人教版必修二7.8《万有引力理论的成就》WORD教案6.docx

第八节机械能守恒定律（第1课时）
教学目标：1．知道什么是机械能，知道物体的动能和势能可以相互转化．
2．会正确推导物体在光滑曲面上运动过程中的机械能守恒，理解机械能守恒定律的内容，知道它的含义和适用条件．
3.学会在具体的问题中判定物体的机械能是否守恒．
4.初步学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象，分析问题．
新课导入：我们已学习了重力势能、弹性势能、动能．这些不同形式的能是可以相互转化的，那么在相互转化的过程中，他们的总量是否发生变化?这节课我们就来探究这方面的问题．
新课教学：
动能和势能的转化规律
动能和势能的转化规律
试分析各个物体在运动过程中能量的转化情况．
（1）自由下落的物体能转化为能
（2）沿光滑斜面向下运动的物体能转化为能
（3）竖直上抛的物体上升时：能转化为能
下落时：能转化为能
思考1：动能和势能的相互转化是否存在某种定量关系，遵守什么规律呢？
我们下面再看这样一个例子：
(演示：如图5．8—1，用细线、小球、带有标尺的铁架台等做实验．把一个小球用细线悬挂起来，把小球拉到一定高度的A点，然后放开，小球在摆动过程中，重力势能和动能相互转化．
我们看到，小球可以摆到跟A点等高的C点，如图5．8—1甲．如果用尺子在某一点挡住细线，小球虽然不能摆到C点，但摆到另一侧时，也能达到跟A点相同的高度，如图5．8—1乙)
思考2：在这个小实验中，小球的受力情况如何?各个力的做功情况如何?这个小实验说明了什么问题?
实验证明，小球在摆动过程中重力势能和动能在不断转化．在摆动过程中，小球总能回到原来的高度．可见，总和不变．
上面几个例子都是说明动能和重力势能之间的相互转化，那么动能和另外一个势能——弹性势能之间的关系又是什么呢?我们看下面一个演示实验．
(实验演示，如图5．8—2，水平方向的弹簧振于．用弹簧振子演示动能和弹性势能的相互转化)
思考3：在这个小实验中，小球的受力情况如何?各个力的做功情况如何?这个小实验说明了什么?
实验证明，小球在往复运动过程中弹性势能和动能在不断转化．小球在往复运动过程中总能回到原来的位置，可见，总和应该不变．
动能和重力势能和弹性势能的总和叫做能．
总结：虽然动能不断地变化，势能也不断地变化，它们的变化应该存在一个规律，即总的机械能．
例1如图5．8—3所示，桌面高为A，质量为m的小球从离桌面高为H处自由落下，不计空气阻力，假设桌面处的重力势能为零，则小球落到地面前瞬间的机械能为…………………………………………()
A.mghB.mgHC.mg(H+h)D.mg(H—h)
机械能守恒定律
推导：质量为m的物体自由下落过程中，经过高度h1的A点时速度为v1，下落至高度h2的B点处速度为v2。

可见：在只有重力做功的物体系统内，动能和重力势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。同样可以证明：在只有弹力做功的物体系统内，动能和弹性势能可以相互转化，总的机械能也保持不变
机械能守恒定律内容：
。
2.数学表达式：即E1=E2．
3.机械能守恒条件的理解
（1）从能量转化的角度看，只有系统内动能和势能相互转化，无其它形式能量之间（如内能）转化；
（2）从系统做功的角度看，只有重力或弹力做功。
4.只有重力或弹力做功与只受重力或弹力作用的含义不同。
(1)只受重力或弹力；
(2)除重力或弹力外，还受其它力，但其它力不做功或其它力所做功代数和为零（摆球）。
三、守恒定律的多种表达方式
当系统满足机械能守恒的条件以后，常见的守恒表达式有以下几种：
（1），即初状态的动能和势能之和等于末状态的动能和势能之和。
（2），即动能（或势能）的增加量等于势能（或动能）的减少量。
（3），即A物体机械能的增加量等于B物体机械能的减少量。
例2、下列实例（均不计空气阻力）中的运动物体，机械能守恒的应是（）
A．被起重机吊起的货物正在匀速上升B．物体做自由落体运动
C．物体沿粗糙斜面匀速下滑D．物体做平抛运动
例3.关于物体的机械能是否守恒的叙述，下列说法中正确的是（）
A．做匀速直线运动的物体，机械能一定守恒
B．做匀变速直线运动的物体，机械能一定守恒
C．外力对物体所做的功等于0时，机械能一定守恒
D．物体若只有重力做功，机械能一定守恒
例4.以10m/s的初速度从10m高的塔上水平抛出一颗石子，不计空气阻力,求石子落地时速度的大小．