机械能守恒定律习题课教学设计

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1、《机械能守恒定律》习题课教学设计游海女一、学习目标1．在已经学习有关机械能概念和机械能守恒定律的基础上，进一步掌握利用机械能守恒的条件来判断机械能是否守恒，掌握应用机械能守恒定律分析、解决问题的基本方法。2．学习从功和能的角度分析、处理问题的方法，提高运用所学知识综合分析、解决问题的能力。二、重点、难点分析1．机械能守恒定律的应用是本节教学的重点内容，重点使学生掌握物体系统机械能守恒的条件；能够正确分析物体系统所具有的机械能；能够应用机械能守恒定律解决有关问题。2．能否正确选用机械能守恒定律解决问题是本节学习的一个难点。通过本节学习应让学生认识到，从功和能的角度分析、解决问题是物理学的

2、重要方法之一；同时进一步明确，在对问题作具体分析的条件下，要能够正确选用适当的物理规律分析、处理问题。三、主要教学过程（一）思维导图（二）机械能守恒定律的应用提出问题：学习机械能守恒定律，要能应用它分析、解决问题。下面我们通过具体问题的分析来学习机械能守恒定律的应用。在具体问题分析过程中，一方面要学习应用机械能守恒定律解决问题的方法，另一方面通过问题分析加深对机械能守恒定律的理解与认识。1、机械能是否守恒的判断例1　如图1所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是(　　)图14A.甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，物体A的机械能守恒B.乙图中，物体B沿斜面匀速下滑，物体B的机械能守恒C

3、.丙图中，不计任何阻力时，A加速下落，B加速上升过程中，A、B组成的系统机械能守恒D.丁图中，小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时，小球的机械能守恒【练习1】如图5所示，一轻质弹簧固定于O点，另一端系一小球，将小球从与O点在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速度地释放，让它自由摆下，不计空气阻力.在小球由A点摆向最低点B的过程中(　　)A.小球的重力势能减少B.小球的重力势能增大C.小球的机械能不变D.小球的机械能减少【规律总结】1.从做功角度判断首先确定研究对象是单个物体(其实是单个物体与地球组成的系统)还是系统.(1)单个物体：除重力(或弹簧类弹力)外无其他力做功(或其他力对这个物体做功

4、之和为零)，则物体的机械能守恒.(2)系统：外力中除重力(或弹簧类弹力)外无其他力做功，内力做功之和为零，则系统的机械能守恒.2.从能量转化角度判断系统内只有动能、重力势能、弹性势能的相互转化，无其他形式能量的转化，系统机械能守恒.2、应用机械能守恒定律解决综合问题【例2】在z巨离地面20m高处以15m/s的初速度水平抛出一小球，不计空气阻力，取g=10m/s2，求小球落地速度大小。引导学生思考分析，提出问题：（1）前面学习过应用运动合成与分解的方法处理平她运动，现在能否应用机械能守恒定律解决这类问题？（2）小球抛出后至落地之前的运动过程中，是否满足机械能守恒的条件？如何应用机械能守恒

5、定律解决问题？归纳学生分析的结果，明确：（1）小球下落过程中，只有重力对小球做功，满足机械能守恒条件，可以用机械能守恒定律求解；（2）应用机械能守恒定律时，应明确所选取的运动过程，明确初、末状态小球所具有的机械能。例题求解过程：取地面为参考平面，抛出时小球具有的重力势能，动能为落地时，小球的重力势能，动能为。根据机械能守恒定律，有E1=E2，即落地时小球的速度大小为提出问题：请考虑用机械能守恒定律解决问题与用运动合成解决问题的差异是什么？【例3】小球沿光滑的斜轨道由静止开始滑下，并进入在竖直平面内的离心轨道运动，如图所示，为保持小球能够通过离心轨道最高点而不落下来，求小球至少应从多高处

6、开始滑下？已知离心圆轨道半径为R，不计各处摩擦。提出问题，引导学生思考分析：（1）小球能够在离心轨道内完成完整的圆周运动，对小球通过圆轨道最高点的速度有何要求？（2）从小球沿斜轨道滑下，到小球在离心轨道内运动的过程中，小球的机械能是否守恒？4（3）如何应用机械能守恒定律解决这一问题？如何选取物体运动的初、末状态？归纳学生分析的结果，明确：（l）小球能够通过圆轨道最高点，要求小球在最高点具有一定速度，即此时小球运动所需要的向心力，恰好等于小球所受重力；（2）运动中小球的机械能守恒；（3）选小球开始下滑为初状态，通过离心轨道最高点为末状态，研究小球这一运动过程。例题求解过程：取离心轨道最低

7、点所在平面为参考平面，开始时小球具有的机械能。通过离心轨道最高点时，小球速度为v，此时小球的机械能为。根据机械能守恒定律E1=E2，有小球能够通过离心轨道最高点，应满足由以上两式解得小球从的高度由静止开始滚下，可以在离心圆轨道内完成完整的圆周运动。进一步说明：在中学阶段，由于数学工具的限制，我们无法应用牛顿运动定律解决小球在离心圆轨道内的运动。但应用机械能守恒定律，可以很简单地解决这类问题。【例4】长l=80cm的细绳上端固定，下端系一个质量m