高中物理必修二 7.6《機(jī)械能守恒定律》教案(新人教版)

7.6機(jī)械能守恒定律教目】1．通驗(yàn)演示，了解動(dòng)能與力勢能之間的相互轉(zhuǎn)化，初步領(lǐng)會(huì)機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容。2．會(huì)推導(dǎo)自由落體、豎直拋過程中的機(jī)械能守恒定律。3．正解機(jī)械能守恒定律的義及適用條件。4．分際生活中的事例，進(jìn)步理解機(jī)械能守恒定律的含義及適用條件。重難】1．推械能守恒定律。2．正解機(jī)械能守恒定律的義及適用條件。教方】實(shí)驗(yàn)演示、分析推理、講授授討教用】細(xì)線、小球、帶標(biāo)尺的鐵架臺(tái)。教過】一機(jī)能1機(jī)械能：（1）定義：物體的動(dòng)能和勢能和稱為物體的機(jī)械能。用表即E＝E＋E。KP（2機(jī)是狀態(tài)量大體的位置和運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)械標(biāo)量有大小，沒有方向；機(jī)械能是相對(duì)量，選不同的零勢點(diǎn)，其值不一樣。2機(jī)械能之間可以相互轉(zhuǎn)化：（1）重力勢能與動(dòng)能之間的相轉(zhuǎn)化：如：自由落體運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)、豎直上拋運(yùn)動(dòng)等等。（2）彈性勢能和動(dòng)能之間的轉(zhuǎn)：如：簧子二機(jī)能恒律1證明機(jī)械能守恒定律：如圖3所示，設(shè)一個(gè)質(zhì)量為m的體由落經(jīng)高的A點(diǎn)初位置）時(shí)速度1為υ下落到高度為h的B末位置）時(shí)速度，自落動(dòng)中，物體只受重力G122的作用，重力做正功，設(shè)重力所的功為則由動(dòng)能定理可得：G

2222112121222221121212

G

21

①表示重力所做的功等于動(dòng)的增加另一方面，由重力做功與重力勢的關(guān)系知道：W－mghG12由①式和②式可得：

②表示重力所做的功等于重勢能的減少1mmgh③2由③式可知，在自由落體運(yùn)動(dòng)中重力做了多少功，就有多少重力勢能轉(zhuǎn)化為等量的動(dòng)能。通過對(duì)③式移項(xiàng)后可得：

1

122

22

或?qū)懗蒃＋E＝E＋EK1P1K2P2④④式表明，在自由落體運(yùn)動(dòng)中，能和重力勢能之和即總機(jī)械能保持不變。引導(dǎo)：比較物體做豎直上拋運(yùn)動(dòng)平拋運(yùn)動(dòng)幾種情況下的受力情況、做功情況及能量轉(zhuǎn)化情況。歸納：在只有重力做功的情況下不論物體做直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng)（如豎直上拋運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)等的機(jī)械能總保持不變。2機(jī)械能守恒定律（1）內(nèi)容：在只有重力、彈力功的情形下，物體的動(dòng)能和勢能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變。①

1

122

22

或

＋E＝E＋EK1P1②eq\o\ac(△,E)eq\o\ac(△,)eq\o\ac(△,E)eq\o\ac(△,)或eq\o\ac(△,E)eq\o\ac(△,)＝eq\o\ac(△,E)eq\o\ac(△,)（體能增量于能減kpkp③eq\o\ac(△,E)

增

＝eq\o\ac(△,E)

減

（系統(tǒng)內(nèi)一部分物體機(jī)械能的增量等于另一部分物體機(jī)械能的減少量△①彈—彈簧類彈力；②守恒——機(jī)械能守恒過程中任一狀態(tài)系統(tǒng)的機(jī)械能均相等。（2）適用條件：只有重力、彈做功。①物體重力、彈力作用，有重力或彈力做功；②物受重力或彈力作用外還受其它力作用，但其它力不做功，或其它力所做總功為零。（3）研究對(duì)象：重力勢能是屬于物體與地球組成重力系統(tǒng)所共有的，因此機(jī)械能守恒定律的研究對(duì)象是：物體與地球共同組成的系。

3、應(yīng)用機(jī)械能守恒定律的基本路：應(yīng)用機(jī)械能守恒定律時(shí)，相互作的物體間的力可以是變力，也可以是恒力，只要符合守恒條件，機(jī)械能就守恒。而且械能守恒，只涉及物體系的初、末狀態(tài)的物理量，而不須分析中間過程的復(fù)雜變化，使處問題得到簡化。應(yīng)用的基本思路如下：（1）選取研究對(duì)象——物體系物體。（2）根據(jù)研究對(duì)象所經(jīng)歷的物過程，進(jìn)行受力、做功分析，判斷機(jī)械能是否守恒。（3）恰當(dāng)?shù)剡x取參考平面，確研究對(duì)象在過程的初、末態(tài)時(shí)的機(jī)械能。（4）根據(jù)機(jī)械能守恒定律列方，進(jìn)行求解。【例1質(zhì)量為m的球，從桌上豎直拋出，桌面離地高為h小球能到達(dá)的離地高度為H，以桌面為重力勢能為零參考平面，不計(jì)空氣阻力，則小球落地時(shí)的機(jī)械能為A．mgH．mgh＋h）D．mgh）解析：以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，由于球在運(yùn)動(dòng)過程中只有重力做功，所以機(jī)械能守恒。小球在最高點(diǎn)的機(jī)械能為E－據(jù)械守定可小地時(shí)的機(jī)械能為：12＝E＝mgh1【例2】體從光滑斜面頂端靜止開始滑下，如圖所示，斜面高1m，2m?？諝庾枇Γ矬w滑到斜面底端的度是多大？解析：斜面是光滑的，不計(jì)摩擦又不計(jì)空氣阻力，物體所受的力有重力和斜面的支持力。支持力與物體的運(yùn)動(dòng)方向垂，不做功。物體在下滑過程中只有重力做功，所以可用機(jī)械能守恒定律求解。設(shè)物體質(zhì)量為，面為零勢點(diǎn)物體在開始下滑時(shí)，E，設(shè)物體到達(dá)P1K1斜