高中物理人教版 (2019)必修 第二册4 机械能守恒定律教案

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册4 机械能守恒定律教案，共4页。教案主要包含了教学目标，新课引入，新知探究，课堂小结，随堂演练等内容，欢迎下载使用。

1.知道什么是机械能，知道动能和势能是可以相互转化的．
2.会推导机械能守恒定律．
3.掌握机械能守恒定律的内容，理解机械能守恒的条件．
4.会灵活运用机械能守恒定律解决问题．
【新课引入】
伽利略曾研究过小球在斜面上的运动。他发现：无论斜面B比斜面A陡些或缓些，小球的速度最后总会在斜面上的某点变为0，这点距斜面底端的竖直高度与它出发时的高度基本相同。
在小球的运动过程中，有哪些物理量是变化的？哪些是不变的？你能找出不变的量吗？
【新知探究】
一、追寻守恒量
小球在运动的过程中，好像记得自己起始的高度，用物理学的语言来说，这说明存在一个与高度相关的物理量。这个量是守恒的，后来物理学家就把这个量叫做能量。
二、动能与势能的相互转化


既然重力势能与动能之间可以互相转化，那弹性势能与动能之间也可以互相转化吗？
结论：重力势能、弹性势能、动能之间是可以互相转化的
三、机械能守恒定律
机械能：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。
如下图中，质量为m的物体均从高为h1的A点运动到高为h2的B点，求这四个过程中重力对物体做的功？（不计空气阻力和摩擦阻力），若物体在A点的速度为v1，所有阻力均不计，求物体到达B点时的动能Ek2
推导得出：机械能守恒定律。
在只有重力做功的物体系统内，动能与重力势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。
机械能守恒的条件：只有重力做功或弹簧弹力做功
(1)物体只受重力或弹簧弹力，不受其他力
(2)物体除受重力或弹簧弹力外，还受其他力，但其他力不做功
(3)除受重力、弹力外，还受其他力，其他力做功，但做功代数和为零
注意:
(1)不要把其他力不做功理解为物体受到的合外力为零.(物体所受合力为零，机械能也不一定守恒)
(2)不要把只有重力和弹力做功理解为物体只受重力和弹力.
判断机械能是否守恒的方法：
(1)用做功来分析：分析物体或物体系统的受力情况(包括内力和外力)，明确各力做功的情况，若对物体或系统只有重力或弹力做功，没有其他力做功或其他力做功的代数和为零，则物体或物体系统的机械能守恒。
(2)用能量转化来分析：若物体系统中只有动能和势能的相互转化，系统跟外界没有发生机械能的传递，机械能也没有转化成其他形式的能(如内能)，则系统的机械能守恒．
(3)用增减情况分析：若物体系统的动能与势能均增加，则系统机械能不守恒；若系统的动能不变，而势能发生了变化，或系统的势能不变，而动能发生了变化，则系统机械能不守恒。
【课堂小结】
【随堂演练】
1.在下面列举的各个实例中(除A外都不 计空气阻力)，哪些过程中机械能是守恒的？ 说明理由.
A.跳伞运动员带着张开的降落伞在空气中匀速下落（ ）
B.抛出的标枪在空中运动
C.拉着一个金属块使它沿光滑的斜面匀速上升
D、在光滑水平面上运动的小球碰到一个弹簧，把弹簧压缩后，又被弹回来
2.如图所示，木块与水平桌面间的接触面是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短，则从子弹开始射木块到弹簧压缩至最短的整个过程中( )
A．子弹与木块组成的系统机械能守恒
B．子弹与木块组成的系统机械能不守恒
C．子弹、木块和弹簧组成的系统机械能守恒
D．子弹、木块和弹簧组成的系统机械能不守恒
3、 如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是( )
A．甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，物体A的机械能守恒
B．乙图中，物体B在大小等于摩擦力的拉力作用下沿斜面下滑时，机械能守恒
C．丙图中，不计任何阻力时A加速下落、B加速上升的过程中，A、B组成的系统机械能守恒
D．丁图中，小球由水平位置A处静止释放，运动到B处的过程中，机械能守恒
h
B
A
4.如图为翻滚过山车示意图，圆轨道的半径为10m，为了安全，则过山车由静止开始向下运动时离地至少多高？（不考虑空气阻力和摩擦阻力）
答案见PPT课件