西北师大附中高一奥赛教案：机械能守恒定律

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1、课题第六节机械能守恒定律教学目标知识目标: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。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。能力口标：1.学会在具体的问题屮判定物体的机械能是否守怛。2.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。徳育目标：通过能量守恒的教学，使学生树立科学观点，理解和运用口然规律，并用來解决实际问题。课型新授课课时1课时重点1.理解机械能守恒定律的內容。2.在具体的问题中能判定机械能是否守恒，并能列出定律的数学

2、表达式。难点1.从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件。2.能正确判断研究对彖在所经历的过程中机械能是否守恒。教学方法1.关于机械能守恒定律的得出，采用师生共同演绎推导的方法，明确该定律数学表达公式的来龙去脉。2.关于机械能守恒的条件，在教学时釆用列举实例，具体情况具体分析的方法。教具教学过程摘要机械能守恒定律是能量守恒定律的一个特例，要使学牛对定律的得出、含义、适用条件有一个明确的认识，这是能够用该定律解决力学问题的基础。木节知识点包扭机械能孑也定律的推导；机械能孑也定律的含义和适用条件。引入课题：思考

3、题：1.木章中我们学习了哪几种形式的能？它们各是如何定义的？它们的大小各由什么决定？2.动能定理的内容和表达式是什么？3.重力所做的功与物体重力势能的变化Z间冇什么关系？学生回答：本章我们学习了以下儿种能：动能、重力势能、弹性势能。物体由于运动而具冇的能叫动能，动能与物体的质量及运动的速度有关；物体由于被举高而具有的能叫重力势能，重力势能与物体的质量及被举高的高度有关；物体由于发生弹性形变何具有的能叫弹性势能，弹性势能与形变的程度有关。动能定理的内容是：物体所受合外力所做的功等于物体动能的改变，即W=WK-Eg

4、=AE

5、；o重力所做的功和物体重力势能Z间变化的关系为：Wg=EP]-Ep?=-AEPo总结：同学们要注意动能定理中动能的变化屋是末动能减去初动能，而重力做功为重力势能改变之间关系式中是初位置的重力势能与末位置重力势能的差。引入：动能、重力势能、弹性势能统称为机械能，木节课我们就来研究有关机械能的问题。新课教学:一、机械能1.什么是机械能动能和势能（重力势能和弹性势能）统称为机械能。讨论：举例说明不同形式的机械能可以相互转化。实例1:竖氏上抛运动，动能丄升》重力势能A下降实例2：将轻弹•簧的一端悬挂，另一端连接

6、一个质量较大的小球，平衡时小球静止在0点，若将小球向下拉到位置A,然后释放，忽略空气阻力，分析小球运动过程屮，小球和弹簧的机械能若何变化？2.不同形式的机械能可以相互转化。过渡：通过上述分析，我们发现动能和势能Z间可以相互转化，那么在动能和势能的转化过程中，动能和势能的和会保持不变吗?二、机械能守恒定律1.推导过程思考题一：如图（1）所示，将一个质量为H1的物休竖直向上抛岀，经过高度为h.的A点时速度为v】，经过高度为h2的B点时速度为V2,不计空气阻力。求物体由A点运动到B点的过程中，合外力做的功和重力做的功

7、，写出物体在A点时的机械能和在B点吋的机械能。经过髙度为ht思考题二：如图（2）所示，一个质量为m的物体做平抛运动,的A点时速度为J,经过高度为h2的B点时速度为v2,求物体由A点运动到B点的过程屮，合外力对物体做的功和重力对物体做的功，写出物体在A点时的机械能和在B点时的机械能。学生活动设计：把学/分为两小组，一组做思考题一，另一•组做思考题二，并进行小组赛。据动能定理得：W合=Wq=—mv2-—①22重力做功与重力势能的关系得到：WG=mgh1-mgh2②由W^=WG得:~^mv2=ingh_mgh?③E

8、a=—4-mgh{,E^=—mv4-tngh2将③式移项得:~mvi+mgh?=*加彳4-mgh}④结果分析：讨论并强调以上各式的物理意义。①式表示合外力做的功等于物体动能的变化。②式表示重力做的功等于物体重力势能变化的负值。③表示物体动能的减少量等于重力势能的増加量。在思考题二屮，为物体动能的增加量等于重力势能的减少量。④表示物体在A、B两点的机械能相等。引导：请大家回答，在什么条件下，物体具有的机械能的总和会保持不变？1.内容：在只有重力做功的情况下，动能和重力势能相互转化，但在转化过程中的任何时刻，动能

9、和势能的总和和即机械能保持不变——机械能守恒。2.数学表达式：(1)守恒式:~mv2+mgh?=+mgh、（2）转化式:2/hvj=mgh-mgh?上边我们通过推导得到了机械能是守怛的这一结论，下边同学们思考：问题1:在推导屮，我们是以物体做竖肓上抛运动和做平抛运动为例进行的，请问：上述二种运动冇什么相同和不同Z处？学生答：相同点是在上述两种运动中物体只受到重力作川；不同Z处是物体运