更新時(shí)間:2023-08-21 20:03:11作者:佚名
共1課時(shí)
8.機(jī)械能守恒定理中學(xué)數(shù)學(xué)人教2003課標(biāo)版
1教學(xué)目標(biāo)2學(xué)情剖析3重點(diǎn)難點(diǎn)4教學(xué)過(guò)程4.1第一學(xué)時(shí)教學(xué)活動(dòng)活動(dòng)1【導(dǎo)入】導(dǎo)入新課
電影導(dǎo)出
講義展示翻滾過(guò)山車的精采片段,迸發(fā)中學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,引出本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容.
在師生觀看過(guò)山車的同時(shí),班主任告誡師生剖析過(guò)山車在運(yùn)行過(guò)程中動(dòng)能和勢(shì)能的變化狀況.
游戲?qū)С?/p>
班主任運(yùn)用事先打算好的演示器材,請(qǐng)兩個(gè)朋友配合,指導(dǎo)她們完成一個(gè)小游戲,讓老師們認(rèn)真觀察并探討游戲底下的科學(xué)道理.
器材:細(xì)線、小鋼球、鐵架臺(tái).
演示過(guò)程:將小鋼球機(jī)固定在細(xì)線的一端,細(xì)線的另一端系在木架臺(tái)上,使小球與細(xì)線產(chǎn)生一個(gè)擺.讓一個(gè)朋友緊靠鋼架臺(tái),頭稍低,另一朋友把小球由該老師的眼睛處釋放,小球晃動(dòng)過(guò)程中能夠見(jiàn)到該老師的眼睛,告誡留意安全,并探討底下的科學(xué)道理.如左右圖.
試驗(yàn)導(dǎo)出
如右上圖所示,懸掛單擺的鋼架臺(tái)上降低一個(gè)橫桿P和一把水平放置的卷尺AB,試驗(yàn)時(shí)①調(diào)整橫桿P的高度,觀察小球晃動(dòng)的狀況;②調(diào)整水平直尺的高度使小球從不同位置晃動(dòng),觀察小球晃動(dòng)的狀況.將各次試驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行概括,探討此類現(xiàn)象說(shuō)明哪些問(wèn)題.也可以將單擺懸掛在小黑板上,之后在小黑板上畫上若干條水平橫線,手持短尺取代橫桿.
活動(dòng)2【講授】推進(jìn)新課
一、動(dòng)能與勢(shì)能的互相轉(zhuǎn)換
后面我們學(xué)習(xí)了動(dòng)能、勢(shì)能和機(jī)械能的知識(shí).在中學(xué)學(xué)習(xí)時(shí)我們就了解到,在一定條件下,質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能與勢(shì)能(包括重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能)可以互相轉(zhuǎn)換,動(dòng)能與勢(shì)能互相轉(zhuǎn)換的實(shí)例在生活中十分多,請(qǐng)老師們列舉生活中的實(shí)例來(lái)說(shuō)明動(dòng)能與勢(shì)能的互相轉(zhuǎn)換.
參考:1.從樹(shù)上掉下的小米(勢(shì)能向動(dòng)能轉(zhuǎn)換);
2.單車猛蹬幾下自由沖上山坡(動(dòng)能向勢(shì)能轉(zhuǎn)換);
3.拉弓馬術(shù)(勢(shì)能向動(dòng)能轉(zhuǎn)換)
4.運(yùn)動(dòng)會(huì)上撐竿跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員在跳起的過(guò)程中(人的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為桿的彈性勢(shì)能,后桿的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)換為人的重力勢(shì)能).
……
試驗(yàn)演示:依次演示麥克斯韋滾擺、單擺和彈簧振子,告誡師生留意觀察質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)中動(dòng)能、勢(shì)能的變化狀況,即轉(zhuǎn)換過(guò)程中地理量的詳細(xì)變化.
通過(guò)觀察演示試驗(yàn),師生回答質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)中動(dòng)能、勢(shì)能變化狀況.
班主任總結(jié):質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,隨著動(dòng)能的減小,質(zhì)點(diǎn)的勢(shì)能減少;反之,隨著動(dòng)能的減少,質(zhì)點(diǎn)的勢(shì)能減小.
師生通過(guò)例子體驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)演示,著力感遭到機(jī)械能的兩種方式(動(dòng)能與勢(shì)能)之間可以互相轉(zhuǎn)換.并且,轉(zhuǎn)換過(guò)程中有力做功.
重力做功:動(dòng)能←→重力勢(shì)能
彈力做功:動(dòng)能←→彈性勢(shì)能.
活動(dòng)3【活動(dòng)】機(jī)械能守恒定理
問(wèn)題:動(dòng)能和勢(shì)能的互相轉(zhuǎn)換是否存在某些定量的關(guān)系呢?上述各運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能是否變化呢?
引導(dǎo)師生通過(guò)詳細(xì)的例子進(jìn)行理論推論剖析.先考慮只有重力對(duì)質(zhì)點(diǎn)做功的理想狀況.
情景設(shè)置:品質(zhì)為m的質(zhì)點(diǎn)自由下落過(guò)程中,經(jīng)過(guò)高度h1處速率為v1,下落至高度h2處速率為v2,不計(jì)空氣阻力,剖析由h1下落到h2過(guò)程中機(jī)械能的變化(引導(dǎo)師生探討剖析).
剖析:按照動(dòng)能定律,有:=WG
下落過(guò)程中重力對(duì)質(zhì)點(diǎn)做功,重力做功在數(shù)值上等于質(zhì)點(diǎn)重力勢(shì)能的變化量.取地面為參考平面,有WG=mgh1-mgh2
由以上兩式可以得到=mgh1-mgh2

移項(xiàng)得+mgh2=g+mgh1
引導(dǎo)師生剖析討論里面式子的地理意義:等號(hào)的右側(cè)表示末態(tài)的機(jī)械能,等號(hào)的兩側(cè)表示初態(tài)的機(jī)械能,式子闡明初態(tài)跟末態(tài)的機(jī)械能相等.即在小球下落的過(guò)程中,重力勢(shì)能減少,動(dòng)能降低,降低的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能.
問(wèn)題:此式子具備普遍意義嗎?還是僅在只受重力的自由落體運(yùn)動(dòng)中創(chuàng)辦?引導(dǎo)師生自己推論豎直上拋、平拋的過(guò)程是否設(shè)立.
引導(dǎo)師生關(guān)注在上述過(guò)程中質(zhì)點(diǎn)的受力狀況.可以證明,在只有重力做功的狀況下,質(zhì)點(diǎn)動(dòng)能和勢(shì)能可以互相轉(zhuǎn)換,而機(jī)械能數(shù)量保持不變.
活動(dòng)4【講授】思維拓展
在只有彈力做功的牨機(jī)制統(tǒng)內(nèi)呢?
教案展示:展示彈簧振子(因?yàn)閺椈烧褡痈拍顜熒€沒(méi)有接觸,班主任可以不提彈簧振子的概念)的運(yùn)動(dòng)狀況,剖析地理過(guò)程.
班主任設(shè)疑:在只有重力做功的狀況下,機(jī)械能是守恒的;同樣作為機(jī)械能組成部份的勢(shì)能,是否在只有彈力做功的狀況下,機(jī)械能也能守恒呢?
師生在推論過(guò)程中或許會(huì)存在一定的困難,班主任適當(dāng)加以輔助推論.對(duì)彈簧與小球的運(yùn)動(dòng)過(guò)程簡(jiǎn)略剖析,得到動(dòng)能與勢(shì)能的轉(zhuǎn)換關(guān)系,并明晰:在只有彈力對(duì)質(zhì)點(diǎn)做功時(shí)質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能守恒.
通過(guò)前面只有重力做功與只有彈力做功兩個(gè)部份的推論,學(xué)生小結(jié)機(jī)械能守恒定理的內(nèi)容:
在只有重力或彈力做功的質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)內(nèi),動(dòng)能與勢(shì)能可以互相轉(zhuǎn)換,而總的機(jī)械能保持不變.
式子:Ek2+Ep2=Ep1+Ek1
班主任引導(dǎo)學(xué)生理解式子中各量的數(shù)學(xué)意義,并回顧機(jī)械能守恒定理推論過(guò)程,加深認(rèn)識(shí).
活動(dòng)5【講授】機(jī)械能守恒定理的條件
通過(guò)以上內(nèi)容的學(xué)習(xí),我們理解了機(jī)械能守恒定理的式子,但真正應(yīng)用到解題過(guò)程還是有限制的.
大屏幕投影機(jī)械能守恒定理的內(nèi)容,并用不同色調(diào)展示“在只有重力或彈力做功的質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)內(nèi)”,突出指出守恒的受力前提.引導(dǎo)師生自己小結(jié)守恒的條件.
有的中學(xué)生覺(jué)得守恒條件應(yīng)當(dāng)是只受重力或彈力;
有的中學(xué)生覺(jué)得守恒條件應(yīng)當(dāng)是只有重力或彈力做功.
在肯定兩位師生認(rèn)真探討的基礎(chǔ)上,班主任指責(zé)兩位師生的意見(jiàn),迸發(fā)它們探討的積極性:兩位老師說(shuō)的有哪些不同嗎?
師生討論:只有重力或彈力做功,還包含那樣的意思:或許還受其他力,但其他力不做功.
思維追蹤:機(jī)械能守恒定理的條件應(yīng)當(dāng)如何敘述呢?例子說(shuō)明.
師生小結(jié):機(jī)械能守恒定理的條件可以敘述為:
1.只受重力(彈力),不受其他力.如自由落體的質(zhì)點(diǎn).
2.除重力(彈力)以外也有其他力,但其他力都不做功.如做單擺運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn).
活動(dòng)6【練習(xí)】例題
習(xí)題在距離地面20m高處,以15m/s的初速率水平拋出一小球,不計(jì)空氣阻力,取g=10m/s2,求小球落地速率大小.
引導(dǎo)師生探討剖析,提出問(wèn)題:
1.旁邊學(xué)習(xí)過(guò)應(yīng)用運(yùn)動(dòng)合成與分解的方式處理平拋運(yùn)動(dòng),目前能夠應(yīng)用機(jī)械能守恒定理解決這類問(wèn)題?
2.小球拋出后至落地之前的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,是否滿足機(jī)械能守恒的條件?怎么應(yīng)用機(jī)械能守恒定理解決問(wèn)題?
3.歸納師生剖析的結(jié)果,明晰:小球下落過(guò)程中,只有重力對(duì)小球做功,滿足機(jī)械能守恒條件,可以用機(jī)械能守恒定理求解;應(yīng)用機(jī)械能守恒定理時(shí),應(yīng)明晰所選用的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,明晰初、末狀態(tài)小球所具備的機(jī)械能.
取地面為參考平面,拋出時(shí)小球具備的重力勢(shì)能Ep1=mgh,動(dòng)能為Ek1=mv02.落地時(shí),小球的重力勢(shì)能Ep2=0,動(dòng)能為Ek2=mv2.
依據(jù)機(jī)械能守恒定理,有E1=E2,即mgh+=mv2

落地時(shí)小球的速率大小為v=m/s=25m/s.
活動(dòng)7【測(cè)試】課堂訓(xùn)練
1.如圖所示,下述四個(gè)選項(xiàng)的圖中,石塊均在固定的斜面上運(yùn)動(dòng),其中圖A、B、C中的斜面是光滑的,圖D中的斜面是粗糙的,圖A、B中的F為石塊所受的外力,方向如圖中箭頭所示,圖A、B、D中的石塊向上運(yùn)動(dòng),圖C中的石塊向下運(yùn)動(dòng).在這四個(gè)圖所示的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒的是()
2.長(zhǎng)為L(zhǎng)的均勻鏈條置于光滑的水平桌面上,且使其寬度的1/4垂在桌邊,如圖所示.松手后鏈條從靜止開(kāi)始沿桌邊下降,則鏈條滑至剛才離開(kāi)桌邊時(shí)的速率大小為多大?
參考答案
1.解讀:機(jī)械能守恒的條件是:質(zhì)點(diǎn)只受重力或彈力的作用,或則還受其他力作用,但其他力不做功,這么在動(dòng)能和勢(shì)能的互相轉(zhuǎn)換過(guò)程中,質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能守恒?.根據(jù)此條件剖析,A、B、D三項(xiàng)均錯(cuò).?
答案:C
2.解讀:鏈條下降時(shí),因桌面光滑,沒(méi)有磨擦力做功.整根鏈條總的機(jī)械能守恒,可用機(jī)械能守恒定理求解.設(shè)整根鏈條品質(zhì)為m,則單位寬度品質(zhì)(品質(zhì)線密度)為m/L.
設(shè)桌面重力勢(shì)能為零,由機(jī)械能守恒定理得
解得v=.
點(diǎn)撥:求解這類題目時(shí),一是留意零勢(shì)點(diǎn)的選用,應(yīng)盡或許使式子簡(jiǎn)化,該題如選鏈條全部滑下時(shí)的最高點(diǎn)為零勢(shì)能點(diǎn),則初始勢(shì)能就比較麻煩.二是靈活選用各部份的重心,該題開(kāi)始時(shí)的勢(shì)能應(yīng)取兩部份(桌面上和桌面下)勢(shì)能總和,整根鏈條的總重心便不好確定,最后正好滑出桌面時(shí)的勢(shì)能就沒(méi)有必要再分,可對(duì)整根鏈條求出重力勢(shì)能.
活動(dòng)8【講授】課堂總結(jié)
1.在只有重力或彈力做功的質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)內(nèi),質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能數(shù)量不變.
2.應(yīng)用機(jī)械能守恒定理的解題方法
(1)確定研究對(duì)象;
(2)對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行正確的受力剖析;
(3)分辨各個(gè)力是否做功,并剖析是否符合機(jī)械能守恒的條件;
(4)視解題便于選用零勢(shì)能參考平面,并確定研究對(duì)象在始、末狀態(tài)時(shí)的機(jī)械能;
(5)依據(jù)機(jī)械能守恒定理列舉多項(xiàng)式,或再輔之以其他多項(xiàng)式,進(jìn)行求解.
活動(dòng)9【作業(yè)】布置作業(yè)
1.用書(shū)“問(wèn)題與練習(xí)”第1、3、4題.
2.觀察記錄生活中其他的化學(xué)情境,判定其是否符合機(jī)械能守恒定理.
活動(dòng)10【講授】板書(shū)設(shè)計(jì)
一、動(dòng)能與勢(shì)能的互相轉(zhuǎn)換
重力做功:動(dòng)能←→重力勢(shì)能
彈力做功:動(dòng)能←→彈性勢(shì)能
二、機(jī)械能守恒定理
在只有重力或彈力做功的質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)內(nèi),動(dòng)能和勢(shì)能可以互相轉(zhuǎn)換,而總的機(jī)械能保持不變.
三、機(jī)械能守恒定理的條件
1.只受重力(彈力),不受其他力.如自由落體的質(zhì)點(diǎn).
2.除重力(彈力)以外也有其他力,但其他力都不做功.如做單擺運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn).
8.機(jī)械能守恒定理

課時(shí)設(shè)計(jì)課堂實(shí)錄
8.機(jī)械能守恒定理
1第一學(xué)時(shí)教學(xué)活動(dòng)活動(dòng)1【導(dǎo)入】導(dǎo)入新課
電影導(dǎo)出
講義展示翻滾過(guò)山車的精采片段,迸發(fā)中學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,引出本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容.
在師生觀看過(guò)山車的同時(shí),班主任告誡師生剖析過(guò)山車在運(yùn)行過(guò)程中動(dòng)能和勢(shì)能的變化狀況.
游戲?qū)С?/p>
班主任運(yùn)用事先打算好的演示器材,請(qǐng)兩個(gè)朋友配合,指導(dǎo)她們完成一個(gè)小游戲,讓老師們認(rèn)真觀察并探討游戲底下的科學(xué)道理.
器材:細(xì)線、小鋼球、鐵架臺(tái).
演示過(guò)程:將小鋼球機(jī)固定在細(xì)線的一端,細(xì)線的另一端系在木架臺(tái)上,使小球與細(xì)線產(chǎn)生一個(gè)擺.讓一個(gè)朋友緊靠鋼架臺(tái),頭稍低,另一朋友把小球由該老師的眼睛處釋放,小球晃動(dòng)過(guò)程中能夠見(jiàn)到該老師的眼睛,告誡留意安全,并探討底下的科學(xué)道理.如左右圖.
試驗(yàn)導(dǎo)出
如右上圖所示,懸掛單擺的鋼架臺(tái)上降低一個(gè)橫桿P和一把水平放置的卷尺AB,試驗(yàn)時(shí)①調(diào)整橫桿P的高度,觀察小球晃動(dòng)的狀況;②調(diào)整水平直尺的高度使小球從不同位置晃動(dòng),觀察小球晃動(dòng)的狀況.將各次試驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行概括機(jī)械能守恒的條件,探討此類現(xiàn)象說(shuō)明哪些問(wèn)題.也可以將單擺懸掛在小黑板上,之后在小黑板上畫上若干條水平橫線,手持短尺取代橫桿.
活動(dòng)2【講授】推進(jìn)新課
一、動(dòng)能與勢(shì)能的互相轉(zhuǎn)換
后面我們學(xué)習(xí)了動(dòng)能、勢(shì)能和機(jī)械能的知識(shí).在中學(xué)學(xué)習(xí)時(shí)我們就了解到,在一定條件下,質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能與勢(shì)能(包括重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能)可以互相轉(zhuǎn)換,動(dòng)能與勢(shì)能互相轉(zhuǎn)換的實(shí)例在生活中十分多,請(qǐng)老師們列舉生活中的實(shí)例來(lái)說(shuō)明動(dòng)能與勢(shì)能的互相轉(zhuǎn)換.
參考:1.從樹(shù)上掉下的小米(勢(shì)能向動(dòng)能轉(zhuǎn)換);
2.單車猛蹬幾下自由沖上山坡(動(dòng)能向勢(shì)能轉(zhuǎn)換);
3.拉弓馬術(shù)(勢(shì)能向動(dòng)能轉(zhuǎn)換)
4.運(yùn)動(dòng)會(huì)上撐竿跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員在跳起的過(guò)程中(人的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為桿的彈性勢(shì)能,后桿的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)換為人的重力勢(shì)能).
……
試驗(yàn)演示:依次演示麥克斯韋滾擺、單擺和彈簧振子,告誡師生留意觀察質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)中動(dòng)能、勢(shì)能的變化狀況,即轉(zhuǎn)換過(guò)程中地理量的詳細(xì)變化.
通過(guò)觀察演示試驗(yàn),師生回答質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)中動(dòng)能、勢(shì)能變化狀況.
班主任總結(jié):質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,隨著動(dòng)能的減小,質(zhì)點(diǎn)的勢(shì)能減少;反之,隨著動(dòng)能的減少,質(zhì)點(diǎn)的勢(shì)能減小.
師生通過(guò)例子體驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)演示,著力感遭到機(jī)械能的兩種方式(動(dòng)能與勢(shì)能)之間可以互相轉(zhuǎn)換.并且,轉(zhuǎn)換過(guò)程中有力做功.
重力做功:動(dòng)能←→重力勢(shì)能
彈力做功:動(dòng)能←→彈性勢(shì)能.
活動(dòng)3【活動(dòng)】機(jī)械能守恒定理
問(wèn)題:動(dòng)能和勢(shì)能的互相轉(zhuǎn)換是否存在某些定量的關(guān)系呢?上述各運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能是否變化呢?
引導(dǎo)師生通過(guò)詳細(xì)的例子進(jìn)行理論推論剖析.先考慮只有重力對(duì)質(zhì)點(diǎn)做功的理想狀況.
情景設(shè)置:品質(zhì)為m的質(zhì)點(diǎn)自由下落過(guò)程中,經(jīng)過(guò)高度h1處速率為v1,下落至高度h2處速率為v2,不計(jì)空氣阻力,剖析由h1下落到h2過(guò)程中機(jī)械能的變化(引導(dǎo)師生探討剖析).
剖析:按照動(dòng)能定律,有:=WG
下落過(guò)程中重力對(duì)質(zhì)點(diǎn)做功,重力做功在數(shù)值上等于質(zhì)點(diǎn)重力勢(shì)能的變化量.取地面為參考平面,有WG=mgh1-mgh2

由以上兩式可以得到=mgh1-mgh2
移項(xiàng)得+mgh2=g+mgh1
引導(dǎo)師生剖析討論里面式子的地理意義:等號(hào)的右側(cè)表示末態(tài)的機(jī)械能,等號(hào)的兩側(cè)表示初態(tài)的機(jī)械能,式子闡明初態(tài)跟末態(tài)的機(jī)械能相等.即在小球下落的過(guò)程中,重力勢(shì)能減少,動(dòng)能降低,降低的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能.
問(wèn)題:此式子具備普遍意義嗎?還是僅在只受重力的自由落體運(yùn)動(dòng)中創(chuàng)辦?引導(dǎo)師生自己推論豎直上拋、平拋的過(guò)程是否設(shè)立.
引導(dǎo)師生關(guān)注在上述過(guò)程中質(zhì)點(diǎn)的受力狀況.可以證明,在只有重力做功的狀況下,質(zhì)點(diǎn)動(dòng)能和勢(shì)能可以互相轉(zhuǎn)換,而機(jī)械能數(shù)量保持不變.
活動(dòng)4【講授】思維拓展
在只有彈力做功的牨機(jī)制統(tǒng)內(nèi)呢?
教案展示:展示彈簧振子(因?yàn)閺椈烧褡痈拍顜熒€沒(méi)有接觸,班主任可以不提彈簧振子的概念)的運(yùn)動(dòng)狀況,剖析地理過(guò)程.
班主任設(shè)疑:在只有重力做功的狀況下,機(jī)械能是守恒的;同樣作為機(jī)械能組成部份的勢(shì)能,是否在只有彈力做功的狀況下,機(jī)械能也能守恒呢?
師生在推論過(guò)程中或許會(huì)存在一定的困難,班主任適當(dāng)加以輔助推論.對(duì)彈簧與小球的運(yùn)動(dòng)過(guò)程簡(jiǎn)略剖析,得到動(dòng)能與勢(shì)能的轉(zhuǎn)換關(guān)系,并明晰:在只有彈力對(duì)質(zhì)點(diǎn)做功時(shí)質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能守恒.
通過(guò)前面只有重力做功與只有彈力做功兩個(gè)部份的推論,學(xué)生小結(jié)機(jī)械能守恒定理的內(nèi)容:
在只有重力或彈力做功的質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)內(nèi),動(dòng)能與勢(shì)能可以互相轉(zhuǎn)換,而總的機(jī)械能保持不變.
式子:Ek2+Ep2=Ep1+Ek1
班主任引導(dǎo)學(xué)生理解式子中各量的數(shù)學(xué)意義,并回顧機(jī)械能守恒定理推論過(guò)程,加深認(rèn)識(shí).
活動(dòng)5【講授】機(jī)械能守恒定理的條件
通過(guò)以上內(nèi)容的學(xué)習(xí),我們理解了機(jī)械能守恒定理的式子,但真正應(yīng)用到解題過(guò)程還是有限制的.
大屏幕投影機(jī)械能守恒定理的內(nèi)容,并用不同色調(diào)展示“在只有重力或彈力做功的質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)內(nèi)”,突出指出守恒的受力前提.引導(dǎo)師生自己小結(jié)守恒的條件.
有的中學(xué)生覺(jué)得守恒條件應(yīng)當(dāng)是只受重力或彈力;
有的中學(xué)生覺(jué)得守恒條件應(yīng)當(dāng)是只有重力或彈力做功.
在肯定兩位師生認(rèn)真探討的基礎(chǔ)上,班主任指責(zé)兩位師生的意見(jiàn),迸發(fā)它們探討的積極性:兩位老師說(shuō)的有哪些不同嗎?
師生討論:只有重力或彈力做功,還包含那樣的意思:或許還受其他力,但其他力不做功.
思維追蹤:機(jī)械能守恒定理的條件應(yīng)當(dāng)如何敘述呢?例子說(shuō)明.
師生小結(jié):機(jī)械能守恒定理的條件可以敘述為:
1.只受重力(彈力),不受其他力.如自由落體的質(zhì)點(diǎn).
2.除重力(彈力)以外也有其他力,但其他力都不做功.如做單擺運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn).
活動(dòng)6【練習(xí)】例題
習(xí)題在距離地面20m高處,以15m/s的初速率水平拋出一小球,不計(jì)空氣阻力,取g=10m/s2,求小球落地速率大小.
引導(dǎo)師生探討剖析,提出問(wèn)題:
1.旁邊學(xué)習(xí)過(guò)應(yīng)用運(yùn)動(dòng)合成與分解的方式處理平拋運(yùn)動(dòng),目前能夠應(yīng)用機(jī)械能守恒定理解決這類問(wèn)題?
2.小球拋出后至落地之前的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,是否滿足機(jī)械能守恒的條件?怎么應(yīng)用機(jī)械能守恒定理解決問(wèn)題?
3.歸納師生剖析的結(jié)果,明晰:小球下落過(guò)程中,只有重力對(duì)小球做功,滿足機(jī)械能守恒條件,可以用機(jī)械能守恒定理求解;應(yīng)用機(jī)械能守恒定理時(shí),應(yīng)明晰所選用的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,明晰初、末狀態(tài)小球所具備的機(jī)械能.
取地面為參考平面,拋出時(shí)小球具備的重力勢(shì)能Ep1=mgh,動(dòng)能為Ek1=mv02.落地時(shí),小球的重力勢(shì)能Ep2=0,動(dòng)能為Ek2=mv2.

依據(jù)機(jī)械能守恒定理,有E1=E2,即mgh+=mv2
落地時(shí)小球的速率大小為v=m/s=25m/s.
活動(dòng)7【測(cè)試】課堂訓(xùn)練
1.如圖所示,下述四個(gè)選項(xiàng)的圖中,石塊均在固定的斜面上運(yùn)動(dòng),其中圖A、B、C中的斜面是光滑的,圖D中的斜面是粗糙的,圖A、B中的F為石塊所受的外力,方向如圖中箭頭所示,圖A、B、D中的石塊向上運(yùn)動(dòng),圖C中的石塊向下運(yùn)動(dòng).在這四個(gè)圖所示的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒的是()
2.長(zhǎng)為L(zhǎng)的均勻鏈條置于光滑的水平桌面上,且使其寬度的1/4垂在桌邊,如圖所示.松手后鏈條從靜止開(kāi)始沿桌邊下降,則鏈條滑至剛才離開(kāi)桌邊時(shí)的速率大小為多大?
參考答案
1.解讀:機(jī)械能守恒的條件是:質(zhì)點(diǎn)只受重力或彈力的作用,或則還受其他力作用,但其他力不做功,這么在動(dòng)能和勢(shì)能的互相轉(zhuǎn)換過(guò)程中,質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能守恒?.根據(jù)此條件剖析,A、B、D三項(xiàng)均錯(cuò).?
答案:C
2.解讀:鏈條下降時(shí),因桌面光滑,沒(méi)有磨擦力做功.整根鏈條總的機(jī)械能守恒,可用機(jī)械能守恒定理求解.設(shè)整根鏈條品質(zhì)為m,則單位寬度品質(zhì)(品質(zhì)線密度)為m/L.
設(shè)桌面重力勢(shì)能為零,由機(jī)械能守恒定理得
解得v=.
點(diǎn)撥:求解這類題目時(shí),一是留意零勢(shì)點(diǎn)的選用,應(yīng)盡或許使式子簡(jiǎn)化,該題如選鏈條全部滑下時(shí)的最高點(diǎn)為零勢(shì)能點(diǎn),則初始勢(shì)能就比較麻煩.二是靈活選用各部份的重心,該題開(kāi)始時(shí)的勢(shì)能應(yīng)取兩部份(桌面上和桌面下)勢(shì)能總和機(jī)械能守恒的條件,整根鏈條的總重心便不好確定,最后正好滑出桌面時(shí)的勢(shì)能就沒(méi)有必要再分,可對(duì)整根鏈條求出重力勢(shì)能.
活動(dòng)8【講授】課堂總結(jié)
1.在只有重力或彈力做功的質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)內(nèi),質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能數(shù)量不變.
2.應(yīng)用機(jī)械能守恒定理的解題方法
(1)確定研究對(duì)象;
(2)對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行正確的受力剖析;
(3)分辨各個(gè)力是否做功,并剖析是否符合機(jī)械能守恒的條件;
(4)視解題便于選用零勢(shì)能參考平面,并確定研究對(duì)象在始、末狀態(tài)時(shí)的機(jī)械能;
(5)依據(jù)機(jī)械能守恒定理列舉多項(xiàng)式,或再輔之以其他多項(xiàng)式,進(jìn)行求解.
活動(dòng)9【作業(yè)】布置作業(yè)
1.用書(shū)“問(wèn)題與練習(xí)”第1、3、4題.
2.觀察記錄生活中其他的化學(xué)情境,判定其是否符合機(jī)械能守恒定理.
活動(dòng)10【講授】板書(shū)設(shè)計(jì)
一、動(dòng)能與勢(shì)能的互相轉(zhuǎn)換
重力做功:動(dòng)能←→重力勢(shì)能
彈力做功:動(dòng)能←→彈性勢(shì)能
二、機(jī)械能守恒定理
在只有重力或彈力做功的質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)內(nèi),動(dòng)能和勢(shì)能可以互相轉(zhuǎn)換,而總的機(jī)械能保持不變.
三、機(jī)械能守恒定理的條件
1.只受重力(彈力),不受其他力.如自由落體的質(zhì)點(diǎn).
2.除重力(彈力)以外也有其他力,但其他力都不做功.如做單擺運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn).
Tags:機(jī)械能,守恒,定理,優(yōu)質(zhì),銅獎(jiǎng)

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