七 机械能守恒定律的应用 【教学目标】1、知识目标(1)知道应用机械能守恒定律解题的步骤以及用该定律解题的优点,会用机械能守恒定律解决简单的问题;(2)能判断具体问题中物体系统的机械能是否守恒,明确应用机械能守恒定律分析问题的注意点;(3)掌握用机械能守恒定律和动能定理、动量守恒定律综合解题的方法。2、能力目标(1)针对具体的物理现象和问题,正确应用机械能守恒定律;(2)掌握解决力学问题的思维程序,学会解决力学综合问题的方法。3、德育目标(1)通过解决实际问题,培养认真仔细有序的分析习惯;(2)具体问题具体分析,提高思维的客观性和准确性。【教学重点】机械能守恒定律的应用【教学难点】正确判断对象在研究过程中机械能是否守恒,在应用时能找准始、末状态的机械能。【教学方法】自学讨论与讲练结合。【教具准备】自制的投影片、投影仪。【课时安排】1 课时【教学过程】 一、导入新课上节课我们学习了机械能守恒定律,知道在只有重力做功的情形下,物体的动能和重力势能发生相互转化,但机械能的总量保持不变;在只有弹簧弹力做功的情形下,物体的动能和弹性势能发生相互转化,但机械能的总量保持不变。本节课我们来学习机械能守恒定律的应用。 二、新课教学1、应用机械能守恒定律解题步骤【例题 1】一个物体从光滑斜面项端由静止开始滑下,如图。斜面高 1m,长 2m。不计空气阻力,物体滑到斜面底端的速度是多大?解法一:用动力学运动学方法求解。物体受重力 mg 和斜面对物体的支持力 FN,将重力 mg沿平行于斜面方向和垂直于斜面方向分解,沿斜面方向根据牛顿第二定律有 mgsinθ=ma 得 a=gsinθ 又 sinθ= 故 a=4.9 m/s2又所以 Vt== m/s=4.4 m/s。解法二:用机械能守恒定律求解。物体沿光滑斜面下滑,只有重力做功,物体的机械能守恒。以斜面底端所在平面为零势能参考平面。物体在初状态的机械能 E1=Ep1+Ek1=mgh,末状态的机械能 E2=Ep2+Ek2ABhmgFN=。根据机械能守恒定律有mgh=所以=4.4m/s。把两种解法相比较,可以看出,应用机械能守恒定律解题可以只考虑运动的初状态和末状态,不必考虑两个状态之间的过程的细节,不涉及加速度的求解。所以用机械能守恒定律解题,在思路和步骤上比较简单。如果把斜面换成光滑的曲面(如右图),同样可以应用机械能守恒定律求解,而中学阶段则无法直接用牛顿第二定律求解。【例题 2】把一个小球用细线悬挂起来,就成为一个摆,如图。摆长为 L,最大...