機(jī)械能及其守恒教案(教師用)

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1、美景教育課程教案課題：機(jī)械能守恒及其實(shí)驗(yàn)課型：一對(duì)二同步復(fù)習(xí)（基礎(chǔ)）科目：物理備課時(shí)間：2012.7.6講師：鄺飛云課程適合學(xué)生：人教版高一學(xué)生教學(xué)目標(biāo)1.掌握機(jī)械能守恒的定義2.能靈活運(yùn)用機(jī)械能守恒的公式定理3.掌握驗(yàn)證機(jī)械能守恒的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容重力勢能、彈性勢能、機(jī)械能守恒定律、機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)機(jī)械能守恒定律及其實(shí)驗(yàn)難點(diǎn)機(jī)械能守恒定律與動(dòng)能定律、勢能的綜合運(yùn)用知識(shí)導(dǎo)入：一、重力做功的特點(diǎn)與重力勢能1.重力做功的特點(diǎn)：重力做功與路徑無關(guān)，只與始末位置的豎直高度差有關(guān)。公式：2.重力勢能：物體由于被舉高而具

2、有的能叫重力勢能。表達(dá)式為：，其中h為物體所在處相對(duì)于所選取的零勢面的豎直高度。物體在某一狀態(tài)下所具有的重力勢能的值將隨零勢面的選取而不同，但物體經(jīng)歷的某一過程中重力勢能的變化卻與零勢面的選取無關(guān)。3.重力做功與重力勢能變化間的關(guān)系：重力做的功總等于重力勢能的減少量，即a.重力做正功時(shí)，重力勢能減少；b.克服重力做功時(shí)，重力勢能增加【例1】如圖所示，桌面高地面高H，小球自離桌面高h(yuǎn)處由靜止落下，不計(jì)空氣阻力，則小球觸地的瞬間機(jī)械能為（設(shè)桌面為零勢面）（）A．mgh；B．mgH；C．mg（H＋h）；D．mg（H－

3、h）解析：這一過程機(jī)械能守恒，以桌面為零勢面，E初=mgh，所以著地時(shí)也為mgh，有的學(xué)生對(duì)此接受不了，可以這樣想，E初=mgh，末為E末=?mv2－mgH，而?mv2=mg（H＋h）由此兩式可得：E末=mgh答案：A二、彈性勢能1.發(fā)生彈性形變的物體具有的能叫做彈性勢能2.彈性勢能的大小跟物體形變的大小有關(guān)，EP′=1/2×kx23.彈性勢能的變化與彈力做功的關(guān)系:彈力所做的功，等于彈性勢能減少.W彈=-ΔEP′三、機(jī)械能守恒定律1.機(jī)械能：動(dòng)能和勢能的總和稱機(jī)械能。而勢能中除了重力勢能外還有彈性勢能。所謂彈

4、性勢能指的是物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能。2、機(jī)械能守恒守律：只有重力做功和彈力做功時(shí)，動(dòng)能和重力勢能、彈性勢能間相互轉(zhuǎn)換，但機(jī)械能的總量保持不變，這就是所謂的機(jī)械能守恒定律。3、機(jī)械能守恒定律的適用條件：（1）對(duì)單個(gè)物體，只有重力或彈力做功．（2）對(duì)某一系統(tǒng),物體間只有動(dòng)能和重力勢能及彈性勢能相互轉(zhuǎn)化,系統(tǒng)跟外界沒有發(fā)生機(jī)械能的傳遞,機(jī)械能也沒有轉(zhuǎn)變成其它形式的能(如沒有內(nèi)能產(chǎn)生)，則系統(tǒng)的機(jī)械能守恒．（3美景教育，描繪美好教育愿景！聯(lián)系電話：0757-88742137羅村地址：時(shí)代傾城339號(hào)（靚家居側(cè)后

5、）美景教育課程教案）定律既適用于一個(gè)物體，又適用于幾個(gè)物體組成的物體系，但前提必須滿足機(jī)械能守恒的條件．4．表達(dá)形式：EK1＋Epl=Ek2＋EP2*動(dòng)量守恒定律：如果一個(gè)系統(tǒng)不受外力或所受外力的矢量和為零，那么這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變，這個(gè)結(jié)論叫做動(dòng)量守恒定律。四、判斷機(jī)械能是否守恒首先應(yīng)特別提醒注意的是，機(jī)械能守恒的條件絕不是合外力的功等于零，更不是合外力等于零。（1)用做功來判斷：若對(duì)物體或系統(tǒng)只有重力或彈力做功，沒有其他力做功或其他力做功的代數(shù)和為零，則機(jī)械能守恒；(2）用能量轉(zhuǎn)化來判定：若物體系中只有

6、動(dòng)能和勢能的相互轉(zhuǎn)化而無機(jī)械能與其他形式的能的轉(zhuǎn)化，則物體系機(jī)械能守恒．（3）對(duì)一些繩子突然繃緊，物體間非彈性碰撞等除非題目的特別說明，機(jī)械能必定不守恒，完全非彈性碰撞過程機(jī)械能不守恒例題精選：【例2】對(duì)一個(gè)系統(tǒng)，下面說法正確的是（）A．受到合外力為零時(shí)，系統(tǒng)機(jī)械能守恒B．系統(tǒng)受到除重力彈力以外的力做功為零時(shí)，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒C．只有系統(tǒng)內(nèi)部的重力彈力做功時(shí)，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒D．除重力彈力以外的力只要對(duì)系統(tǒng)作用，則系統(tǒng)的機(jī)械能就不守恒解析：系統(tǒng)受到合外力為零時(shí)，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，但機(jī)械能就不一定守恒，C對(duì)【例3】如

7、圖所示，在光滑的水平面上放一質(zhì)量為M＝96．4kg的木箱，用細(xì)繩跨過定滑輪O與一質(zhì)量為m=10kg的重物相連，已知木箱到定滑輪的繩長AO＝8m，OA繩與水平方向成300角，重物距地面高度h=3m，開始時(shí)讓它們處于靜止?fàn)顟B(tài)．不計(jì)繩的質(zhì)量及一切摩擦，g取10m／s2，將重物無初速度釋放，當(dāng)它落地的瞬間木箱的速度多大？解析：本題中重物m和水箱M動(dòng)能均來源于重物的重力勢能，只是m和M的速率不等．根據(jù)題意，m，M和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，選取水平面為零勢能面，有mgh＝?mv＋?Mv從題中可知，O距M之間的距離為h/＝

8、Oasin300＝4m當(dāng)m落地瞬間，OA繩與水平方向夾角為α，則cosα==4/5而m的速度vm等于vM沿繩的分速度，如圖5—55所示，則有vm＝vMcosα所以，由式①一③得vM=m/s答案：m/s【例4】如圖所示裝置，木塊B與水平面的接觸是光滑的，子彈A沿水平方向射入木塊后留在木塊內(nèi)，將彈簧壓縮到最短．現(xiàn)將子彈、木塊和彈簧合在一起作為研究對(duì)象（系統(tǒng)），則此系統(tǒng)在子彈射入木塊到彈簧壓