能量守恒定律-机械能守恒定律

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1、物理公开课教案：§2.3能量守恒定律--------机械能守恒定律（1）苏荣晖教学目标1.知道什么是机械能。2.让学生掌握体验用实验探究机械能的转化和守恒。3.掌握机械能守恒定律，应用机械能守恒定律解决实际问题。4.让学生树立守恒的科学观点，自觉运用它分析问题教学重点、难点1.理解机械能守恒定律的内容；2.能正确的选择研究对象和过程，从能的转化和功能关系判断机械能是否守恒，应用机械能守恒定律列式解决问题。教具多媒体、实验器材（打点计时器、墨粉纸盘、纸带、重锤、铁架台、铁夹、刻度尺、摆球和细线、弹簧

2、振子）课时1【教学过程】教学活动教学内容引入新课0.5分钟【引入】本章我们已经学习了，动能：物体由于运动而具有的能（）；重力势能：物体处于一定的高度而具有的能（）；弹性势能：物体因为发生弹性形变而具有的能。物理上把动能、重力势能、弹性势能之和称为机械能。今天我们一起研究自由重力做功的自由落体运动过程动能和重力势能的转化规律，推广到其它物理过程。【演示1】及分析1.5分钟【师生探究实验】及分析20分钟一、机械能的转化和守恒的实验探索：【演示】观察自由下落物体的运动情况，讨论以下问题。（1）分析小球的

3、受力情况？各力做功情况？能量如何转化？（2）同学能否观察出小球下落过程各个位置机械能（重力势能、动能之和）的数值关系？【总结】小球在自由下落过程，只受重力作用，只有重力做功。下落过程速度（动能）增大、，高度降低（重力势能减小），说明动能和重力势能相互转化，但我们无法观测出下落过程各个位置的重力势能和动能总和的数值关系。什么方法可让我们获得自由落体运动任意位置的机械能？【师生探究实验】参照课本33《实验与探究》师生一起来确定实验方案，然后完成实验。4j（二－1.2）参考《课本》P34师生一起证明、总

4、结5分钟（二－3）【例题1】和学生一起完成并解释，7分钟表格一：各点的位置位置1位置2A位置3位置4位置5B位置6表格二：、、EK、EP、EAh1(m)△hA（m）(m/s)(J)(J)(J)BH2(m)△hB（m）(m/s)(J)(J)(J)[实验结论]自由落体运动，只有重力做功的情况下，重力势能和动能相互转化，任何位置（时刻）总的机械能保持不变。二、机械能守恒定律：1.定律内容：在只有重力做功的情况下，物体的动能和重力势能相互转化，但机械能（动能和重力势能）的总量保持不变。2.理论推导表达式：

5、【问题】思考并证明下列过程机械能守恒：一个质量为m的物体自由下落，经高度为h1的A点（初位置）时速度为v1，下落到高度为h2的B点（末位置）时速度v2。（应用动能定理和重力做功与重力势能关系）。（1）即：，动能（或势能）的增加量等于势能的（或动能）的减少量。（2）即：，初状态的机械能等于末状态的机械能。【教师精讲】实验和理论都证明，不论物体做何种运动（直线、曲线、匀变速、变加速等），如果只有重力做功；只有动能和重力势能相互转化且机械能守恒。【例题1】下列物体中，机械能守恒的是：（）A.标枪在空中飞

6、行（不考虑空气阻力）;B.被匀速吊起的集装箱；C.半圆光滑凹槽上自由运动的物体D.如图物体在与摩擦力f相等外力F作用下，以速度V冲上斜面减速运动到最高点过程。4j【例题2】给学生4分钟，教师分析后总结解题一般步骤（共9分钟）3.机械能守恒条件的理解：（机械能是系统的）（1）做功判断法：只有重力做功，无其它力做功或其它力做功之和为零。（2）能量转化判断法：只有系统内的动能和势能相互转化，无其它形式能量和机械能相互转化。4.机械能守恒定律的应用：（解题一般步骤）（1）正确选取研究对象（物体或系统）；（

7、2）明确研究对象的运动过程；（3）分析研究对象在整个过程中的受力及各力做功情况，判断是否守恒；（4）选取参考平面，确定初、末状态的机械能；（5）根据守恒定律列式、求解、讨论。【例题2】荡秋千是一种常见的休闲活动，也是我国民族运动会上的一个比赛项目。若秋千绳的长度为2.5m，荡到最高点时秋千与竖直方向成600，求荡到最低点时秋千的速度（g取10m/s2，忽略空气阻力和摩擦）。小结:应用机械能守恒定律解题，可以只考虑初、末状态，不考虑两个状态中间的过程细节，可简化解题不骤，并且可以解决牛顿运动定律无法

8、解的曲线运动、变加速度运动问题，因此遇动力学问题如果机械能守恒优先使用机械守恒定律解题。总结1分钟教师引导学生总结本节课内容，课件投影。布置作业（0.5分钟）【练习1】关于机械能是否守恒的叙述，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的机械能可能守恒；C.合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。【练习2】一个物体从光滑的斜面顶端开始滑下，斜面高1m，长2m，不计空气阻力，物体滑到底端的速度是多大？【