高中物理 第四章 机械能和能源 第4节 机械能守恒定律教案1 粤教版必修2.doc

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1、第4节机械能守恒定律教学过程(一).动能与势能之间的相互转化1.机械能:动能与势能(包括重力势能和弹性势能)2.动能与势能之间的相互转化先让学生观摩课本P75 图片后思考(用多煤体找出图片)如图4-4-3的能量转化:动能→弹性势能→重力势能(二).机械能守恒定律的理论推导:推导过程:如下:设一个质量为m的物体自由下落,经过高度为h1的A点时速度为v1,下落到高度h2为的B点时速度为v2,在自由落体运动中,小球只受到重力作用,重力做h1h2ABv1v2正功.设重力所做的功为,则由动能定理可得   

2、   ①上式表示,重力所做的功等于小球动能的增加.由重力所做的功等于小球重力势能变化的关系可知:       ②             图1上式表示,重力所做的功等于小球重力势能的减少.由①和②式可得:  ③可见,在自由落体运动中,重力做了多少功,就有多少重力势能转化为等量的动能.把③移项得:   ④或       ⑤上式表示,小球在自由落体运动过程中,动能与重力势能之和不变,亦即它的机械能保持不变.从而得出结论:  机械能守恒定律:①在只有重力做功的条件下,物体的动能和重力势能相互转化,但机

3、械能的总量保持不变。②在只有弹力做功的条件下,物体的动能和弹性势能相互转化,但机械能的总量保持不变(三).机械能守恒定律的条件:只有重力或弹力做功,而没有受到其他外力作用.(1).从做功的角度看,只有重力(或弹力)做功,机械能守恒.a.只有重力做功,单个物体的动能和重力势能相互转化,物体的机械能守恒.b.只有弹簧的弹力做功,物体的动能和弹簧的弹性势能相互转化,物体与弹簧组成的系统机械能守恒.c.只有重力和弹簧的弹力做功,物体的动能和重力势能与弹簧的弹性势能相互转化,物体和弹簧组成的系统机械能守恒

4、.(2).从能量转化角度看,只有系统内动能和势能的相互转化,无其他形式能量的转化,系统机械能守恒.(3).合外力为零,机械能不一定守恒.(4).合外力做功为零,机械能不一定为零.(四).机械能守恒定律的应用1.基本解题思路:①.选取研究对象②.根据研究对象所经历的物理过程,进行受力,做功分析,判断机械能是否守恒.③.恰当地选取参考平面,确定研究对象在过程的初末时刻的机械能.④根据机械能守恒定律列方程,进行求解.2.例题:一跳水运动员站在h=10m的高台上做跳水表演,已知运动员跳离跳台时速度=5m

5、/s,求运动员落至水面时速度v的大小,忽略运动员身高的影响和空气阻力.()解:以运动员为研究对象,从跳离跳台到落至水面,因为只有重力做功,机械能守恒,所以有:所以运动员落至水面时速度v的大小为:(五)小结1、我们说机械能守恒的关键是:只有重力或弹力做功;2、在具体判断机械能是否守恒时,一般从以下两方面考虑:①对于某个物体,若只有重力做功,而其他力不做功,则该物体的机械能守恒。②对于由两个或两个以上物体(包括弹簧在内组成的系统,如果系统只有重力做功或弹力做功,物体间只有动能、重力势能和弹性势能之间

6、的相互转化,系统与外界没有机械能的转移,系统内部没有机械能与其他形式能的转化系统的机械能守恒。3、如果物体或系统除重力或弹力之外还有其他力做功,那么机械能就要改变(六)板书设计机械能守恒内容只有重力做功,单个物体的动能和重力势能相互转化,物体的机械能守恒只有弹簧的弹力做功,物体的动能和弹簧的弹性势能相互转化,物体与弹簧组成的系统机械能守恒.只有重力和弹簧的弹力做功,物体的动能和重力势能与弹簧的弹性势能相互转化,物体和弹簧组成的系统机械能守恒.条件只有有重力做功只有弹力做功只有重力和弹力做功表达式

7、△E=0△E=0

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