定量关系，遵守什么规律呢？

演示1：如图，试分析：
1、小球受哪些力的作用？
2、哪些力对小球做功？
3、能量如何转化？
你还能举出动能和势能的相互转化的例子吗?
演示2，如图，试分析：
1、 小球的受力情况如何?
2、 各个力的做功情况如何?
3、 这个实验说明了什么?
动能、重力势能和弹性势能统称为 能．
总结：虽然动能不断地变化，势能也不断地变化，它们的变化应该存在一个规律，即总的机械能 ．
二、 机械能守恒定律（课本76）
【探究思考：】
1、 推导如图，质量为m的小球从曲面上滚下，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。

自学：（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？

（2、）此过程中外力对小球做的总功W总和重力做功WG分别如何表示？

（3、 ）W总和WG是否相等？要使二者相等，应满足什么条件？
对话：若外力的总功W总与重力做功WG相等，请分析小球在A、B两点的机械能满足什么关系？

2、 定律内容：
。
3、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.
4、机械能守恒的条件
（1）只有________ 力对物体________。
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： 。
同样可以证明：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，弹簧的 与物体的 发生相互转化，但机械能的总量 。
以弹簧振子为例简要分析，系统的动能和弹性势能的相互转化，系统的机械能保持不变
结论：
（1）机械能守恒定律内容：

（2）机械能守恒定律的表达式：_____________________ ________________________
三、对机械能守恒条件的理解：
1．从系统做功的角度看，只有_____或_____做功。包括两种情况：
（1）物体只受_____或_____，不受其他的力；
（2）物体受重力或弹力以外其它的力，但其它力______功，或其它力所做功代数和为________。
【探究思考：】以下三种情况
物体从光滑斜面上下滑；悬挂着的小球在竖直面内摆动；水平方向的弹簧振子做往复运动

2．从能量转化的角度看，只有系统内________和_______相互转化，无其它形式能量（如内能）之间的转化
思考与讨论：一个小球在真空中自由下落，另一个同样的小球在黏性较大的液体中由静止开始下落，它们都由高度为h1的地方下落到高度为h2的地方。在这两种情况下，重力做的功相等吗？重力势能的变化相等吗？动能的变化相等吗？重力势能各转化成什么形式的能?

3.应用机械能守恒定律处理问题的解题步骤：
（1）确定研究对象（可以单个物体，也可以是相互作用的几个物体的整体）和研究________；
（2）考察_____________的条件是否满足（这一步骤比较容易出错，也是考试的重点，应紧扣只有重力、弹力做功，只存在重力势能、弹性势能和动能的转化来判断）；
（3）对物体的运动状态分析，确定物体的初末动能；选择零势能点或面，确定初末状态的势能值。（注意物体的速度应为对地速度）；
（4）应用机械能守恒定律列出方程m2v22/2+mgh2=m1v12/2+mgh1并解方程；
（5）写好答案，必要时作讨论。
例1：把一个小球用细绳悬挂起来，就成为一个摆（如图），摆长为，最大偏角为θ，如果阻力可以忽略，小球运动到最低位置时的速度是多大？

例2：在下面列举的各个实例中（除a外都不计空气阻力），哪些情况机械能是守恒的？说明理由。
①跳伞员带着张开的降落伞在空气中匀速下落
②抛出的手榴弹或标枪在空中运动
③拉着一个物体沿光滑的斜面匀速上升（图甲）
④在光滑水平面上运动的小球碰到一个弹簧，把弹簧压缩后，又被弹回来（图乙）
⑤用细绳拴着一个小球，使小球在竖直面内做圆周运动
随堂演练
1、下列图中木块运动过程机械能守恒的是（ ）

2．从地面竖直向上抛出一小球，若在上升和下落过程中不计阻力，则小球两次经过离地h高的某点时，小球具有( )
A．不同的速度 B．不同的加速度 C．不同的动能 D．不同的机械能
3．关于机械能是否守恒的叙述，正确的是( )
A．作匀速直线运动的物体的机械能一定守恒。
B．作匀变速运动的物体机械能可能守恒。
C．外力对物体做功为零时，机械能一定守恒。
D．只有重力对物体做功，物体机械能一定守恒
4．质量为0．5kg的物体以加速度g／2竖直下落5m时，物体的动能为_________J，重力势能减少_________J，在此过程中，物体的机械能__________(填：守恒或不守恒)。
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