4.5.1机械能守恒定律及其应用

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1、课题机械能守恒定律设计人泸县一中教  学 目  标(一)知识与技能1．知道机械能的定义，动能和重力势能可以互相转化，能确定机械能的大小2．会推导机械能守恒定律，能理解机械能守恒的条件并会判断守恒问题3．能解决机械能守恒的相关问题(二)过程与方法从生活中的与机械能守恒相关的现象引入，让学生知道动能、势能可以相互转化，用实验探究动能、势能间的转化关系，培养学生利用实验抽象概括出物理规律的能力(三)情感、态度与价值观通过能的转化和守恒定律的学习，使学生理解科学进步对人类发展所起的积极作用，逐渐理解自然规律，运用自然规律，树立学习科学良好愿望.教学重点、

2、难点重点：理解机械能守恒定律的内容，会用守恒条件判断并列机械能守恒的方程难点：在具体问题中判断机械能是否守恒，并列守恒方程教学方法探究、讲授、讨论、练习教 学手段 摆球、铁架台、夹子、玩具过山车、麦克斯韦滚摆、弹簧振子、气垫导轨教学活动新课导入复习引入新课——前面我们学习了哪几种不同形式的能？那些属于机械能？它们的大小各由什么因素决定？板书：机械能——动能和势能统称为机械能E=Ek+Ep在初中学习时我们就了解到，在一定条件下，物体的动能与势能(包括重力势能和弹性势能)可以相互转化，下面我们观察演示实验中物体动能与势能转化的情况。新课内容1、观察思

3、考[演示1]：演示麦克斯韦滚摆上下平动和绕轴转动过程分析：物体运动中那些机械能在转化？如何转化？结论：动能与势能相互转化，势能减小时动能增大、动能减小时势能增大[演示2]：过山车玩具演示——让铁球在斜道上某一高度下滑，铁球可通过圆形轨道的最高点。分析：在这类似过山车的运动过程中，铁球的那些机械能在转化？如何转化？导入学生猜想结论：动能与势能相互转化，势能减小时动能增大、动能减小时势能增大[演示3]：将弹簧的一端接在气垫导轨的一端，另一端和滑块相连，让滑块在水平轨道上往复运动分析：滑块由静止经运动再至静止的过程中，滑块的那些机械能在转化？如何转化？

4、结论：动能与势能相互转化，势能减小时动能增大、动能减小时势能增大2、实验探究[演示4]：单摆从45度摆角静止释放，无铁夹挡住时，学生猜想单摆释放后能够达到的高度？分析那些机械能在转化？如何转化？结论：达到等高的高度，动能与势能相互转化，下降过程势能减小动能增大时势能转化为动能，上升过程动能减小势能增大时动能转化为势能[演示5]：单摆从45度摆角静止释放，有铁夹挡住时，学生再次猜想单摆被铁夹挡住后能够达到的高度？分析摆球运动中动能、势能变化情况如何？结论：仍然达到等高的高度，还是动能与势能相互转化，下降过程势能减小动能增大时势能转化为动能，上升过程

5、动能减小势能增大时动能转化为势能小结：物体运动过程中，随动能增大，物体的势能减小；反之，随动能减小，物体的势能增大。提问：上述运动过程中，物体的机械能是否变化呢？3、理论探究ABh1h2v1v2以平抛运动为例：小球的质量为m，在高度为h1时的A点速度为v1，在高度为h2时的B点速度为v2。(1)小球在A点的动能、势能、机械能分别为EkA=、EpA=、EA=；(2)小球在B点的动能、势能、机械能分别为EkB=、EpB=、EB=。(3)根据动能定理：重力对小球做的功等于其动能的变化量：WAB=△EkA从A到B重力对小球做功WAB=、此过程中小球动能的

6、变化量△EkA=；由动能定理即有：mg(h1-h2)=mv22-mv12变形得：mv22+mgh2=mv12+mgh1也即：教师演示学生活动教师活动学生活动Ek2+Ep2=Ek1+Ep1引导：分析上面式子所反映的物理意义。小结：下落过程中，只有重力做功，物体重力势能转化为动能，此过程中物体的机械能总量不变。4、分析弹簧振子提问：在只有弹簧弹力做功时，物体的机械能是否变化呢？以弹簧振子为例(未讲振动，不必给出弹簧振子名称，只需讲清系统特点即可)，简要分析系统势能与动能的转化。明确：进一步定量研究可以证明，在只有弹簧弹力做功条件下，物体的动能与势

7、能可以相互转化，物体的机械能总量不变。5、得出结论　　在只有重力和弹簧弹力对物体做功的情况下，物体的动能和势能可以相互转化，物体机械能总量保持不变。这称为机械能守恒定律。机械能守恒定律1、定律：在只有重力和弹簧弹力对物体做功的情况下，物体的动能和势能可以相互转化，物体机械能总量保持不变。这称为机械能守恒定律。2、公式：mv22+mgh2=mv12+mgh1(1)Ek2+Ep2=Ek1+Ep1(2)△Ek=—△Ep(3)3、条件：对单体而言：(1)只受重力、弹簧的弹力，不受其它力(2)只有重力、弹簧的弹力做功，其它力不做功(3)除重力与弹力外其它

8、力做功的代数和为零对系统而言：只有动能和势能相互转化，无其它形式的能量参与转化说明：机械能守恒是指满足守恒条件的全过程任意状态都守恒。用