《机械能守恒定律》学案
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约3190字。
7.6 机械能守恒定律
一、教学目的:
1.掌握机械能守恒定律,知道它的含义和适用条件,并能判断物体机械能守恒的条件。.
2.会用机械能守恒定律解决力学问题,知道应用这个定律的解题步骤,知道用这个定律处理问题的优点.
二、重点难点:
1.使学生掌握物体系统机械能守恒的条件;能够正确分析物体系统所具有的机械能;能够应用机械能守恒定律解决有关问题。正确选用机械能守恒定律解决问题
2.物体重力势能大小与所选取的参考平面(零势面)有关;在讨论物体系统的机械能时,应先确定参考平面。而重力势能的变化量是与所选取的参考平面无关的。
【热点精华】
一.机械能:物体所具有的动能与势能的总和叫机械能
动能:物体由于运动而具有的能。Ek=
重力势能:物体由于被举高而具有的能量叫重力势能。Ep=
弹性势能:发生形变的物体,在恢复原状时能够对外做功而具有的能量叫弹性势能。弹性势能的大小与物体的形变量有关。
重力势能和弹性势能都是势能。
【教学过程】:
1.只有重力对物体做功时物体的机械能守恒
问题:质量为m的物体自由下落过程中,经过高度h1处速度为v1,下落至高度h2处速度为v2,不计空气阻力,分析由h1下落到h2过程中机械能的变化(引导学生思考分析)。
【提出问题】:在只有弹簧弹力做功时,物体的机械能是否变化呢?
2.弹簧和物体组成的系统的机械能
明确:进一步定量研究可以证明,在只有弹簧弹力做功条件下,物体的动能和弹簧的弹性势能可以相互转化,系统的机械能总量不变。
二.机械能守恒定律:在只有重力、弹力做功的情况下,物体的动能和势能相互转化,总的机械能保持不变。
机械能是否守恒的判断依据:
1.只有重力或弹簧弹力做功。
2.没有其它形式的能量参与转化。
【例1】:如图,小球自a点由静止自由下落,到b点时与弹簧接触,到c点时弹簧被压缩到最短,若不计弹簧质量和空气阻力,在小球由a→b→c的运动过程中( )
A.小球和弹簧总机械能守恒
B.小球的重力势能随时间均匀减少
C.小球在b点时动能最大
D.到c点时小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量
E.小球的机械能守恒
图1—17—3
【例2】、下列关于机械能是否守恒的叙述正确的是
A.做匀速直线运动的物体机械能一定守恒
B.做匀变速直线运动的物体的机械能可能守恒
C.合外力对物体做功为零时,机械能一定守恒
D.只有重力对物体做功,物体机械能一定守恒
【例3】、如图所示,斜面体置于光滑水平地面上,其光滑斜面上有一物体由静止沿斜面下滑,在物体下滑过程中,下列说法正确的是
A.物体的重力势能减少,动能增大
B.物体的重力势能完全转化为物体的动能
C.物体的机械能减少
D.物体和斜面体组成的系统机械能守恒
三.机械能守恒定律的三种表达形式
1.物体或系统初态总机械能E1等于末态的总机械能E2,此时应选定零势能面。E1=E2
2.系统减少的能量等于增加的能量,即E减=E增。
3.系统内只有A、B两物体时,则A减少的机械能等于B增加的机械能。EA=EB
思考题一:
如图(1)所示,一个质量为m的物体自由下落,经过高度为h1的A点时速度为v1,下落到高度为h2的B点时速度为v2,试写出物体在A点时的机械能和在B点时的机械能,并找到这二个机械能之间的数量关系.
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