机械能守恒定律 讲义 说课稿.docx

PAGE PAGE 1 一、教学目的： 1．掌握机械能守恒定律，知道它的含义和适用条件，并能判断物体机械能守恒的条件。． 2．会用机械能守恒定律解决力学问题，知道应用这个定律的解题步骤，知道用这个定律处理问题的优点． 3．学习从功和能的角度分析、处理问题的方法，提高运用所学知识综合分析、解决问题的能力。 二、重点难点： 1．机械能守恒定律是本章教学的重点内容，本节教学的重点是使学生掌握物体系统机械能守恒的条件；能够正确分析物体系统所具有的机械能；能够应用机械能守恒定律解决有关问题。 2．分析物体系统所具有的机械能，尤其是分析、判断物体所具有的重力势能，是本节学习的难点之一。在教学中应让学生认识到，物体重力势能大小与所选取的参考平面（零势面）有关；而重力势能的变化量是与所选取的参考平面无关的。在讨论物体系统的机械能时，应先确定参考平面。 3．能否正确选用机械能守恒定律解决问题是本节学习的另一难点。通过本节学习应让学生认识到，从功和能的角度分析、解决问题是物理学的重要方法之一；同时进一步明确，在对问题作具体分析的条件下，要能够正确选用适当的物理规律分析、处理问题。 三、教学方法：讲授、讨论、练习、多媒体辅助教学 四、教　　具：多媒体设备 五、教学过程： （一）复习引入新课 上节课讲了机械能守恒定律：在只有重力做功的情形下，物体的动能和势能可以发生相互转化，但机械能的总量保持不变。并学习了应用机械能守恒定律解答简单力学问题。本节课我们用上节课学习的机械能守恒定律来解答较复杂的力学问题。 同学们回忆一下利用机械能守恒定律的解题步骤： ①选取研究对象物体系或物体。 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、末态时的机械能。 ④根据机械能守恒定律列方程，进行求解。 （二）进行新课： 1．只有重力对物体做功时物体的机械能守恒 问题：质量为m的物体自由下落过程中，经过高度h1处速度为v1，下落至高度h2处速度为v2，不计空气阻力，分析由h1下落到h2过程中机械能的变化（引导学生思考分析）。 分析：根据动能定理，有 WG= 下落过程中重力对物体做功，重力做功在数值上等于物体重力势能的变化量。取地面为参考平面，有 WG＝mgh1-mgh2 由以上两式可以得到： 引导学生分析上面式子所反映的物理意义，并小结：下落过程中，物体重力势能转化为动能，此过程中物体的机械能总量不变。 指出问题：上述结论是否具有普遍意义呢？作为课后作业，请同学们课后进一步分析物体做平抛和竖直上抛运动时的情况。 明确：可以证明，在只有重力做功的情况下，物体动能和势能可以相互转化，而机械能总量保持不变。（使学生充分理解机械能守恒的条件） 提出问题：在只有弹簧弹力做功时，物体的机械能是否变化呢？ 2．弹簧和物体组成的系统的机械能 以弹簧振子为例（未讲振动，不必给出弹簧振子名称，只需讲清系统特点即可），简要分析系统势能与动能的转化。 明确：进一步定量研究可以证明，在只有弹簧弹力做功条件下，物体的动能和弹簧的弹性势能可以相互转化，系统的机械能总量不变。 问题：如图，小球自a点由静止自由下落，到b点时与弹簧接触，到c点时弹簧被压缩到最短，若不计弹簧质量和空气阻力，在小球由a→b→c的运动过程中 A．小球和弹簧总机械能守恒 B．小球的重力势能随时间均匀减少 C．小球在b点时动能最大 D．到c点时小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量 （AD） 3．机械能守恒定律的综合应用 【例1】在距离地面20m高处以15m/s的初速度水平抛出一小球，不计空气阻力，取g＝10m/s2，求小球落地速度大小。 引导学生思考分析，提出问题： （1）前面学习过应用运动合成与分解的方法处理平抛运动，现在能否应用机械能守恒定律解决这类问题？ （2）小球抛出后至落地之前的运动过程中，是否满足机械能守恒的条件？如何应用机械能守恒定律解决问题？ 归纳学生分析的结果，明确： （1）小球下落过程中，只有重力对小球做功，满足机械能守恒条件，可以用机械能守恒定律求解； （2）应用机械能守恒定律时，应明确所选取的运动过程，明确初、末状态小球所具有的机械能。 例题求解过程： 取地面为参考平面，抛出时小球具有的重力势能Ep1＝mgh，动能为：EK1＝ 落地时，小球的重力势能EP2＝0，动能EK2＝。 根据机械能守恒定律，有E1＝E2，即 落地时小球的速度大小为：＝25m/s 提出问题：请考虑用机械能守恒定律解决问题与用运动合成解决问题的差异是什么？ 【例2】小球沿光滑的斜轨道由静止开始滑下，并进入在竖直平面内的离心轨道运动，如图所示，为保持小球能够通过离心轨道最高点而不落下来，求小球至少应从多高处开始滑下？已知离心圆轨道半径为R，不计各处