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機械能守恒的條件篇一
學生已經在初中學習過有關機械能的基本概念,對“機械能”并不算陌生,接受起來相對輕松。通過前幾節(jié)內容的學習,同學們對“機械能”這一概念較初中有了更深認識,在此基礎上學習機械能守恒定律學生比較容易理解。
本節(jié)課是本章的重點內容,要求學生能初步掌握機械能守恒定律的內容并能用來解決一些簡單問題。機械能守恒條件的判定、機械能守恒定律的應用,是教學的重點。運用機械能守恒定律解答相關的問題,這一內容在整個高中力學中又起著承前啟后的作用,在物理學理論和應用方面十分重要,不同運動形式的轉化和守恒的思想能指引我們揭露自然規(guī)律、取得豐碩成果。但這種思想和有關的概念、規(guī)律,由于其抽象性強,學生不易理解、掌握。學生要真正的掌握和靈活運用還是很困難。機械能守恒定律的探究建立在前面所學知識的基礎上,教材上通過多個具體實例,先猜測動能和勢能的相互轉化的關系,引出對機械能守恒定律及守恒條件的探究,聯系重力勢能和重力做功及彈性勢能與彈力做功的關系的學習,由定性分析到定量計算,逐步深入,最后得出結論,并通過應用使學生領會定律在解決實際問題時的優(yōu)越性。在教學設計時,力圖通過生活實例和物理實驗,展示相關情景,激發(fā)學生的求知欲,引出對機械能守恒定律的探究,體現從“生活走向物理”的理念,通過建立物理模型,由淺入深進行探究,讓學生領會科學的研究方法,并通過規(guī)律應用鞏固知識,體會物理規(guī)律對生活實踐的作用。
根據教材特點(注重思想性、探究性、邏輯性、方法性和哲理性)和學生的特點以及高中新課程的總目標(進一步提高科學素養(yǎng),滿足全體學生終身發(fā)展需求)和理念(探究性、主體性、發(fā)展性、和諧性)和三維教學目標(知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀)的要求特制定教學目標。
1.知識與技能
(1)知道什么是機械能。
(2)知道物體的動能和勢能可以相互轉化。
(3)理解機械能守恒定律的內容。
(4)掌握機械能守恒的條件。
(5)學會在具體問題中,能判定機械能是否守恒,并能列出機械能守恒的方程式。
(6)初步學會從能量轉化和守恒的觀點來解釋物理現象,分析問題的方法,提高運用所學知識綜合分析、解決問題的能力。
2.過程與方法
(1)學會在具體的問題中判定物體的機械能是否守恒;
(2)初步學會從能量轉化和守恒的觀點來解釋物理現象,分析問題。
3.情感、態(tài)度與價值觀
(1)培養(yǎng)學生發(fā)現和提出問題,并利用已有知識探索學習新知識的能力。
(2)通過教學過程中各個教學環(huán)節(jié)的設計,如:觀察、實驗等,充分調動學生的積極性,激發(fā)學生的學習興趣。
(3)通過能量守恒的教學,使學生樹立科學觀點,理解和運用自然規(guī)律,并用來解決實際問題。
機械能守恒的條件篇二
《驗證機械能守恒定律》選自人教版高中物理必修二第七章第九節(jié)。本節(jié)主要內容為:學生利用打點計時器,打下紙帶,通過計算來驗證重錘在下落的過程中機械能是否守恒。本節(jié)課,可以升華學生對上節(jié)課機械能守恒定律的理解,培養(yǎng)學生科學嚴謹的態(tài)度。又可以為接下來學習動量守恒,電荷守恒等定律打下基礎,起到了承上啟下的作用。因此本節(jié)課意義重大。
基于該節(jié)課的內容和新課改的要求,制定如下教學目標:
知識和技能目標:會用打點計時器打下的紙帶計算物體運動的速度,掌握驗證機械能守恒定律的實驗原理。
過程和方法目標:通過分組實驗提高動手能力,協作能力,提高解決實際問題的能力。
情感、態(tài)度、價值觀目標:通過親身的體驗以及探究學習活動,提高學生學習熱情、培養(yǎng)學生尊重客觀事實的科學態(tài)度。
通過對以上教材地位和教學目標的分析,本節(jié)課的教學重點是實驗方案的設計與實驗數據的處理;難點是實驗誤差的分析。
該年級的學生已經掌握了機械能守恒定律的內容以及條件,也具備了一定的實驗操作技能,會用打點計時器,具備一定的數據處理能力。但是,對于實驗操作的規(guī)范性和實驗結果誤差的分析還有所欠缺,所以我在教學中要重點培養(yǎng)學生的實驗操作能力以及分析能力。
在教學活動中良好的教學方法能夠起到事半功倍的效果,本節(jié)課我主要采用實驗法即通過實驗學生驗證機械能守恒定律;并結合討論法,讓學生在物理課上學會合作,學會交流,學會學習。
新課改理念告訴我們,學生不僅要學到具體的知識,更重要的是要學會怎樣自己學習。所以在課堂上我將引導學生通過實驗探究、合作交流的學法來更好的掌握實驗探究的內容。
環(huán)節(jié)一:導入新課
在進行新課教學之前,復習導入機械能守恒定律的內容和表達式是什么,同時情景引入,播放田亮跳水視頻。十米跳臺跳水是種技術性極強的運動,如果不計空氣阻力,機械能是否守恒?通過問題創(chuàng)設,一方面可以明確本節(jié)課的實驗主題——機械能守恒,另一方面可以使學生的學習熱情和學習興趣很快被調動起來,有利于新課的教學。
環(huán)節(jié)二:新課講授
我將以啟發(fā)的方式提問學生讓學生思考:如果讓你來設計一個實驗來驗證機械能守恒定律,你會怎么做?給出你的方案。再分組討論實驗方案,并讓各個小組選出代表以匯報的方式跟全班學生分享實驗方案。然后各小組對所有的實驗方案的優(yōu)缺點進行討論。再次讓各個小組選出代表以匯報的方式跟全班學生分享優(yōu)缺點。在所有小組都匯報結束后,我做適當的總結。并引導學生確定最終的實驗方案——利用重物的自由落體運動驗證機械能守恒定律。這樣設計課程,可以讓學生積極主動參與到課堂里面來,更好地調動學習氛圍。符合新課改要求:學生是學習的主人,突出學生的探究學習。還能進一步提升學生的自主探究能力。
在實驗方案確定之后,我將提出第二個問題:實驗得到什么結果,可以證明機械能守恒嗎?引導學生思考。通過提問得到結論:在任意點上,重物的勢能和動能之和等于初始位置上重物的勢能。在解答了這個問題后,接著提出第三個問題:如何計算在任意點上重物的動能。明確重物在任意位置的速度對與計算動能至關重要。分組實驗、采集數據。
根據討論結果,指導學生分組實驗。學生四人一組進行實驗,完成實驗操作,記錄實驗數據。
即:做勻變速運動的紙帶上某點的瞬時速度,等于這點前后相鄰兩點間的平均速度。這樣既可以培養(yǎng)學生分析問題,解決問題的能力,又可以在分組討論中,培養(yǎng)學生的團結協作精神。
環(huán)節(jié)三:拓展鞏固
在此環(huán)節(jié),我會結合書上的習題,讓學生通過做題的方式加深對所學知識點的理解和掌握。
環(huán)節(jié)四:課堂小結
高中物理注重學生物理學科素養(yǎng)的培養(yǎng),思維方法是解決問題的關鍵,親手操作,參與實踐,是最直觀獲得知識的手段,也是進一步加強對知識的理解。我會讓學生總結本次實驗課主要探究的內容。
環(huán)節(jié)五:布置作業(yè)
作業(yè)方面,形成實驗報告(必做的作業(yè))
重新制定驗證機械能守恒定律方案。(機動性作業(yè))
機械能守恒的條件篇三
《機械能守恒定律》是人教版高中新教材必修2第七章第8節(jié),本節(jié)內容從理論推導過程中,強化學生對動能定理的進一步理解;機械能守恒定律屬物理規(guī)律教學,是對功能關系的進一步認識,是學生理解能量的轉化與守恒的鋪墊,為今后學習動量守恒、電荷守恒打下基礎。它結合動量守恒定律是解決力學綜合題的核心,而這類問題又常伴隨著較為復雜的運動過程和受力特點是充分考查學生抽象思維能力、分析能力、應用能力的關鍵點。
教學目標:
知識與技能:
1、知道什么是機械能;
2、知道物體的動能和勢能可以相互轉化;
情感態(tài)度與價值觀目標:
1、培養(yǎng)學生發(fā)現和提出問題,并利用已有知識探索學習新知識的能力;
2、通過能量守恒的教學,使學生樹立科學觀點,理解和運用自然規(guī)律,并用來解決實際問題。
教學重點、難點:
重點:掌握機械能守恒定律的推導、建立過程,理解機械能守恒定律的內容;在具體的問題中能判定機械能是否守恒,并能列出定律的數學表達式。
難點:從能的轉化和功能關系出發(fā)理解機械能守恒的條件。
主要采用講授法、討論法、歸納法相結合的啟發(fā)式教學方法。通過師生一起探索得出物理規(guī)律及適用條件,充分調動學生積極性,充分體現"教師主導、學生主體"的教學原則。采用情景→問題→分析與活動→總結的教學設計模式,以老師指導下的學生活動為主。
讓學生真正成為學習的主體。這種運用歸納法的思想,從一個個典型的物理情景中總結出科學的結論,可以大大調動學生學習的積極性和主動性。本節(jié)課的教學過程中通過觀察生活中的常見形變,巧用引導性提問,激發(fā)學生的積極性,讓學生在輕松、自主、討論的學習氛圍中總結出本節(jié)的主要內容從而完成學習任務。
(引入新課)
用多媒體展示下述物理情景:
a、運動員投出鉛球;
b、彈簧的一端接在氣墊導軌的一端,另一端和滑塊相連,讓滑塊在水平的軌道上做往復運動。
1、動能和勢能的轉化
依次演示自由落體、豎直上拋、滾擺、單擺和彈簧振子,提醒學生注意觀察物體運動中動能、勢能的變化情況。讓學生思考上述演示過程中動能和勢能有什么變化。
2、探究規(guī)律找出機械能不變的條件
只受重力做功作用分析
只有彈力做功分析
結論:在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內,動能與勢能可以相互轉化,而總的機械能保持不變,這就叫機械能守恒定律。
3、能力訓練
4、引導學生學會應用機械能守恒定律解題的基本步驟。
5、總結歸納
本課學習,我們通過演示實驗歸納總結了動能和勢能之間可以發(fā)生相互轉化,了解了只有重力做功或只有彈簧彈力做功的情況下,物體的機械能總量不變,通過簡單的實例分析、加深對機械能守恒定律的理解。
機械能守恒的條件篇四
知識與能力:掌握機械能守恒定律,知道它的含義和適用條件;會利用守恒條件判斷機械能是否守恒。
過程與方法:學生會推導機械能守恒定律;會用歸納的方法提出守恒條件;加深對功能關系的理解。
情感態(tài)度價值觀:通過分析事物發(fā)生的條件,學習和體會"具體情況具體分析""透過現象看本質"的方法,理解自然規(guī)律,應用自然規(guī)律。
學生推導機械能守恒定律,并掌握該定律及其適用條件。
從能的轉化和功能關系出發(fā)理解機械能守恒的條件并且判斷是否守恒。
講授法,對比歸納,實例分析的方法。
功和能關系如何?
動能定理的內容和表達式是什么?
重力所做的功與物體重力勢能的變化之間有什么關系?
(一)機械能
1、概念:物體的動能、勢能的總和。e=ek+ep
2、機械能是標量,具有相對性(需要設定勢能參考平面)
3、機械能之間可以相互轉化(學生舉例,教師補充)
1、實例分析:(提前布置的作業(yè),課上檢查,講評)
學生發(fā)現:只有重力做功時,物體的動能和勢能相互轉化,但機械能總量保持不變。如果有阻力做功,則總量有變化。
(1)
2、理論推導過程
思考題一:如圖所示,一個質量為m的物體自由下落,經過高度
為h1的a點時速度為v1,下落到高度h2為的b點時速度為v2,
試寫出物體在a點時的機械能和在b點時的機械能,并找到這二個
機械能之間的數量關系。
(2)
思考題二:如圖所示,一個質量為m的物體做平拋運動,經過高度
為h1的a點時速度為v1,經過高度為h2的b點時速度為v2,寫出
物體在位置a、b時的機械能的表達式并找出這二個機械能之間的關系。
物體只受重力的作用,據動能定理得: (1)
據重力做功與重力勢能的關系得到: wg= mgh1-mgh2 (2)
由(1)(2)兩式可得
移項得:
學生討論:上述表達式說明了什么問題?
討論后:學生代表回答
等號左邊是物體在初位置時的機械能,等號右邊是物體在末位置時的機械能,該式表示:動能和勢能之和即總的機械能保持不變。
教師提問:如果有阻力做功呢?上面的兩邊還會相等嗎?
學生回答:不相等。
結論:只有重力做功時,動能和重力勢能相互轉化,但機械能總量保持不變。
(三)機械能守恒定律
1、內容:在只有重力做功時,物體的動能和重力勢能發(fā)生相互轉化,但機械能總量保持不變。
2、理解:
(1)條件:(由學生分析、討論)
a:只受重力作用
b:不只受得力作用,但其它力不做功(學生舉例)
(2)表達式
(機械能總量始終保持不變)
(動能的增加量等于重力勢能的減少量)
(3)機械能守恒定律是能量轉化與守恒的特殊情況。守恒是指在運動的整個過程中"時時、處處"總量不變,而不僅僅是初狀態(tài)和末狀態(tài)總量相等。
(4)只有彈簧彈力做功時,彈性勢能和動能間相互轉化,但物體和彈簧系統(tǒng)機械能總量保持不變。(理論推導中的重力做功改成彈簧彈力做功,重力勢能改為彈性勢能)
(四)鞏固練習
1、關于物體的機械能是否守恒的敘述,下列說法中正確的是:
a、豎直下落的物體,機械能一定守恒;
b、做勻變速直線運動的物體,機械能一定守恒;
c、外力對物體所做的功等于0時,機械能一定守恒;
d、物體若只有重力做功,機械能一定守恒。
2、下列運動的物體,不計空氣阻力,機械能不守恒的是:
a、起重機吊起物體勻速上升;
b、物體做平拋運動;
c、圓錐擺球在水平面內做勻速圓周運動;
3、從離地高為h的陽臺上以速度v豎直向上拋出質量為m的物體,它上升 h后又返回下落,最后落在地面上,則一列說法中正確的是(不計空氣阻力,以地面為參考面)
a、物體在最高點時機械能為mg(h+h);
b、物體落地時的機械能為mg(h+h)+1/2mv2;
c、物體落地時的機械能為mgh+1/2mv2;
d、物體在落回過程中,過陽臺時的機械能為mgh+1/2mv2
a.2h/3 b.h/2 c.h/3 d.h/4。
機械能守恒的條件篇五
課 題?§5.9 實驗:驗證機械能守恒定律?課 型?新授課(2課時)
教?? 學? 目?? 標?知識與技能
1.會用打點計時器打下的紙帶計算物體運動的速度.
2.掌握驗證機械能守恒定律的實驗原理.
過程與方法
情感、態(tài)度與價值觀
教學重點、難點?教學重點
掌握驗證機械能守恒定律的實驗原理.
教學難點
驗證機械能守恒定律的誤差分析及如何減小實驗誤差的方法.
教 學 方 法 ?探究、講授、討論、練習
教? 學 手 段?教具準備
教 學 活 動
[新課導入]
師:機械能守恒的條件是什么?
生:只有重力和彈力做功.
師:自由落體運動中機械能是不是守恒?
生1:可以通過牛頓運動定律進行推導.
生2:可以根據動能定理進行推導.
(投影展示與一個自由落體運動相關的題目,從題目中知道有關的物理量,讓學生分別根據牛頓運動定律和動能定理推導機械能守恒定律,再一次熟悉這個定律,并為本節(jié)課的教學打下基礎)
[新課教學]
1、推導出機械能守恒定律在本實驗中的具體表達式。
ea= ,??? eb=
如果忽略空氣阻力,物體下落過程中的機械能守恒,于是有
ea=eb,即 =
上式亦可寫成
該式左邊表示物體由a到b過程中動能的增加,右邊表示物體由a到b過程中重力勢能的減少。等式說明,物體重力勢能的減少等于動能的增加。為了方便,可以直接從開始下落的o點至任意一點(如圖1中a點)來進行研究,這時應有: ----本實驗要驗證的表達式,式中h是物體從o點下落至a點的高度,va是物體在a點的瞬時速度。
師:打點計時器的作用是什么?
生:記錄在紙帶上打的點,用這些點來求出物體在經過某一點的速度.
師:低壓交流電源是不是必需的?
師:重物選取的原則是什么?為什么?
師:實驗中還有哪些應該注意的地方?
師:這樣做的目的是什么?
師:實驗中的誤差主要來源于哪里?
師:過程開始和終結位置是怎樣選擇的?
師:這樣選取的目的是什么?
師:在數據處理時,是不是必須從打的第一個點開始呢?
師:在實驗中是不是要先進行測量重物的質量呢?
生:不需要測量重物的質量,因為這個物理量在式子兩邊可以約掉.
師:實驗中重物經過某一點的速度是怎樣得到的呢?
(投影展示學生的推導過程,這個結論非常重要,一定要讓學生能夠自己推導)
2、如何求出a點的瞬時速度va?
根據做勻加速運動的物體在某一段時間t內的平均速度等于該時間中間時刻的瞬時速度可求出a點的瞬時速度va。
圖2是豎直紙帶由下而上實際打點后的情況。從o點開始依次取點1,2,3,……圖中s1,s2,s3,……分別為0~2點,1~3點,2~4點…… 各段間的距離。
量出0~2點間距離s1,則在這段時間里的平均速度 ,這就是點1處的瞬時速度v1。依次類推可求出點2,3,……處的瞬時速度v2,v3,……。
3、如何確定重物下落的高度?
圖2中h1,h2,h3,……分別為紙帶從o點下落的高度。
根據以上數值可以計算出任意點的重力勢能和動能,從而驗證機械能守恒定律。
學生活動:學生看書明確實驗的各項任務及實驗儀器。復習《用打點計時器測速度》的實驗,掌握用打點計時器測量勻變速直線運動速度的方法。
4、描繪圖像
(學生討論實驗的步驟,教師巡回指導,幫助能力較差的學生完成實驗步驟)(參考實驗步驟)
4.重復上一步的過程,打三到五條紙帶.
下落高度??????
速度??????
勢能??????
動能??????
結論??????
(學生思考表格的設計方法,獨立完成表格的設計)(參考表格)
教師活動:在學生開始做實驗之前,老師應強調如下幾個問題:
2、是否需要測量重物的質量?
3、在架設打點計時器時應注意什么?為什么?
4、實驗時,接通電源和釋放紙帶的順序怎樣?為什么?
學生活動:思考老師的問題,討論、交流。選出代表發(fā)表見解。
2、因為不需要知道物體在某點動能和勢能的具體數值,所以不必測量物體的質量 m,而只需驗證 就行了。
3、打點計時器要豎直架穩(wěn),使其兩限位孔在同一豎直平面內,以盡量減少重物帶著紙帶下落時所受到的阻力作用。
4、必須先接通電源,讓打點計時器正常工作后才能松開紙帶讓重物下落。
5、這個同學的看法是正確的。為了減小測量 h值的相對誤差,選取的各個計數點要離起始點適當遠些好。
課余作業(yè)
1、完成實驗報告。
2、完成如下思考題:
;缺少的器材是??????????????????????????????? 。
(2)在驗證機械能守恒定律時,如果以v2/2為縱軸,以h為橫軸,根據實驗數據繪出的圖線應是???????? ,才能驗證機械能守恒定律,其斜率等于???????? 的數值。
作?? 業(yè)?
(4)某次“驗證機械能守恒定律”的實驗中,用6v、50hz的打點計時器打出的一條無漏點的紙帶,如圖4所示,o點為重錘下落的起點,選取的計數點為a、b、c、d,各計數點到o點的長度已在圖上標出,單位為毫米,重力加速度取9.8m/s2,若重錘質量為1kg。
j。
②從開始下落算起,打點計時器打b點時,重錘的重力勢能減小量為???????? j。
板?? 書?? 設?? 計?5.9 實驗:驗證機械能守恒定律
一、實驗方法??? 驗證用自由落體運動中機械能守恒???
二、要注意的問題? 實驗的誤差來源
教
學
后
記?教學體會
思維方法是解決問題的靈魂,是物理教學的根本;親自實踐參與知識的發(fā)現過程是培養(yǎng)學生能力的關鍵,離開了思維方法和實踐活動,物理教學就成了無源之水、無本之木。學生素質的培養(yǎng)就成了鏡中花,水中月。
機械能守恒的條件篇六
1.知道什么是機械能,知道物體的動能和勢能可以相互轉化。
2.理解機械能守恒定律的內容。
3.在具體問題中,能判定機械能是否守恒,并能列出機械能守恒的方程式。
4.學會在具體的問題中判這定物體的機械能是否守恒;
5.初步學會從能量轉化和守恒的觀點來解釋物理現象,分析問題。
來解決實際問題。
□教學重點:
1、理解機械能守恒定律的內容。
2、在具體問題中能判定機械能是否守恒,并能列出定律的數學表達式。
□教學難點:
1.從能的轉化和功能關系出發(fā)理解機械能守恒的條件。
2.能正確判斷研究對象在所經歷的過程中機械能是否守恒。
□教學方法:
數學表達式公式的來龍去脈。??
法。
□教學步驟:
1.用投影片出示思考題:
②動能定理的內容和表達式是什么?
③重力所做的功與物體重力勢能的變化之間有什么關系?
2.學生回答:
①本章我們學習了以下幾種能:動能、重力勢能、彈性勢能。
③重力所做的功和物體重力勢能之間變化的關系為:
wg=mgh1-mgh2
3.教師總結:
①同學們要注意動能定理中動能的變化量是末動能減去初動能,而重力做功與重力勢能改變之間關系式中初位置的重力勢能與末位置重力勢能的差。
課我們就來研究有關機械能的問題。
(一)引入新課
1.用多媒體展示下述物理情景:
a、運動員投出鉛球;
b、彈簧的一端接在氣墊導軌的一端,另一端和滑塊相連,讓滑塊在水平的軌道上做往復運動。
2.學生分析上述物理情景中能量是如何轉化的?
學生甲:
a.鉛球在上升過程中,動能轉化為重力勢能;鉛球在下落過程中,重力勢能又轉化為動能。
b.彈簧在和物塊的往復運動過程中,動能和彈簧的彈性勢能發(fā)生相互轉化。
學生乙:
除了甲的敘述中動能和勢能相互轉化外,還有一部分轉化為物體的內能。
3.教師講:分析的很全面,但是在此過程中轉化為內能的部分在總結能量中占的比例很小,我們一般不予考慮。
1.用多媒體出示兩道思考題:
思考題一:如圖所示,一個質量為m的物體自由下落,
經過高度為h1的a點時速度為v1,下落到高度h2為的b
點時速度為v2,試寫出物體在a點時的機械能和在b點
時的機械能,并找到這二個機械能之間的數量關系。
思考題二:如圖所示,一個質量為m的物體做平拋運動,經過高度為h1的a點時速度為v1,經過高度為h2的b點時速度為v2,寫出物體在位置a、b時的機械能的表達式并找出這二個機械能之間的關系。
2.把學生分為二小組,一組做思考題一,另一組做思考題二,并進行小組賽。
3.教師對首先做完的小組進行激勵評價,并抽有代表性的解答方案進行現場評點。
4.用實物投影儀對推導過程進行評析。
①推導過程一
解:∵機械能等于物體的動能和勢能之和
∴a點的機械能等于:mv12/2+mgh1
b點的機械能等于:mv22/2+mgh2
又在自由落體運動中,物體只受重力的作用,據動能定理得:
wg=mv22/2-mv12/2
又據重力做功與重力勢能的關系得到:
∴? mv12/2-mgh2=mv12/2- mgh1
②學生評價:在上述推導過程中,在用重力做功和重力勢能改變之間關系應是重力所做的功等于初位置的重力勢能減去末位置的重力勢能,所以推導的結果錯誤。
③推導結果②
解:a點的機械能等于:mv12/2+mgh
b點的機械能等于:mv22/2+mgh2
由于物體做平拋運動,只受重力作用,且重力做正功,據動能定理得:
wg=mv22/2-mv12/2
又據重力做功與重力勢能的關系得到:
∴? mv22/2-mv12/2=mgh1-mgh2
∴? mv22/2+mgh2=mgh1+mv12/2
④教師評析:第二個推導過程是完全正確的。
5.用多媒體展示評析中得到的表達
mv22/2-mv12/2=mgh1-mgh2???? ①
mv22/2+mgh2=mgh1+mv12/2?? ②
學生討論:上述兩個表達式說明了什么?
討論后學生回答。
學生甲:在表達式①中等號左邊是物體動能的增加量,等號右邊是物體重力勢能減少量,該表達式說明:物體在下落過程中,重力做了多少正功,物體的重力勢能就減小多少,同時物體的動能就增加多少。
學生乙:對于表達式②,等號左邊是物體在末位置時的機械能;等號右邊是物體在初位置時的機械能。該式表示:動能和勢能之和即總的機械能保持不變。
6.師總結:同學們對上述兩個表達式的含義理解得很好,我們分別用ek1和ek2表示物體的初動能和末動能,用ep1和ep2分別表示物體在初位置的重力勢能和末位置的重力勢能,則得到:ek1+ep1=ek2+ep2,也就是初位置的機械能等于末位置的機械能,即機械能是守恒的。
學生答:相同點是在上述兩種運動中物體只受重力作用;不同之處是物體運動的路線不同,自由落體運動是直線運動,而平拋運動是曲線運動。
②從上述兩種運動中,你能猜想一下:機械能在什么情況下守恒嗎?
學生答:物體只受重力作用。
學生還可能答:物體在運動中,只有重力做功,針對上述兩種答案,師生評析后總結。
2.教師總結:
通過上述分析,我們得到:在只有重力做功的情況下,物體的動能和重力勢能發(fā)生相互轉化,但機械能的總量保持不變,這個結論叫機械能守恒定律。
①條件:只有重力做功。
②結論:機械能的總量保持不變。
3.用實物投影儀出示討論題。
①所謂的只有重力做功與物體只受重力有什么不同。
學生:所謂的只有重力做功,包括兩種情況:
a.物體只受重力,不受其他的力。
b.物體除重力外還受其他的力,但其他力不做功。
而物體只受重力僅包括一種情形。
4.得到結論:以上實驗證實了在不計阻力影響,即物體只受重力作用時,小球在擺動中機械能守恒。
學生答:在小球被彈簧彈出的過程中,彈簧的彈性勢能轉化為小球的動能。
類比得到:如果有彈力做功,動能和彈性勢能之和保持不變,即機械能守恒。
③所謂只有彈力做功,包括哪幾種情況?
學生:包括以下兩種情況:
第一種情況:物體只受彈力作用,不受其他的力;
第二種情況:物體除受彈力外還受其他的力,但其他的力不做功。
5.演示實驗
①介紹實驗裝置如圖所示:
②做法:
a、把球拉到a點,然后放開,觀察
小球擺動到右側時的位置和位置a間的關系。
b、把球同樣拉到a點,在o點用尺子擋一下觀察小球擺動到右側時的位置,并比較該位置和釋放點a之間的關系。
③通過觀察到的現象,分析后你得到什么結論?
6.學生總結現象
學生甲:在做法a中,小球可以擺到跟釋放點a高度相同的c點;在做法b中,小球仍可以到達跟釋放點a高度相同的c'點。
學生乙:在做法a中,小球可以擺到跟釋放點a高度幾乎相同的c點,在做法b中,小球可以到達跟釋放點a點高度幾乎相同的c'點。
7.針對上述結論展開討論后得到:如果不考慮阻力作用,即物體只受到重力作用時,學生甲的結論正確;如果考慮空氣阻力作用,學生乙的結論正確。
教師總結:在本實驗中,我們對空氣的阻力一般不考慮,因為阻力太小,對結果影響不大。
1、關于物體的機械能是否守恒的敘述,下列說法中正確的是:
a、做勻速直線運動的物體,機械能一定守恒;
b、做勻速變速直線運動的物體,機械能一定守恒;
c、外力對物體所做的功等于零時,機械能一定守恒;
d、物體若只有重力做功,機械能一定守恒。
2、在下列實例中運動的物體,不計空氣阻力,機械能不守恒的是:
a、起重機吊起物體勻速上升;
b、物體做平拋運動;
c、圓錐擺球在水平面內做勻速圓周運動;
3、從離地高為hm的陽臺上以速度v豎直向上拋出質量為m的物體,它上升 hm后又返回下落,最后落在地面上,則一列說法中正確的是(不計空氣阻力,以地面為參考面)
a、物體在最高點時機械能為mg(h+h);
b、物體落地時的機械能為mg(h+h)+mv2/2;
c、物體落地時的機械能為mgh+mv2/2;
d、物體在落回過程中,以過陽臺時的機械能為mgh+mv2/2.
(四)鞏固練習:
(五)小結:本節(jié)課我們學習了機械能守恒定律
1.我們說機械能守恒的關鍵是:只有重力或彈力做功;
2.在具體判斷機械能是否守恒時,一般從以下兩方面考慮:
①對于某個物體,若只有重力做功,而其他力不做功,則該物體的機械能守恒。
②對于由兩個或兩個以上物體(包括彈簧在內組成的系統(tǒng),如果系統(tǒng)只有重力做功或彈力做功,物體間只有動能、重力勢能和彈性勢能之間的相互轉化,系統(tǒng)與外界沒有機械能的轉移,系統(tǒng)內部沒有機械能與其他形式能的轉化系統(tǒng)的機械能守恒。
3.如果物體或系統(tǒng)除重力或彈力之外還有其他力做功,那么機械能就要改變。
(六)機械能守恒定律
1、動能和勢能統(tǒng)稱為機械能。
2、機械能守恒定律:
①在只有重力做功的條件下,物體的動能和重力勢能相互轉化,但機械能的總量保持不變。
①系統(tǒng)內只有重力或只有彈力何做功;
②系統(tǒng)內的摩擦力不做功,一功外力都不做功。
4、表達式: