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《机械能守恒定律（第二课时）》教案

教学目标及教学重点、难点

教学目标：

物理观念：理解机械能守恒定律的内涵，能用机械能守恒定律分析解释生产生活中的相关现象，解决一些相关的实际问题

科学思维：系统法、微元法、能利用机械能守恒定律解决动力学问题。

科学探究：能通过特殊条件下的机械能守恒推广到能量守恒。

科学态度与责任：通过对机械能守恒定律的应用，使学生领略到机械能守恒定律为我们提供了新的研究思路，通过寻找守恒量来寻找物理量发生变化的原因，有较强的学习和研究物理的兴趣。并且在机械能守恒定律的应用中培养良好的分析问题解决问题的习惯。

教学重点：

能对各种运动情形（包括物体和系统）熟练判断并写出机械能守恒定律的方程

动能定理与机械能守恒定律在分析动力学问题上的异同

教学难点：

会用机械能守恒定律处理有关实际问题，特别是机械能守恒定律在物体弹簧系统或多个物体系统中的应用，领会运用机械能守恒守恒定律解题的优越性。

教学过程(表格描述)

教学环节

主要教学活动

设置意图

习题课导入

第一幅：飞流直下三千尺，疑似银河落九天，我们跟着诗仙李白站在高处一起感受水流重力势能的气势；

第二幅：乱石穿空，惊涛拍岸，卷起千堆雪，我们随着豪放派苏轼一起感受水流重力势能转化为动能的气魄；

第三幅：气张中军旗，势疾强弩箭，我们与宋代陈舜俞一起感受蕴藏在强弩中的弹性势能，就要转化为飞箭的动能。

重力势能、弹性势能与动能都是机械运动中的能量形式，统称为机械能，这三种形式的能量如何转化的呢？

重力做功，重力势能与动能互相转化，弹力做功，弹性势能与动能互相转化

由实际生活中的问题和诗歌引入，引起思考和学习的兴趣。

机械能守恒条件

判断机械能守恒

分析受力，物体如果只受重力或弹力，机械能守恒

分析做功，只有重力或弹力做功，机械能守恒

分析能量，能量只在机械能内部转化，也就是动能与势能互相转换，势能包括重力势能与弹性势能

通过分类对比物理情形，请同学们自己判断并得出机械能守恒条件

机械能守恒定律表达式

E2

两种表达方式，左侧表达式，着重写出各个状态下的机械能，需要选取零势能面；右侧表达式，着重于各个状态间动能势能的转化，因势能的变化与零势能面选取无关可以不选取零势能面

两种表达方式，各有侧重

机械能守恒定律应用

例题分析1：

质量相同的小球A和B分别悬挂在长为L和2L的不同长绳上，先将两球拉至同一水平位置从静止释放，当两绳竖直时，分析两个小球的状态。不计空气阻力。

同时分别以A球和B球为研究对象

设最低点A球速度大小为vA,?动能为EkA,?所受拉力为FA,

根据两球的受力情况知道整个过程中都只有重力做功，两球各自机械能守恒

设初始水平面为0势能面

A球0

B

或者列出方程：动能的增量=势能的减少量：

对于A球，

动能由

对于

从而可以分别得出两球最低点时的动能

最低点时，拉力与重力合力提供圆周运动向心力?，可以分别求出两球所受拉力

纵向分析

A球机械能守恒B球机械能守恒

横向比较

两球质量相同，初始重力势能为0，初始动能也都为0，两球之间横向比较机械能一样大，都是0。

最低点时两球的机械能仍然一样大=0，但两球的动能不一样大，两球的势能也不一样大。

最低点，两球所受的拉力一样大。

练练手1：

例题分析2：

我们观察小球高度的变化，可以判断小球重力势能一直减小。

通过小球所受合力的变化分析小球速度的变化，假设P处小球所受合力为0：P之前重力大于弹力，合力向下，小球向下加速；P之后，合力向上，小球向下减速，可以判断动能先增大后减小。

我们观察弹簧形变量，可以判断弹簧弹性势能从B处一直增大

小球重力势能、弹簧弹性势能、小球动能一起构成系统的机械能。

如果问小球自己的机械能是怎么变化的啊

弹簧的弹性势能从B处一直增大，系统机械能守恒，所以小球的机械能从B处一直减小

如果问系统的势能是怎么变化的啊

系统的动能先增大后减小，系统机械能守恒，系统的势能先减小后增大

如果问位置A时弹簧的弹性势能大小为多少

咱们列方程，选取两个状态，初始C处和最低点A处，列出方程以最低点A处为重力势能零势能面，初始C处，小球的重力势能mg?CA，小球动能0，弹簧弹性势能0；最低点A处，小球机械能0+弹簧弹性势能，两个状态机械能守恒，解出

练练手2：

例题分析3：

一条轻绳跨过定滑轮，绳的两端各系一个小球A和B，B球的质量是A球的3倍。用手托住B球，当轻绳刚好被拉紧时，B球离地面的高度是h，A球静止于地面。释放B球，当B球刚落地时，求A球的速度大小。定滑轮的质量及轮与轴间的摩擦均可忽略不计。

我们以小球A和小球B组成的系统为研究对象，拉力作为系统的一对内力，做功和为0，整个系统，机械能没有和其他形式的能相互转化，符合机械能守恒条件。

接下来我们分析