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第七章第八節(jié) 機(jī)械能守恒定律 2019-2020年人教版必修二7.8《萬有引力理論的成就》WORD教案8 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1．知道什么是機(jī)械能，知道物體的動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化； 2．會正確推導(dǎo)物體在光滑曲面上運動過程中的機(jī)械能守恒，理解機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容，知道它的含義和適用條件； 3．在具體問題中，能判定機(jī)械能是否守恒，并能列出機(jī)械能守恒的方程式。 【教學(xué)重點】 1．掌握機(jī)械能守恒定律的推導(dǎo)、建立過程，理解機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容； 2．在具體的問題中能判定機(jī)械能是否守恒，并能列出定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式。 【教學(xué)難點】 1．從能的轉(zhuǎn)化和功能關(guān)系出發(fā)理解機(jī)械能守恒的條件； 2．能正確判斷研究對象在所經(jīng)歷的過程中機(jī)械能是否守恒，能正確分析物體系統(tǒng)所具有的機(jī)械能，尤其是分析、判斷物體所具有的重力勢能。 【知識鏈結(jié)】 1、動能定理的表達(dá)式: 2、機(jī)械能包括 和 ，物體自由下落 能轉(zhuǎn)化 成 能。 【學(xué)法指導(dǎo)】演繹推導(dǎo)法、分析歸納法、交流討論法。 【學(xué)習(xí)過程】 一、動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化 演示實驗：如圖所示，用細(xì)線、小球、帶有標(biāo)尺的鐵架臺等做實驗。 鋼球用細(xì)繩懸起，請一同學(xué)靠近，將鋼球偏至同學(xué)鼻子處釋放，擺回時，觀察該同學(xué)反應(yīng)。 乙 甲 A B C A 問題：這個小實驗中，小球的受力情況如何？各個力的做功情況如何？這個小實驗說明了什么？ 實驗結(jié)論： 二、機(jī)械能守恒定律 提出研究方法：在探究物理規(guī)律時，應(yīng)該是由簡單到復(fù)雜，逐步深入，先對簡單的物理現(xiàn)象進(jìn)行探究，然后加以推廣深化。在動能與勢能轉(zhuǎn)化的情景中，自由落體（只受重力）應(yīng)該是比較簡單的。 1、只受重力作用分析 設(shè)下落過程中經(jīng)過高度h1的A點速度v1，高度h2的B點時速度為v2，由同學(xué)用學(xué)習(xí)過的知識（牛頓定律或動能定理），分析下落過程中A、B兩位置的機(jī)械能之間的數(shù)量關(guān)系。 A點到B點，從動能定理知道： h1 h2 A B v1 v2 WG= 由重力做功和重力勢能變化的關(guān)系有 WG= 得到 ① 移項后，得 ② 即 引導(dǎo)學(xué)生討論式①的含義是什么？式②的含義又是什么？ 2、只有重力做功分析 上述結(jié)論是在運動過程只受重力作用的時候得到的，如果物體是沿光滑斜面下滑，上述 結(jié)論成立嗎？（由同學(xué)推導(dǎo)，分析） 如果物體沿光滑曲面滑下，怎么分析？ 同樣可以證明：在只有彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能和彈性勢能可以相互轉(zhuǎn)化，總的機(jī)械能也保持不變。 結(jié)論： 進(jìn)一步分析：擺球擺動過程受重力與細(xì)線拉力，拉力方向始終與運動方向垂直，不做功，則上式推導(dǎo)過程及結(jié)論都相同。 3、機(jī)械能守恒條件，歸納結(jié)論 條件： 公式： 4、分析書本中的思考與討論： 一小球在真空中下落，有一質(zhì)量相同的小球在粘滯性較大的液體中勻速下落，它們都 因高度為h1的地方下落到h2的地方，在兩種情況下，重力所做的功相等嗎？重力勢能各轉(zhuǎn)化為什么形式的能？機(jī)械能守恒嗎？ 例題分析： 例1：分析下列情況下機(jī)械能是否守恒？ A．跳傘運動員從空中勻速下落過程 B．物體以8m/s2在空中下落過程 C．物體作平拋運動過程 D．物體在細(xì)線拉力作用下沿光滑斜面上滑過程 例2：把一個小球用細(xì)繩懸掛起來，就成為一個擺（如圖），擺長為l ,最大偏角為θ。如果阻力可以忽略，小球運動到最低位置時的速度是多大？ 【學(xué)習(xí)小結(jié)】： 【鞏固檢測】： 1、（A級）關(guān)于機(jī)械能守恒的敘述，下列說法中正確的（ ） A 做勻速直線運動的物體機(jī)械能一定守恒 B 做變速運動的物體機(jī)械能可能守恒 C 外力對物體做功為零，則物體的機(jī)械能守恒 D 若只有重力對物體做功，則物體的機(jī)械能守恒 2、（A級）從離地高為H的陽臺上以速度v豎直向上拋出質(zhì)量為m的物體，它上升 h后又返回下落，最后落在地面上，則下列說法中正確的是（不計空氣阻力，以地面為參考面）（ ） A、物體在最高點時機(jī)械能為mg(H+h) B、物體落地時的機(jī)械能為mg(H+h)+ C、物體落地時的機(jī)械能為mgH+ D、物體在落回過程中，過陽臺時的機(jī)械能為mgH+ H h 3、（A級）如圖所示，桌面高度為h，質(zhì)量為m的小球從離桌面高H處自由落下，不計空氣阻力，假設(shè)桌面處的重力勢能為零，小球落到地面前的瞬間的機(jī)械能應(yīng)為：（ ） A、mgh； B、mgH； C、mg(H+h)； D、mg(H-h)。 4、（B級）一個人站在陽臺上，以相同的速度V0分別把三個小球豎直上拋，豎直下拋，水平拋出，不計空氣阻力，關(guān)于三球落地的速率下列說法中正確的是 A 上拋球最大 B下拋球最大 C 平拋球最大 D 三個球一樣大 5、（B）、如圖圓弧軌道AB是豎直平面內(nèi)的1/4圓周，圓弧半徑為R，在B點軌道的切線是水平的。一質(zhì)點自A點從靜止開始下滑，不計滑塊與軌道間的摩擦和空氣阻力，則質(zhì)點到達(dá)B點時的速度大小為＿＿＿＿，B點到水平面的豎直高度為h，則質(zhì)點運動的水平距離是 ?！　　? 第5題圖 第6題圖 6、（C級）小鋼球質(zhì)量為M，沿光滑的軌道 由靜止滑下，如圖所示，圓形軌道的半徑為R，要使小球沿光滑圓軌道恰好能通過最高點，物體應(yīng)從離軌道最底點多高的地方開始滑下？ 【目標(biāo)反思】：