机械能及其守恒教案(教师用).doc

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1、课题：机械能守恒及其实验课型：一对二同步复习（基础）科目：物理备课时间：2012.7.6讲师：邝飞云课程适合学生：人教版高一学生教学目标1.掌握机械能守恒的定义2.能灵活运用机械能守恒的公式定理3.掌握验证机械能守恒的实验教学内容重力势能、弹性势能、机械能守恒定律、机械能守恒定律实验重点机械能守恒定律及其实验难点机械能守恒定律与动能定律、势能的综合运用知识导入：一、重力做功的特点与重力势能1.重力做功的特点：重力做功与路径无关，只与始末位置的竖直高度差有关。公式：2.重力势能：物体由于被举高而具有的能叫重力势能。表达式为：，其中h为物体所在处相对于所选取的零势面的竖直高度。物

2、体在某一状态下所具有的重力势能的值将随零势面的选取而不同，但物体经历的某一过程中重力势能的变化却与零势面的选取无关。3.重力做功与重力势能变化间的关系：重力做的功总等于重力势能的减少量，即a.重力做正功时，重力势能减少；b.克服重力做功时，重力势能增加【例1】如图所示，桌面高地面高H，小球自离桌面高h处由静止落下，不计空气阻力，则小球触地的瞬间机械能为（设桌面为零势面）（）A．mgh；B．mgH；C．mg（H＋h）；D．mg（H－h）解析：这一过程机械能守恒，以桌面为零势面，E初=mgh，所以着地时也为mgh，有的学生对此接受不了，可以这样想，E初=mgh，末为E末=½mv2

3、－mgH，而½mv2=mg（H＋h）由此两式可得：E末=mgh答案：A二、弹性势能1.发生弹性形变的物体具有的能叫做弹性势能2.弹性势能的大小跟物体形变的大小有关，EP′=1/2×kx23.弹性势能的变化与弹力做功的关系:弹力所做的功，等于弹性势能减少.W弹=-ΔEP′三、机械能守恒定律1.机械能：动能和势能的总和称机械能。而势能中除了重力势能外还有弹性势能。所谓弹性势能指的是物体由于发生弹性形变而具有的能。2、机械能守恒守律：只有重力做功和弹力做功时，动能和重力势能、弹性势能间相互转换，但机械能的总量保持不变，这就是所谓的机械能守恒定律。3、机械能守恒定律的适用条件：（1）

4、对单个物体，只有重力或弹力做功．（2）对某一系统,物体间只有动能和重力势能及弹性势能相互转化,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它形式的能(如没有内能产生)，则系统的机械能守恒．（3）定律既适用于一个物体，又适用于几个物体组成的物体系，但前提必须满足机械能守恒的条件．4．表达形式：EK1＋Epl=Ek2＋EP2*动量守恒定律：如果一个系统不受外力或所受外力的矢量和为零，那么这个系统的总动量保持不变，这个结论叫做动量守恒定律。四、判断机械能是否守恒首先应特别提醒注意的是，机械能守恒的条件绝不是合外力的功等于零，更不是合外力等于零。（1)用做功来判断：若对物体或

5、系统只有重力或弹力做功，没有其他力做功或其他力做功的代数和为零，则机械能守恒；(2）用能量转化来判定：若物体系中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化，则物体系机械能守恒．（3）对一些绳子突然绷紧，物体间非弹性碰撞等除非题目的特别说明，机械能必定不守恒，完全非弹性碰撞过程机械能不守恒例题精选：【例2】对一个系统，下面说法正确的是（）A．受到合外力为零时，系统机械能守恒B．系统受到除重力弹力以外的力做功为零时，系统的机械能守恒C．只有系统内部的重力弹力做功时，系统的机械能守恒D．除重力弹力以外的力只要对系统作用，则系统的机械能就不守恒解析：系统受到合外力为零时，

6、系统动量守恒，但机械能就不一定守恒，C对【例3】如图所示，在光滑的水平面上放一质量为M＝96．4kg的木箱，用细绳跨过定滑轮O与一质量为m=10kg的重物相连，已知木箱到定滑轮的绳长AO＝8m，OA绳与水平方向成300角，重物距地面高度h=3m，开始时让它们处于静止状态．不计绳的质量及一切摩擦，g取10m／s2，将重物无初速度释放，当它落地的瞬间木箱的速度多大？解析：本题中重物m和水箱M动能均来源于重物的重力势能，只是m和M的速率不等．根据题意，m，M和地球组成的系统机械能守恒，选取水平面为零势能面，有mgh＝½mv＋½Mv从题中可知，O距M之间的距离为h/＝Oasin300

7、＝4m当m落地瞬间，OA绳与水平方向夹角为α，则cosα==4/5而m的速度vm等于vM沿绳的分速度，如图5—55所示，则有vm＝vMcosα所以，由式①一③得vM=m/s答案：m/s【例4】如图所示装置，木块B与水平面的接触是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短．现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象（系统），则此系统在子弹射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中（）A．动量守恒、机械能守恒B．动量不守恒，机械能不守恒C．动量守恒、机械能不守恒D．动量不守恒、机械能守恒解析：在