人教版高中物理必修2-第7章-第8节-机械能守恒定律（教案）

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1、人教版高中物理必修2第7章第8节机械能守恒定律【知识与技能】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，知道它的含义和适用条件。3.在具体问题中，判定机械能是否守恒，并能列出机械能守恒的方程式【过程与方法】1•通过科学探究机械能的过程，对物理现象(动能和势能的转化)的分析提出假设，再进行理论推导的物理研究方法；2.经历归纳概括“机械能守恒条件”的过程，体会归纳的思想方法；【情感态度与价值观】1•通过有趣的演示实验，激发学生的学习热情，体会科学的魅力2.通过机械能守恒定律，感悟自然界的守恒思想，体会自然的对称美、自然美。【教学重难点】★教

2、学重点1•掌握机械能守恒定律的建立、推导过程，理解机械能守恒定律的内容。2.在具体问题中能判断机械能是否守恒，并能列出定律的数学表达式。★教学难点1•从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒定律的条件。2.能正确判断研究对彖在所经历过稈中机械能是否守恒。【教学过程】★重难点一、机械能守恒的判断★一、对机械能的理解1.机械能是一个状态量，机械运动的物体在某一位置时，具有确定的速度，也就有确定的动能和势能，即具有确定的机械能。2.机械能是一个相对量，其大小与参考系、零势能面有关。3.机械能是标量，是系统所具有的。二、机械能守恒的判断1.机械能守恒的条件只有重力或弹力做功，可以从以下四

3、个方面进行理解：(1)物体只受重力或弹力作用。(2)存在其他力作用，但其他力不做功，只有重力或弹力做功。（3）其他力做功，但做功的代数和为零。（相互作用的物体组成的系统只有动能和势能的相互转化，无其他形式能量的转化）1.判断机械能是否守恒的方法（1）做功条件分析法应用系统机械能守恒的条件进行分析.若物体系统内只有重力和弹力做功，其他力均不做功，则系统的机械能守恒.（2）能量转化分析法从能量转化的角度进行分析.若只有系统内物体间动能和重力势能及弹性势能的相互转化，系统跟外界没有发生机械能的传递，机械能也没有转变成其他形式的能（如没冇内能增加），则系统的机械能守恒.2.实例分析物理

4、情境研究对象做功或能量转化情况结论做抛体运动的物体（不计空气阻力）物体只有重力做功运动过程中物体的机械能守恒如图，不计空气阻力，小球来回摆动过程小球只有重力做功（绳的拉力不做功）小球摆动过程中，机械能守恒如图，不计空气阻力,小球除重力外还有弹力做功该过程小球的机械能不守恒小球和弹簧组成的系统该系统内只发生重力势能、动能、弹性势能间的转化该过程小球和弹簧组成的系统的机械能守恒小球来回摆动过程/（或场除重力外还有绳的拉力做功该过程乂（或场的机械能不守恒A与B组成的系统该系统内只发生动能与重力势能间的相互转化该过程-4与B组成系统的机械能守恒也不计绳（不可伸长）与滑轮的重力，A向下、

5、B向上运动的过程如图，〃间及方与地面间摩擦不计，/沿N(或5)除重力外还有支持力（或压力）做功该过程A（或B）的机械能不守恒斜面自由下滑的过程该系统内只发生动能A与B和重力势能的相互转该过程A与〃组成系组成的系统化统的机械能守恒如图，忽略一切摩擦力,【典型例题】质量m=lkg的小球在长为L=1m的细绳作用下在竖直平血内做圆周运动，细绳能承受的最大拉力Tmax=46N,转轴离地高度h=6m,g=10m/s2.试求：（1）若恰好通过最高点，则最高点处的速度为多大？（2）在某次运动中在最低点细绳恰好被拉断，则此时的速度为多大？（3）绳断后小球做平抛运动，如图所示，求落地水平距离x・【

6、答案】(1)s(2)6m/s(3)6m【试题分析】（1）当小球恰好通过最高点时，重力提供向心力，根据向心力公式即可求解；（2）在最低点细绳恰好被拉断时，绳子的拉力达到最大值，対小球在最低点进行受力分析，由向心力公式即可求解；（3）细绳断后，小球做平抛运动，根据平抛运动基本公式即可求解.【解析】（1）当小球恰好通过最高点时，小球只受重力，并由重力提供向心力.设此时速度为心，根据牛顿第二定律得：mg=m—,所以v0=-JgL-s-710m/sL（2）若细绳此时恰好被拉断，则T=TnMX=467Vp2小球在最低点时，由牛顿第二定律得Tm（LX-mg=m—厶y2代入数据得46-lxl0

7、=lx—,解得v=6m/s（3）绳断后，小球做平抛运动，设水平距离为x,则有h-L=^gt2"呼序j水平距离x=v/=6xlm=6m★重难点二、机械能守恒定律的应用*一、应用机械能守恒定律解题的步骤1.选取研究对象（物体或系统）。2.明确研允对象的运动过程，分析研究对象在过程中的受力情况，弄清各力做功情况，判断机械能是否守恒。3.选取恰当的参考平面，确定研究对象在初末状态的机械能。4.选取恰当的表达式列方程求解。常见的表达式有以下几种：a.Eki+Epl=Ek2+Ep2,即初状态的动能与势能