黑龙江省哈尔滨市木兰高级中学高中物理 机械能守恒定律教案1 新人教版必修1VIP免费

第七章第六节机械能守恒定律教学器材：单摆、弹簧振子、动能势能演示仪。一、新课引入如图所示，两斜面高度相等。同一物体分别沿斜面AB和斜面A′CB′由顶端从静止开始下滑，若不计物体在C处的能量损失。试比较物体到达斜面底端时速度的大小。这类问题，如用牛顿运动定律求解，将非常繁琐。有没有简单的方法来解决这类问题呢？板书：机械能守恒定律二、新课教学(一)、机械能教学录像：《机械能》(由录像直接得出机械能守恒定律。)动能EK=\s\do-9(１)mv2机械能重力势能EP=mgh(E=EK+EP)势能弹性势能(二)、动能和势能可以相互转化【演示实验】用单摆、弹簧振子、动能势能演示仪演示动能和势能的相互转化。(三)、机械能守恒定律1、内容：如果没有摩擦和介质阻力，只发生动能和势能的相互转化，则机械能的总量保持不变。AA′CBB′2、证明：我们完全可以用我们学过的知识来证明机械能守恒定律。①、建立模型(引导学生建立自由落体的模型来证明机械能守恒定律。)②、选择规律物体在自由落体过程中，只有重力做功。重力做功引起了物体重力势能和动能的变化。我们可以用动能定理来研究物体在自由落体过程中能量的变化情况。③、推导如图，物体自A点自由下落，下落到B点时的高度为hB，设此时的速度为vB。下落到C点时的高度为hC，此时速度为vC。问1：运用动能定理时，要确定初、末状态。初、末状态怎么选？(B点为初状态，C点为末状态。)问2：为什么不选最高点和最低点？(最高点时动能为0，最低点时重力势能为0，是特殊情形。不能用特殊代替一般。)物体从B到C的过程中，只有重力做功。由动能定理：W总=△EKmg(hB-hC)=\s\do-9(１)mvC2-\s\do-9(１)mvB2整理：mghB-mghC=\s\do-9(１)mvC2-\s\do-9(１)mvB2(△EP减=△EK增)问3：上式左边表示什么意思？右边表示什么意思？(左边表示重力势能的减少量，右边表示动能的增加量。)问4：整个式子表示什么意思？(物体重力势能的减少量等于动能的增加量。)问5：既然在物体下落的过程中，重力势能的减少量等于动能的增加量，那么物体的机ABvBhBChCvC械能变了吗？(没有变。)这个式子说明，虽然物体的重力势能和动能发生了变化，但物体的机械能总量却没有变，即机械能守恒。将上式变形：mghB+\s\do-9(１)mvB2=mghC+\s\do-9(１)mvC2(EA=EB)问6：上式左边表示什么意思？右边表示什么意思？(左边表示初状态的机械能，右边表示末状态的机械能。)问7：整个式子表示什么意思？(表示初状态的机械能等于末状态的机械能。即机械能守恒。)3、表达式E1=E2mgh1+\s\do-9(１)mv12=mgh2+\s\do-9(１)mv22△EP减=△EK增△EP增=△EK减4、成立条件①没有介质阻力和摩擦力②只发生动能和势能的相互转化即：只有重力和弹簧的弹力做功，其它力不做功。以上两条件必须同时满足，机械能才守恒，缺一不可。5、应用(引导学生P1061)①明确研究对象和运动过程；②分析受力情况，看是否满足守恒条件；③确定初状态和末状态，选定零势能面，确定初、末状态的机械能；④列方程，求解。例1、一个物体，从高为h的光滑斜面顶端由静止开始下滑，求物体滑动斜面底端时的速度。(空气阻力不计)(教材P1267)分析：物体受力情况如图。在下滑过程中，支持力N不做功，只有重力做功，满足守恒条件，可用机械能守恒求解。解：物体受力如图。N不做功，满足机械能守恒条件。选斜面底端为零势能面。初状态：EK1=0，EP1=mgh末状态：EK2=\s\do-9(１)mv2，EP2=0由机械能守恒，有：0+mgh=\s\do-9(１)mv2+0解得：v=√Combin(引导学生将此题与教材P122例题比较。可见两种情况下物体的速度大小是相等的。故物体滑到光滑斜面底端的速度大小与斜面的倾角无关。)例2、引导学生分析“新课引入”中的问题。解：由机械能守恒定律容易得出：物体到达斜面底端时速度的大小相等。反问：速度相等吗？(不等。方向不同。)例3、从离地面高H处阳台上，以速度v0竖直向上抛出质量为m的物体，物体最后落在地面上。求物体落地时速度的大小。(不计空气阻力)解：物体受力如图。满足机械能守恒条件。选地面为零势能面。初状态：EK1=\s\do-9(１)mv02，EP1=mgHNhGGH三、作业布置