人教新课标高中物理必修二教案4.机械能守恒定律第1课时

1、4机械能守恒定律教学目标知道动能和势能可以相互转化，知道机械能的概念。理解机械能守恒的条件，掌握机械能守恒定律。能用机械能守恒定律解决相关问题，能用机械能守恒定律解释生活中的相关现象。尝试从力与运动、功与能的不同视角来解释生活中的相关现象。教学重难点教学重点机械能守恒定律的条件、机械能守恒定律教学难点机械能守恒定律的条件、机械能守恒定律教学准备多媒体课件教学过程新课引入教师活动：播放视频【情境素材】机械能守恒定律。教师活动：根据视频内容切入机械能守恒话题。讲授新课一、追寻守恒量教师活动：讲解守恒的思想在物理学中的应用。教师活动：结合图片，创设学生初中所学的测量不规则小石块的体积的情况。学生设问

2、：请同学们思考守恒的思想在测量不规则小石块的体积中的应用。学生活动：学生之间讨论老师所提问题，然后举手回答。教师活动：展示伽利略斜面实验的图片，描述在忽略摩擦力的情况下重力势能与动能的转换。教师活动：根据刚才的描述引入机械能守恒话题。二、机械能守恒定律教师活动：播放蹦极的视频，描述能量的转化。教师活动：播放撑竿跳高的视频，描述能量的变化。教师活动：讲解机械能的概念。运动的物体往往既有动能又有势能，物体的动能与重力势能（弹性势能）之和称为机械能。若用符号E表示机械能，则物体的机械能为E=Ep+Ek教师设问：动能与势能的相互转化是否存在某种定量的关系？教师活动：以动能与重力势能的转换为例，推导机械

3、能守恒定律。设想物体沿光滑曲面下滑。物体在某一时刻处在高度为hi的位置A,这时它的速度是VI。经过一段时间后，物体下落到高度为h2的另一位置B,这时它的速度是V2。支持力的方向与运动的方向垂直，故支持力不做功。从动能定理知道，重力对物体做的功等于物体动能的增加，即 TOC o 1-5 h z 212W=-mv2mv1 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 2另一方面，重力对物体做的功等于物体重力势能的减少，即Wmgh1mgh2从以上两式可得mghlmgh2 = 1mv21 2 mv12这就是说，重力做了多少功，就有多少重力势能转化为动能。把上式移项后

4、得到1mv2+mgh,=1mv12+mgEk2 Ep2Eki Ep1等式左边为物体末状态动能与势能之和，等式右边为物体初状态动能与势能之和。可见，在只有重力做功的系统内，动能与重力势能互相转化时总的机械能保持不变。同样可以证明，在只有弹力做功的物体系统内，动能和弹性势能可相互转化，总的机械能保持不变。教师活动：讲解机械能守恒定律。在只有重力或弹力做功的情况下，物体系统的动能与势能相互转化，机械能的总量保持不变。这个结论称为机械能守恒定律。教师活动：强调机械能守恒的条件。教师活动：讲解机械能守恒定律与动能定理的区别与联系。丁、规律康、工机械能守恒定律动能定理表送式Ei=E2,AEk=AEpAEa

5、=一AEbW=AEk使用范围只有重力或弹力做功无条件限制研究对象物体与地球组成的系统质点物理意义重力或弹力做功的过程是动能与势能合外力对物体做的功是动能变化相互转化的过程的量度应用角度守恒条件及初末状态机械能的形式和大小动能的变化及合外力做功情况选用原则(1)无论直线运动还是曲线运动，条件合适时，两规律都可以应用，都要考虑初、末状态，都不需要考虑所经历过程的细节。(2)能用机械能守恒定律解决的问题一般都能用动能定理解决；能用动能定理解决的问题不一定都能用机械能守恒定律解决。(3)动能定理比机械能守恒定律应用更广泛、更晋遍。思想方法机械能守恒定律和动能定理都是从做功和能量转化的角度，来研究物体在

6、力的作用下状态的变化，中间过程都有力做功，列式时都要找两个状态，所列方程都用标量的形式表达。典题剖析例1如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是()A.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在大小等于摩擦力的拉力作用下沿斜面下滑时，机械能守恒C.丙图中，不计任何阻力时A加速下落、B加速上升的过程中，A、B组成的系统机械能守恒D.丁图中，小球由水平位置A处静止释放，运动到B处的过程中，机械能守恒答案：BCD解析：题图甲中重力和弹力做功，物体A和弹簧组成的系统机械能守恒，但A机械能不守恒，故A错误；题图乙中物体B除受重力外，还受支持力、拉力、摩擦力，但当拉力与

7、摩擦力相等时，除重力之外的三个力做功的代数和为零，故B机械能守恒，故B正确；题图丙中绳子的张力对A做负功，对B做正功，两者代数和为零，又不计任何阻力，故A、B组成的系统机械能守恒，故C正确；题图丁中只有小球的重力做功，故机械能守恒，故D正确。例2如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，在弹簧压缩到最短的整个过程中，下列关于能量的叙述正确的应是()A.重力势能和动能之和总保持不变B.重力势能和弹性势能之和总保持不变C.动能和弹性势能之和总保持不变D.重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变答案：D解析：球下落过程中受到的重力做正功，弹力做负功，重力势能、弹性势能及动能都要发生变化，任意两种能量之和都不会保持