機(jī)械能守恒定律習(xí)題課教學(xué)設(shè)計(jì)游海女一、學(xué)習(xí)目標(biāo) 1在已經(jīng)學(xué)習(xí)有關(guān)機(jī)械能概念和機(jī)械能守恒定律的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步掌握利用機(jī)械能守恒的條件來(lái)判斷機(jī)械能是否守恒，掌握應(yīng)用機(jī)械能守恒定律分析、解決問(wèn)題的基本方法。 2學(xué)習(xí)從功和能的角度分析、處理問(wèn)題的方法，提高運(yùn)用所學(xué)知識(shí)綜合分析、解決問(wèn)題的能力。二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析 1機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用是本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容，重點(diǎn)使學(xué)生掌握物體系統(tǒng)機(jī)械能守恒的條件；能夠正確分析物體系統(tǒng)所具有的機(jī)械能；能夠應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解決有關(guān)問(wèn)題。 2能否正確選用機(jī)械能守恒定律解決問(wèn)題是本節(jié)學(xué)習(xí)的一個(gè)難點(diǎn)。通過(guò)本節(jié)學(xué)習(xí)應(yīng)讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到，從功和能的角度分析、解決問(wèn)題是物理學(xué)的重要方法之一；同時(shí)進(jìn)一步明確，在對(duì)問(wèn)題作具體分析的條件下，要能夠正確選用適當(dāng)?shù)奈锢硪?guī)律分析、處理問(wèn)題。三、主要教學(xué)過(guò)程（一）思維導(dǎo)圖 （二）機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用 提出問(wèn)題：學(xué)習(xí)機(jī)械能守恒定律，要能應(yīng)用它分析、解決問(wèn)題。下面我們通過(guò)具體問(wèn)題的分析來(lái)學(xué)習(xí)機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用。在具體問(wèn)題分析過(guò)程中，一方面要學(xué)習(xí)應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解決問(wèn)題的方法，另一方面通過(guò)問(wèn)題分析加深對(duì)機(jī)械能守恒定律的理解與認(rèn)識(shí)。1、機(jī)械能是否守恒的判斷例1如圖1所示，下列關(guān)于機(jī)械能是否守恒的判斷正確的是()圖1A.甲圖中，物體A將彈簧壓縮的過(guò)程中，物體A的機(jī)械能守恒B.乙圖中，物體B沿斜面勻速下滑，物體B的機(jī)械能守恒C.丙圖中，不計(jì)任何阻力時(shí)，A加速下落，B加速上升過(guò)程中，A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒D.丁圖中，小球沿水平面做勻速圓錐擺運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球的機(jī)械能守恒【練習(xí)1】如圖5所示，一輕質(zhì)彈簧固定于O點(diǎn)，另一端系一小球，將小球從與O點(diǎn)在同一水平面且彈簧保持原長(zhǎng)的A點(diǎn)無(wú)初速度地釋放，讓它自由擺下，不計(jì)空氣阻力.在小球由A點(diǎn)擺向最低點(diǎn)B的過(guò)程中()A.小球的重力勢(shì)能減少B.小球的重力勢(shì)能增大C.小球的機(jī)械能不變D.小球的機(jī)械能減少【規(guī)律總結(jié)】1.從做功角度判斷首先確定研究對(duì)象是單個(gè)物體(其實(shí)是單個(gè)物體與地球組成的系統(tǒng))還是系統(tǒng).(1)單個(gè)物體：除重力(或彈簧類彈力)外無(wú)其他力做功(或其他力對(duì)這個(gè)物體做功之和為零)，則物體的機(jī)械能守恒.(2)系統(tǒng)：外力中除重力(或彈簧類彈力)外無(wú)其他力做功，內(nèi)力做功之和為零，則系統(tǒng)的機(jī)械能守恒.2.從能量轉(zhuǎn)化角度判斷系統(tǒng)內(nèi)只有動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化，無(wú)其他形式能量的轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)機(jī)械能守恒.2、應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解決綜合問(wèn)題【例 2】在z巨離地面20m高處以15m/s的初速度水平拋出一小球，不計(jì)空氣阻力，取 g=10m/s2，求小球落地速度大小。 引導(dǎo)學(xué)生思考分析，提出問(wèn)題： （1）前面學(xué)習(xí)過(guò)應(yīng)用運(yùn)動(dòng)合成與分解的方法處理平她運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)在能否應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解決這類問(wèn)題？ （2）小球拋出后至落地之前的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，是否滿足機(jī)械能守恒的條件？如何應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解決問(wèn)題？ 歸納學(xué)生分析的結(jié)果，明確： （1）小球下落過(guò)程中，只有重力對(duì)小球做功，滿足機(jī)械能守恒條件，可以用機(jī)械能守恒定律求解； （2）應(yīng)用機(jī)械能守恒定律時(shí)，應(yīng)明確所選取的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，明確初、末狀態(tài)小球所具有的機(jī)械能。 例題求解過(guò)程：取地面為參考平面，拋出時(shí)小球具有的重力勢(shì)能，動(dòng)能為 落地時(shí)，小球的重力勢(shì)能，動(dòng)能為。根據(jù)機(jī)械能守恒定律，有E1=E2，即落地時(shí)小球的速度大小為 提出問(wèn)題：請(qǐng)考慮用機(jī)械能守恒定律解決問(wèn)題與用運(yùn)動(dòng)合成解決問(wèn)題的差異是什么？ 【例3】小球沿光滑的斜軌道由靜止開(kāi)始滑下，并進(jìn)入在豎直平面內(nèi)的離心軌道運(yùn)動(dòng)，如圖所示，為保持小球能夠通過(guò)離心軌道最高點(diǎn)而不落下來(lái)，求小球至少應(yīng)從多高處開(kāi)始滑下？已知離心圓軌道半徑為R，不計(jì)各處摩擦。 提出問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生思考分析： （1）小球能夠在離心軌道內(nèi)完成完整的圓周運(yùn)動(dòng)，對(duì)小球通過(guò)圓軌道最高點(diǎn)的速度有何要求？ （2）從小球沿斜軌道滑下，到小球在離心軌道內(nèi)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，小球的機(jī)械能是否守恒？ （3）如何應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解決這一問(wèn)題？如何選取物體運(yùn)動(dòng)的初、末狀態(tài)？ 歸納學(xué)生分析的結(jié)果，明確： （l）小球能夠通過(guò)圓軌道最高點(diǎn)，要求小球在最高點(diǎn)具有一定速度，即此時(shí)小球運(yùn)動(dòng)所需要的向心力，恰好等于小球所受重力； （2）運(yùn)動(dòng)中小球的機(jī)械能守恒； （3）選小球開(kāi)始下滑為初狀態(tài)，通過(guò)離心軌道最高點(diǎn)為末狀態(tài)，研究小球這一運(yùn)動(dòng)過(guò)程。 例題求解過(guò)程： 取離心軌道最低點(diǎn)所在平面為參考平面，開(kāi)始時(shí)小球具有的機(jī)械能。通過(guò)離心軌道最高點(diǎn)時(shí)，小球速度為v，此時(shí)小球的機(jī)械能為。根據(jù)機(jī)械能守恒定律E1=E2，有 小球能夠通過(guò)離心軌道最高點(diǎn)，應(yīng)滿足 由以上兩式解得 小球從的高度由靜止開(kāi)始滾下，可以在離心圓軌道內(nèi)完成完整的圓周運(yùn)動(dòng)。進(jìn)一步說(shuō)明：在中學(xué)階段，由于數(shù)學(xué)工具的限制，我們無(wú)法應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決小球在離心圓軌道內(nèi)的運(yùn)動(dòng)。但應(yīng)用機(jī)械能守恒定律，可以很簡(jiǎn)單地解決這類問(wèn)題。 【例4】長(zhǎng)l=80cm的細(xì)繩上端固定，下端系一個(gè)質(zhì)量m100g的小球。將小球拉起至細(xì)繩與豎立方向成60角的位置，然后無(wú)初速釋放。不計(jì)各處阻力，求小球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，細(xì)繩對(duì)小球拉力多大？取g=10m/s2。提出問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生分析思考：（l）釋放后小球做何運(yùn)動(dòng)？通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，繩對(duì)小球的拉力是否等于小球的重力？ （2）能否應(yīng)用機(jī)械能守恒定律求出小球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的速度？ 歸納學(xué)生分析結(jié)果，明確： （1）小球做圓周運(yùn)動(dòng)，通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，繩的拉力大于小球的重力，此二力的合力等于小球在最低點(diǎn)時(shí)所需向心力； （2）繩對(duì)小球的拉力不對(duì)小球做功，運(yùn)動(dòng)中只有重力對(duì)球做功，小球機(jī)械能守恒。 例題求解過(guò)程：政治理論知識(shí)應(yīng)知應(yīng)會(huì) 小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，重力勢(shì)能的變化量，此過(guò)程中動(dòng)能的變化量。機(jī)械能守恒定律還可以表達(dá)為 即 整理得 在最低點(diǎn)時(shí)，有暑假放假時(shí)間2019小學(xué) 在最低點(diǎn)時(shí)繩對(duì)小球的拉力大小為有機(jī)化學(xué)試題及答案 提出問(wèn)題：通過(guò)以上各例題，總結(jié)應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解決問(wèn)題的基本方法。 歸納學(xué)生的分析，作課堂小結(jié)。教科版五年級(jí)下冊(cè)科學(xué)連線題【練習(xí)2】小物塊A的質(zhì)量為m2 kg，物塊與坡道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.6，水平面光滑.坡道頂端距水平面高度為h1 m，傾角為37.物塊從坡道進(jìn)入水平滑道時(shí)，在底端O點(diǎn)處無(wú)機(jī)械能損失，將輕彈簧的一端連接在水平滑道M處并固定在墻上，另一自由端恰位于坡道的底端O點(diǎn)，如圖7所示.物塊A從坡頂由靜止滑下，重力加速度為g10 m/s2，求：春雨閱讀答案小學(xué)圖7有理數(shù)的加減混合運(yùn)算(1)物塊滑到O點(diǎn)時(shí)的速度大??；(2)彈簧為最大壓縮量時(shí)的彈性勢(shì)能；(3)物塊A被彈回到坡道上升的最大高度.3(1)2 m/s(2)4 J(3) m教師教材學(xué)生解析(1)由動(dòng)能定理得mghmghcot mv2解得v，代入數(shù)據(jù)得v2 m/s(2)在水平滑道上，由機(jī)械能守恒定律得mv2Ep數(shù)學(xué)函數(shù)怎么學(xué)代入數(shù)據(jù)得Ep4 J教師教育理念一句話(3)設(shè)物塊A能夠上升的最大高度為h1，物塊被彈回過(guò)程中由動(dòng)能定理得0mv2mgh1mgh1cot 教師的情緒管理解得h1，代入數(shù)據(jù)得h1 m.（三）課堂小結(jié) 1在只有重力做功的過(guò)程中，物體的機(jī)械能總量不變。通過(guò)例題分析要加深對(duì)機(jī)械能守恒定律的理解。 2應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解決問(wèn)題時(shí)，應(yīng)首先分析物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中是否滿足機(jī)械能守恒條件，其次要正確選擇所研究的物理過(guò)程，正確寫(xiě)出初、末狀態(tài)物體的機(jī)械能表達(dá)式。 3從功和能的角度分析、解決問(wèn)題，是物理學(xué)研究的重要方法和途徑。通過(guò)本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，逐步培養(yǎng)用功和能的觀點(diǎn)分析解決物理問(wèn)題的能力。 4應(yīng)用功和能的觀點(diǎn)分析處理的問(wèn)題往往具有一定的綜合性，例如與圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)相結(jié)合，要注意將所學(xué)知識(shí)融匯貫通，綜合應(yīng)用，提高綜合運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力。