物理练习题教案高一物理机械能守恒定律.doc

机械能守恒定律 一、教学目标　　1．在已经学习有关机械能概念的基础上，学习机械能守恒定律，掌握机械能守恒的条件，掌握应用机械能守恒定律分析、解决问题的基本方法。　　2．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、难点分析　　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、教具　　演示物体在运动中动能与势能相互转化。　　器材包括：麦克斯韦滚摆；单摆；弹簧振子。 四、主要教学过程 (一)引入新课　　结合复习引入新课。　　前面我们学习了动能、势能和机械能的知识。在初中学习时我们就了解到，在一定条件下，物体的动能与势能(包括重力势能和弹性势能)可以相互转化，下面我们观察演示实验中物体动能与势能转化的情况。　　[演示实验] 依次演示麦克斯韦滚摆、单摆和弹簧振子，提醒学生注意观察物体运动中动能、势能的变化情况。　　通过观察演示实验，学生回答物体运动中动能、势能变化情况，教师小结：　　物体运动过程中，随动能增大，物体的势能减小；反之，随动能减小，物体的势能增大。　　提出问题：上述运动过程中，物体的机械能是否变化呢？这是我们本节要学习的主要内容。 (二)教学过程设计　　在观察演示实验的基础上，我们从理论上分析物理动能与势能相互转化的情况。先考虑只有重力对物体做功的理想情况。　　1．只有重力对物体做功时物体的机械能　　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 　　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。　　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，物体的动能与势能可以相互转化，物体的机械能总量不变。　　综上所述，可以得到如下结论：　　3．机械能守恒定律　　在只有重力和弹簧弹力对物体做功的情况下，物体的动能和势能可以相互转化，物体机械能总量保持不变。这个结论叫做机械能守恒定律。　　提出问题：学习机械能守恒定律，要能应用它分析、解决问题。下面我们通过具体问题的分析来学习机械能守恒定律的应用。在具体问题分析过程中，一方面要学习应用机械能守恒定律解决问题的方法，另一方面通过问题分析加深对机械能守恒定律的理解与认识。　　4．机械能守恒定律的应用　　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 。落地时，小球的重力势能 ，动能为 。　　根据机械能守恒定律，有 ，即