高一物理机械能守恒定律VIP专享VIP免费

机械能守恒定律一、教学目的：1．通过实验演示，了解动能与重力势能之间的相互转化，初步领会机械能守恒定律的内容。2．会正确推导自由落体、竖直上抛过程中的机械能守恒定律。3．正确理解机械能守恒定律的含义及适用条件。4．分析实际生活中的事例，进一步理解机械能守恒定律的含义及适用条件。二、重点难点：1．推导机械能守恒定律。2．正确理解机械能守恒定律的含义及适用条件三、教学方法：演示实验、分析推理、讲授授讨论四、教具：细线、小球、带标尺的铁架台。五、教学过程：（一）引入新课：在初中我们已经学过，重力势能和动能之间可以发生相互转化，如物体自由下落或竖直上抛时，前者下落过程中高度不断减小，重力势能减小，速度增加，动能增大，是一个重力势能向动能转化的过程；后者在上升过程中高度不断增大，重力势能增加，速度减小，动能减小，是一个动能向重力势能转化的过程。既然重力势能和动能之间可以相互转化，那么“转化”过程中的动能和势能之和即机械能变不变呢？这就是我们这堂课要研究的机械能守恒定律的知识。板书课题：机械能守恒定律（二）进行新课：1、机械能：物体的动能和势能之和称为物体的机械能。用E表示，即E=EK+EP。机械能是状态量，其大小与物体的位置和运动速度有关；机械能是标量，只有大小，没有方向；机械能是相对量，选取不同的零势点，其值不一样。2、重力势能与动能之间的相互转化。观察实验，分析出哪个过程是重力势能向动能转化，哪个过程是动能向重力势能转化。［演示实验］把一个小球用细线悬挂起来，将小球拉到一定高度的A点，调节铁架台上标尺与A点等高水平。如图1所示，然后释放小球，小球就摆动起来。我们通过标尺比较，可以清晰地看到，小球摆到跟A点高度相同的C点。用心爱心专心ABC图1如果用一铁钉在图2中的D点挡住细线，重新操作，虽然观察到小球不能摆到C点，但观察到小球不能摆到C点，但能观察到小球摆到C‘点的高度与A点相同。小球自A运动到B，是重力势能向动能转化过程；由B运动到C或C‘点，是动能向重力势能转化过程。假如不存在空气阻力，小球将以相同的最大高度在A与C或A与C‘之间永远摆动下去。自由落体运动是重力势能向动能的转化过程，我们应用学过的动能定理和重力做功与重力势能的关系等知识，可推导证明在这个过程中机械能守恒。3、证明机械能守恒定律如图3所示，设一个质量为m的物体自由下落，经过高为h1的A点（初位置）时速度为V1。下落到高度为h2的B点（末位置）时速度为V2，在自由落体运动中，物体只受重力G=mg的作用，重力做正功，设重力所做的功为WG，则由动能定理可得：(1)(1)式表示，重力所做的功等于动能的增加。另一方面，由重力做功与重力势能的关系知道：WG=mgh1-mgh2(2)(2)式表示，重力所做的功等于重力势能的减少。由（1）式和（2）式可得：（3）由（3）式可知，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。通过对（3）式移项后可得：或写成EK2+EP2=EK1+EP1（4）（4）式表明，在自由落体运动中，动能和重力势能之和即总机械能保持不变。教师引导学生比较物体做竖直上抛运动及平抛运动几种情况下的受力情况、做功情况及能量转化情况，归纳总结出：在只有重力做功的情况下，不论物体做直线运动还是曲线运动（如竖直上抛运动、平抛等），物体的机械能总量保持不变。用心爱心专心ABC，图2D4、机械能守恒定律1．内容：在只有重力做功的情况下，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．2．适用条件：只有重力做功。以上学习了机械能守恒定律的基本内容，下面进一步理解机械能守恒定律及其适用条件．5、进一步认识机械能守恒定律接着我们来看机械能的属性．我们知道，机械能包括重力势能．由上一节知识我们知道，重力势能是属于物体与地球组成的重力系统所共有的，因此从原则上说，机械能守恒定律的研究对象是：[板书]1、研究对象是物体与地球共同组成的系统。下面我们对机械能守恒的适用条件进行扩展．我们可想像到，在光滑的水平面上，放开一根被压缩的弹簧，它可以把跟它接触的小球弹出去，这时弹簧的弹力做功，弹簧的弹性势能转化为小球的动能．...