人教版必修二7.8《万有引力理论的成就》WORD教案6 2页

第八节 机械能守恒定律（第1课时）‎ 教学目标 ：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．会正确推导物体在光滑曲面上运动过程中的机械能守恒，理解机械能守恒定律的内容，知道它的含义和适用条件．‎ ‎3.学会在具体的问题中判定物体的机械能是否守恒．‎ ‎4.初步学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象，分析问题．‎ 新课导入：我们已学习了重力势能、弹性势能、动能．这些不同形式的能是可以相互转化的，那么在相互转化的过程中，他们的总量是否发生变化?这节课我们就来探究这方面的问题．‎ ‎ 新课教学：‎ 一、 动能和势能的转化规律 1． 动能和势能的转化规律 试分析各个物体在运动过程中能量的转化情况．‎ ‎（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 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？‎ 我们下面再看这样一个例子：‎ ‎(演示：如图5．8—1，用细线、小球、带有标尺的铁架台等做实验．把一个小球用细线悬挂起来，把小球拉到一定高度的A点，然后放开，小球在摆动过程中，重力势能和动能相互转化．‎ 我们看到，小球可以摆到跟A点等高的C点，如图5．8—1甲．如果用尺子在某一点挡住细线，小球虽然不能摆到C点，但摆到另一侧时，也能达到跟A点相同的高度，如图5．8—1乙)‎ 思考2：在这个小实验中，小球的受力情况如何?各个力的做功情况如何?这个小实验说明了什么问题?‎ 实验证明，小球在摆动过程中重力势能和动能在不断转化．在摆动过程中，小球总能回到原来的高度．可见， 总和不变．‎ 上面几个例子都是说明动能和重力势能之间的相互转化，那么动能和另外一个势能——弹性势能之间的关系又是什么呢?我们看下面一个演示实验．‎ ‎(实验演示，如图5．8—2，水平方向的弹簧振于．用弹簧振子演示动能和弹性势能的相互转化)‎ 思考3：在这个小实验中，小球的受力情况如何?各个力的做功情况如何?这个小实验说明了什么?‎ 实验证明，小球在往复运动过程中弹性势能和动能在不断转化．小球在往复运动过程中总能回到原来的位置，可见， 总和应该不变．‎ 动能和重力势能和弹性势能的总和叫做 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 ．‎ 例1如图5．8—3所示，桌面高为A，质量为m的小球从离桌面高为H处自由落下，‎ 不计空气阻力，假设桌面处的重力势能为零，则小球落到地面前瞬间的机械能为…………………………………………( )‎ ‎ A.mgh B.mgH C.mg(H+h) D.mg(H—h) ‎ 一、 机械能守恒定律 推导：质量为m的物体自由下落过程中，经过高度h1的A点时速度为v1，下落至高度h2的B点处速度为v2。 ‎ 可见：在只有重力做功的物体系统内，动能和重力势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。同样可以证明：在只有弹力做功的物体系统内，动能和弹性势能可以相互转化，总的机械能也保持不变 1． 机械能守恒定律内容： ‎ ‎ 。‎ ‎2. 数学表达式： 即E1= E2．‎ ‎3.机械能守恒条件的理解 ‎ （1）从能量转化的角度看，只有系统内动能和势能相互转化，无其它形式能量之间（如内能）转化；‎ ‎ （2）从系统做功的角度看，只有重力或弹力做功。‎ ‎4.只有重力或弹力做功与只受重力或弹力作用的含义不同。‎ ‎(1)只受重力或弹力；‎ ‎(2)除重力或弹力外，还受其它力，但其它力不做功或其它力所做功代数和为零（摆球）。‎ 三、守恒定律的多种表达方式 ‎ 当系统满足机械能守恒的条件以后，常见的守恒表达式有以下几种：‎ ‎（1） ，即初状态的动能和势能之和等于末状态的动能和势能之和。‎ ‎（2） ，即动能（或势能）的增加量等于势能（或动能）的减少量。‎ ‎（3） ，即A物体机械能的增加量等于B物体机械能的减少量。‎ 例2、下列实例（均不计空气阻力）中的运动物体，机械能守恒的应是（ ） ‎ A．被起重机吊起的货物正在匀速上升 B．物体做自由落体运动 C．物体沿粗糙斜面匀速下滑 D．物体做平抛运动 例3.关于物体的机械能是否守恒的叙述，下列说法中正确的是 （ ） ‎ A．做匀速直线运动的物体，机械能一定守恒 ‎ B．做匀变速直线运动的物体，机械能一定守恒 ‎ C．外力对物体所做的功等于0时，机械能一定守恒 ‎ D．物体若只有重力做功，机械能一定守恒 ‎ 例4.以‎10m/s的初速度从‎10m高的塔上水平抛出一颗石子，不计空气阻力,求石子落地时速度的大小． ‎