第五章 机械能 F机械能守恒定律 一、教学目标 1、知识与技能： （1）知道机械能的定义，能确定机械能的大小 （2）知道物体的动能和重力势能可以互相转化 （3）理解机械能守恒定律的内容 （4）在具体问题中，能判断机械能是否守恒，并能列出机械能守恒方程式 2、过程和方法： 通过对DIS实验的探究，认识机械能守恒中动能和势能的相互转化 3、情感态度和价值观： 体验用DIS实验验证机械能守恒的基本方法，同时通过推导机械能守恒定律，培养学生严谨、周密的科学态度。 二、重点和难点 机械能守恒定律及其适用条件、对机械能守恒定律公式的理解和简单应用 三、教学方法 新授课，点拨、启发和实验引导 四、教具 计算机多媒体，DIS实验系统 五、教学过程 I、引入 联想、设问并组织讨论： 1、你去过上海科技馆吗？你有没有见过能量穿梭机？你知道能量穿梭机的原理吗？ 2、你玩过游乐场里的过山车吗？你亲身体验过它的刺激吗？ 3、体验性实验：提桶会不会碰鼻？（将教材中的提桶改成网线袋吊着的实心球或铅球）——并请学生初步解释实心球不会碰鼻的原因。 4、演示：动能和势能的转化——麦克斯韦滚摆，增强课堂的趣味性。（下宽上窄） II、新授课 F、机械能守恒定律 讨论：物体在做机械运动时一般有什么能量呢？——引导学生说出动能和势能。 一、机械能 1、物体的动能、势能（重力势能和弹性势能）统称为机械能。 分析：过山车中（不考虑摩擦），车辆从最高处到最低处运动中，动能和势能是怎么变化的？ 2、动能和势能可以通过一定的方式发生相互转化。 引导学生分析动、势能相互转化的几种常见现象。 分析：一个质量为m=2千克的木块，从高为h=1.6米、倾角为θ=37o的光滑斜面顶端静止下滑，以最低处为零势能面，试计算：（1）最高处A点的动能和重力势能；（2）最低处B点的速度、动能和重力势能；（3）若斜面的摩擦系数为μ=0.2，则最低点B的速度、动能和重力势能为多少？ V0=0 N 二、动能和势能相互转化——机械能守恒 1、机械能守恒的条件 A 引导学生分析：（1）前面光滑的斜面上，以地面 为零势能面，最低处的动能恰好等于最高处的重 h 力势能，说明B的动能是由什么转化而来的？ )θ （2）此时木块受到什么力？什么力做功？ （3）在粗糙的斜面上，最低处的机械能与最高处 B mg 的机械能不相等，说明机械能不相等，此时木块的受力情况 与前面有何不同？外力做功与前面光滑斜面又有什么不同？ ——只有重力做功（其他力均不做功）时，动能和重力势能发生相互转化 分析弹簧振子的简谐振动： ——只有弹力做功（其他力均不做功）时，动能和弹性势能发生相互转化 即：只有重力或弹力做功是物体机械能守恒的条件 N 2、机械能守恒定律 O （1）在只有重力或只有弹簧弹力做功 C B 的情况下，物体的动能和势能可以相互 转化，而总的机械能保持不变。 F=-kx mg 引导学生分析：机械能守恒定律如何用公式来描述呢？ 机械能守恒定律的公式是什么？ DIS实验教师演示： ——事先组装并调试好仪器，打开DisLab5.1专用软件中的机械能守恒定律 ——向学生简要介绍操作的方法以及如何看实验结果 112mgh1mv2（2）公式：mv12mgh2 ——直接从屏幕上得出。 22 Ek1Ep1Ek2Ep2EkEp恒量E恒量 引导学生理解机械能守恒定律公式中各个符号的含义。 三、应用机械能守恒定律的优势 1、在满足条件的情况下，不必考虑中间做功的过程，只需考虑初、末的两种状态下的状态量。（与动能定理对比） 2、现实中存在的机械能守恒是一种理想化的模型 利用所学知识，解释引入中的演示实验——提桶碰鼻实验和麦克斯韦滚摆 III、例题分析： 1、空降兵匀速下落，机械能是否守恒？ （答案）不守恒。 现象：动能不变，势能减小，机械能减少。 实质：由于空气阻力做功将机械能转化为其它形式的能。 本文来源：https://www.wddqw.com/doc/16334b20482fb4daa58d4b68.html