高中物理 第四章 机械能和能源 第4节 机械能守恒定律教案1 粤教版必修2-粤教版高一必修2物理教案VIP免费

第4节机械能守恒定律教学过程（一）．动能与势能之间的相互转化１．机械能：动能与势能（包括重力势能和弹性势能）２．动能与势能之间的相互转化先让学生观摩课本Ｐ７５图片后思考（用多煤体找出图片）如图４－４－３的能量转化：动能→弹性势能→重力势能（二）．机械能守恒定律的理论推导：推导过程：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①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：②图１上式表示，重力所做的功等于小球重力势能的减少．由①和②式可得：③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③移项得：④或⑤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：①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。②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（三）．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h1h2ABv1v2和弹簧组成的系统机械能守恒．（２）．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．（３）．合外力为零，机械能不一定守恒．（４）．合外力做功为零，机械能不一定为零．（四）．机械能守恒定律的应用１．基本解题思路：①．选取研究对象②．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．③．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．④根据机械能守恒定律列方程，进行求解．２．例题：一跳水运动员站在h＝１０m的高台上做跳水表演，已知运动员跳离跳台时速度＝５m/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．（）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：所以运动员落至水面时速度v的大小为：（五）小结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：①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。②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）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能守恒．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△Ｅ＝０△Ｅ＝０