h1h2ABv1v2第 8 节机械能守恒定律新课教学一、动能与势能的相互转化 前面我们学习了动能、势能和机械能的知识
在初中学习时我们就了解到,在一定条件下,物体的动能与势能(包括重力势能和弹性势能)可以相互转化,动能与势能相互转化的例子在生活中非常多,请同学们举出生活中的例子来说明动能与势能的相互转化
从树上掉下的苹果(势能向动能转化); 2
自行车猛蹬几下自由冲上斜坡(动能向势能转化);3
拉弓射箭(势能向动能转化)4
运动会上撑竿跳高运动员在跳起的过程中(人的动能转化为杆的弹性势能,后杆的弹性势能转化为人的重力势能)
……实验演示:依次演示麦克斯韦滚摆、单摆和弹簧振子,提醒学生注意观察物体运动中动能、势能的变化情况,即转化过程中物理量的具体变化
通过观察演示实验,学生回答物体运动中动能、势能变化情况
教师小结:物体运动过程中,随着动能的增大,物体的势能减小;反之,随着动能的减小,物体的势能增大
学生通过实例感受、实验演示,切实感受到机械能的两种形式(动能与势能)之间可以相互转化
而且,转化过程中有力做功
重力做功:动能←→重力势能弹力做功:动能←→弹性势能
二、机械能守恒定律问题:动能和势能的相互转化是否存在某种定量的关系呢
上述各运动过程中,物体的机械能是否变化呢
引导学生通过具体的实例进行理论推导分析
先考虑只有重力对物体做功的理想情况
设物体自由下落过程中经过高度 h1的 A 点速度 v1,高度 h2的 B 点时速度为 v2,由同学用学习过的知识(牛顿定律或动能定理),分析下落过程中 A、B 两位置的机械能之间的数量关系
A 点到 B 点,WG=mv22-mv12= EK2-EK1由重力做功和重力势能变化的关系有WG=mgh1-mgh2=EP1-EP2得到 EK2-EK 1=EP1-EP2 ①移项后,得 EP1+EK1=EP2+EK2 ②即 E1=