机械能守恒定律教学目的 1、加强学生对机械能守恒定律及其适用条件的认识，使他们能够运用守恒条件判断具体问题是否满足机械能守恒定律，并应用机械能守恒定律求解问题2、培养学生综合分析的能力，使他们逐步掌握在较复杂问题中分析题意，找出适用规律，并运用规律解决问题的方法重点难点机械能守恒定律等规律及应用是本章重点本章难点较多机械能守恒定律及其适用条件是比较突出的难点教学过程本节课我们来复习机械能机械能包括动能和势能，势能又包括重力势能和弹性势能板书：一、基本概念板书：机械能（1）动能提问：我们先来回忆动能的意义及它的表达式和单位回答：物体由于运动而具有的能量叫做动能物体的动能用公式表示为：Ek=mv2/2国际单位制中，动能的单位与功一样，也是焦耳板书：Ek=mv2/2单位：焦耳提问：动能是矢量还是标量？动能有参照物吗？动能的最小值是多少？回答：动能是标量，没有方向所以动能只与物体运动的速度大小速率有关，而与物体的运动方向无关物体的动能，一般情况下都是以地面为参照物的物体的动能最小为零，无负值板书：说明：动能是标量、地面为参照物、最小值为零、无负值提问：动能是描述物体运动状态的一个物理量，我们学习过的动量也是一个描述物体运动状态的物理量它们之间有什么联系和区别呢？回答：它们都是描述物体运动状态的量对同一个物体，它的动量增大，动能也必然增大反之，动能增大，动量也必然增大它们之间大小的关系为：Ek=P2/2m，这是它们的联系动量是矢量，有方向；动能是标量，没有方向动量与速度的一次方成正比，动能与速度的二次方成正比板书：动能与动量Ek=p2/2m讲述：刚才同学们已经基本分析出动能与动量的联系和区别，当然动能与动量的本质区别还在于守恒定律中所表现出的特点不同：动量是机械运动相互传递时表现出的一个守恒量；而动能则是当机械运动向热运动等其他形式运动转化时所表现出的一个量这一点，同学们会随着今后的学习进一步加深领悟提问：下面我们再来看看重力势能同学们先回忆一下什么是重力势能，它的表达式是怎样的？回答：物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能用公式表示：Ep=mgh板书：（2）重力势能Ep=mgh提问：对于重力势能，我们还能够回忆起哪些内容，请同学们踊跃发言回答：重力势能是标量，没有方向重力势能有正负，重力势能为正表示物体的势能大于它的零势能面的势能，正的重力势能数值越大表示物体的重力势能越大；重力势能为负表示物体的势能小于它在零势能面的势能，负的重力势能数值越大表示物体的重力势能越小重力势能的大小是和零势能面的选取有关的，由于零势能面的选取是任意的，所以物体的重力势能也是相对的，故物体重力势能的绝对量是没有意义的，只有物体势能的变化量才是有意义的由于重力势能是因为地球与物体之间具有相互吸引力而产生的，又与物体与地球的相对位置有关，所以重力势能是物体与地球所构成的系统所具有的通常情况下我们所说的物体的重力势能，实际是物体与地球所构成系统的引力势能的一种简称板书：说明：重力势能是标量，但有正负、重力势能与零势能面的选取有关、重力势能是物体与地球所构成的系统所具有的讲述：需要说明的是：只有类似重力这样，做功与路径无关的力，才能引入势能的概念我们下面要复习的弹性势能也是这样而类似摩擦力这样做功与路径有关的力，则不能引入势能提问：下面同学们回忆一下关于弹性势能所需要掌握的知识回答：物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能物体的弹性势能的大小与物体的材料、发生弹性形变的大小等有关弹性势能与弹力做功的关系，与重力势能与重力做功的关系相类似：弹力做正功，物体的弹性势能就减少；弹力做负功，或者叫外力克服弹力做功，物体的弹性势能就增加板书：（3）弹性势能讲述：对于弹性势能，我们只要定性了解就可以了，中学范围内对它的大小不做定量的讨论讲述：关于机械能的概念需要最后说明的是：我们学习过的分子势能、电势能等，虽然也是势能，但它们不属于机械能范畴所以如动能与电势能相互转化的问题，不属于机械能守恒下面，我们开始复习这一章的基本规律板书：二、基本规律板书：机械能守恒定律提问：请同学们回忆一下机械能守恒定律的内容、条件及表达式回答：机械能守恒定律的内容：在只有重力和弹力做功的情形下，物体的动能和势能发生相互转化，但总的机械能保持不变用公式表示：E1=E2其中E1表示开始时系统的机械能，包括初状态时系统内各个物体的动能与势能，E2表示最终时系统的机械能，包括末状态时系统内各个物体的动能与势能板书：E1=E2讲述：由于机械能守恒定律只涉及开始状态和终了状态的机械能，不涉及中间运动过程的细节，因此用它来处理问题相当简便对于机械能守恒定律，应在以下几个方面有充分的认识和理解：提问：首先，我们来分析一下机械能守恒定律的研究对象，这个研究对象是一个物体呢，还是一个系统呢？为什么？如果是系统的话，重力在这个系统中是个什么样的力？回答：机械能守恒定律的研究对象是系统由于机械能包括重力势能和弹性势能，而凡是势能总是相互作用的物体所共有的能，所以势能是属于系统的，于是机械能也是一个系统所具有的故而，我们所研究的机械能守恒系统包括地球，在这个系统中，重力是内力板书：说明：研究对象是系统，重力是系统内力提问：从守恒定律的叙述中，我们已经发现机械能守恒的条件是：只有重力和弹力做功那么为什么重力和弹力做功不改变系统的机械能呢？回答：如果只有重力做功，只能引起物体动能与重力势能之间的转化重力做了多少功，重力势能就减少多少，物体动能就增加多少；运动物体克服重力做了多少功，重力势能就增加多少，物体的动能就减少多少所以，包括物体与地球在内的系统的机械能不变如果只有物体间的弹力做功，只能引起物体的动能与物体间的弹性势能之间的转化弹力做了多少功，弹性势能就减少多少，动能就增加多少；运动物体克服弹力做了多少功，弹性势能就增加多少，动能就减少多少包括各物体及它们间的弹性体在内的系统的机械能不变讲述：值得注意的是，关于机械能守恒的条件的叙述，刚才的表述只是多种表述中的一种，我们应该了解各种不同的表述方式板书：机械能守恒的条件讲述：机械能守恒的条件可以有两类表述，一类是从做功的特点表述，另一类是从能的转化表述，其实质是一致的从做功的特点表述，可正面叙述为：只有系统内部的重力和弹力做功或反面叙述为：既无外力做功又无其他内力做功从能的转化表述，可正面叙述为：只有系统内部的动能、重力势能、弹性势能之间的转化或反面叙述为：既无外界能量与系统内部机械能之间的转化或转移，也没有系统内部其他能量与机械能之间的转化下面我们看看如何应用机械能守恒定律解决问题板书：机械能守恒定律的应用提问：对于应用机械能守恒定律解题，我们在高一时曾做过不少练习，通常解题要经过哪几步呢？回答：应用机械能守恒定律解决问题时第一步应选定所研究的系统，第二步再判断此系统是否满足机械能守恒的条件，如判断出系统的机械能守恒，第三步再把系统内各个物体的动能与势能代入机械能守恒定律公式进行计算提问：怎样选定所研究的系统？回答：选定研究系统即明确所研究的是哪些物体，它们之间有哪些相互作用，它们与外界的联系点是什么提问：系统机械能是否守恒是怎样判断的？回答：判断系统机械能是否守恒时应根据机械能守恒条件，判断系统内物体间的相互作用是否只有重力和弹力，如果有别的力，这个力是否做功及外界是否对系统不做功提问：代入各物体机械能时要注意什么？回答：代入物体机械能时要注意应把各个物体的动能和势能都考虑到，不能丢掉某一项，如果是一个物体与地球组成的系统，比如各种抛体问题，等式左右两边应各有一项动能和势能，如果是一个物体与地球组成的系统，如各种连接体问题，等式左右两边应各有两项动能和势能，如系统中还有弹性体，如含有弹簧，则还要考虑弹性势能其中如果合理选取零势能面，能使若干项重力势能为零，使计算更为简化例题分析例一、P74、例1例二、P75、例2作 业P75、能力训练题