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机械能守恒定律机械能守恒定律肇庆市实验中学肇庆市实验中学 梁卓豪梁卓豪一一教学目标教学目标 知识目标: 1、知道什么是机械能,知道物体的动能和势能可以相互转化。 2、理解机械能守恒定律的内容。 3、在具体问题中,能判定机械能是否守恒,并能列出机械能守恒的方程式。 能力目标: 1、学会在具体的问题中判这定物体的机械能是否守恒; 2、初步学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象,分析问题。 德育目标: 通过能量守恒的教学,使学生树立科学观点,理解和运用自然规律,并用来解决实际 问题。二二. 教学重点教学重点 1、理解机械能守恒定律的内容。 2、在具体问题中能判定机械能是否守恒,并能列出定律的数学表达式。三三. . 教学难点教学难点 1、从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件。 2、能正确判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒。四四. . 教学用具教学用具 自制投影片、CAI 课件。五教学过程五教学过程 (一)(一) 动能与势能之间的相互转化动能与势能之间的相互转化 机械能:动能与势能(包括重力势能和弹性势能) 动能与势能之间的相互转化 先让学生观摩课本 图片后思考(用多煤体找出图片) 如图的能量转化:动能弹性势能重力势能(二)(二) 机械能守恒定律的理论推导:机械能守恒定律的理论推导: 推导过程:(课本)如下: 设一个质量为 m 的物体自由下落,经过高度为 h1的 A 点时速度为 v1,下落到高度 h2 为的 B 点时速度为 v2,在自由落体运动中,小球只受到重力作用,重力做正功设重力所做的功为,则由动能定理可得GW2 12 221 21mvmvWG上式表示,重力所做的功等于小球动能的增加 由重力所做的功等于小球重力势能变化的关系可知: 图12mghmghWG上式表示,重力所做的功等于小球重力势能的减少h1h2ABv1v2由和式可得:122 12 221 21mghmghmvmv可见,在自由落体运动中,重力做了多少功,就有多少重力势能转化为等量的动能 把移项得:12 122 221 21mghmvmghmv或 2211PKPKEEEE上式表示,小球在自由落体运动过程中,动能与重力势能之和不变,亦即它的机械能保持 不变从而得出结论:机械能守恒定律:机械能守恒定律:在只有重力做功的条件下,物体的动能和重力势能相互转化,但在只有重力做功的条件下,物体的动能和重力势能相互转化,但 机械能的总量保持不变。机械能的总量保持不变。 在只有弹力做功的条件下,物体的动能和弹性势能相互转化,但在只有弹力做功的条件下,物体的动能和弹性势能相互转化,但 机械能的总量保持不变机械能的总量保持不变(三)(三) 机械能守恒定律的条件:机械能守恒定律的条件: 只有重力或弹力做功,而没有受到其他外力作用. (1) 从做功的角度看,只有重力(或弹力)做功,机械能守恒 a只有重力做功,单个物体的动能和重力势能相互转化,物体的机械能守恒 b只有弹簧的弹力做功,物体的动能和弹簧的弹性势能相互转化,物体与弹簧组成的系统 机械能守恒 c只有重力和弹簧的弹力做功,物体的动能和重力势能与弹簧的弹性势能相互转化,物体 和弹簧组成的系统机械能守恒 () 从能量转化角度看,只有系统内动能和势能的相互转化,无其他形式能量的转化, 系统机械能守恒 () 合外力为零,机械能不一定守恒 () 合外力做功为零,机械能不一定为零(四)(四) 机械能守恒定律的应用机械能守恒定律的应用 基本解题思路: 选取研究对象 根据研究对象所经历的物理过程,进行受力,做功分析,判断机械能是否守恒 恰当地选取参考平面,确定研究对象在过程的初末时刻的机械能 根据机械能守恒定律列方程,进行求解例题: 一跳水运动员站在 hm 的高台上做跳水表演,已知运动员跳离跳台时速度m/s,求运动员落至水面时速度 v 的大小,忽略运动员身高的影响和空气阻力 (0v)210/gm s解:以运动员为研究对象,从跳离跳台到落至水面,因为只有重力做功,机械能守恒, 所以有:22 011 22mghmmvv所以运动员落至水面时速度 v 的大小为:22 022 10 105/15/vghm sm sv(五)小(五)小 结结 1、我们说机械能守恒的关键是:只有重力或弹力做功; 2、在具体判断机械能是否守恒时,一般从以下两方面考虑: 对于某个物体,若只有重力做功,而其他力不做功,则该物体的机械能守恒。 对于由两个或两个以上物体(包括弹簧在内组成的系统,如果系统只有重力做功或弹力 做功,物体间只有动能、重力势能和弹性势能之间的相互转化,系统与外界没有机械能的 转移,系统内部没有机械能与其他形式能的转化系统的机械能守恒。 3、如果物体或系统除重力或弹力之外还有其他力做功,那么机械能就要改变(六)(六)板书设计板书设计机械能守恒内容只有重力做功,单个物 体的动能和重力势能相 互转化,物体的机械能 守恒只有弹簧的弹力做 功,物体的动能和 弹簧的弹性势能相 互转化,物体与弹 簧组成的系统机械 能守恒只有重力和弹簧的 弹力做功,物体的 动能和重力势能与 弹簧的弹性势能相 互转化,物体和弹 簧组成的系统机械 能守恒条件只有有重力做功只有弹力做功只有重力和弹力做 功表达式2211PKPKEEEEkpEE 0E
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