习题教学设计第一课时

机械能守恒定律应用教学设计

本节重点介绍机械能守恒定律的应用,要求学生知道应用机械能守恒定律解题的步骤以及用这个定律处理问题的优缺点,并会用机械能守恒定律解决简单的问题.另外,在本节中要学会据题设条件提供的具体情况,选择不同的方法,用机械能守恒定律以及学过的动能定理等结合解决综合问题。

教学目标

1.知道应用机械能守恒定律解题的步骤

2.明确应用机械能守恒定律分析问题的注意点

3. 针对具体的物理现象和问题,正确应用机械能守恒定律

4. 通过解决实际问题,培养认真仔细有序的分析习惯具体问题具体分析,提高思维的客观性和准确性

教学重点

机械能守恒定律的应用. 教学难点

判断被研究对象在经历的研究过程中机械能是否守恒,在应用时要找准始末状态的机械能

教学方法

自学讨论,总结得到机械能守恒定律的解题方法和步骤;通过分析典型例题,掌握用机械能守恒定律、动能定理解决力学问题

教学过程

1.一年一度的高考刚刚结束，通过一首诗再次提醒学生对知识的认识要知其然更要知其所以然。

2.回顾例题，求单摆最低点速度。

明确机械能守恒定律的条件 以及表达式

3.例题(双选)(2014·中山模拟)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,A机械能守恒

B.乙图中,A置于光滑水平面,物体B沿光滑斜面下滑,物体 B机械能守恒

C.丙图中,不计任何阻力时A加速下落,B加速上升过

程

中,A、B系统机械能守恒

D.丁图中,小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时,小球的

机械能守恒

如何判断系统机械能是否守恒

1.利用机械能的定义.如物体在水平面内做匀速运动.动能与势能均不变,机械能守恒若物体在倾斜或竖直方向做匀速运动,势能会改变,机械能不守恒

2用做功来判断: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,则机械能守恒;除重力(或弹力)做功外,还有其他的力做功,但其他力做功的代数和为零,机械能守恒,反之则不守

3用能量转化来判断:对某一系统,物体间只有动能和重力势能及弹性势能相互转化,系统跟外界没有发生机械能的传递,机械能也没有转变成其他形式的能(如没有内能产生),则系统机械能守恒

4.知识点梳理

【知识梳理】 1.机械能:_____和_____统称为机械能,其中势能包括_________ 和_________。

2.机械能守恒定律: (1)内容:在只有重力做功的情况下,物体的_____和_________发

生相互转化,而机械能的总量_________。

(2)条件:只有_____做功。

(3)三种守恒表达式。

①_____(E1、E2分别表示系统初、末状态时的总机械能)。

②ΔEk=_____或ΔEk增=______(表示系统势能的减少量等于系

统动能的增加量)。

③ΔEA=_____或ΔEA增=______(表示系统只有A、B两物体时,A 增加的机械能等于B减少的机械能)。

明确解题步骤

1.确定研究对象。 2.进行受力分析，确定各力做功，找守恒条件。 3.选定参考平面，确定初末状态。 4.根据守恒定律，列式求解。 5. 机械能守恒定律在多个物体组成系统中的应用

对单个物体能用机械能守恒定律解的题一般都能用动能定理解决,而且省去了确定是否守恒和选定零势能面的麻烦,但是反过来,能用动能定理来解决的题却不一定都能用机械能守恒定律来解决,在这个意义上讲,动能定理比机械能守恒定律应用更广泛更普遍.故机械能守恒定律主要应用在多个物体组成的系统中。

对系统应用机械能守恒定律时,一般用多物体中增加的能量之和等于减少的能量之和来求解,即E增=E减

例 如图所示，质量均为m的物体A和B，通过轻绳跨过定滑轮相连。斜面光滑，倾角为θ，不计绳子和滑轮之间的摩擦。开始时A物体离地的高度为h，B物体位于斜面的底端，用手托住A物体，使A、B两物体均静止。现将手撤去。

(1)求A物体将要落地时的速度为多大？

(2)A物体落地后，B物体由于惯性将继续沿斜面向上运动，则B物体在斜面上到达的最高点离地的高度为多大？

例 如图所示，质量不计的硬直杆的两端分别固定质量均为m的小球A和B，它们可以绕光滑轴O在竖直面内自由转动。已知OA＝2OB＝2L，将杆从水平位置由静释放，求：

（1）在杆转动到竖直位置的过程中，杆对A球做了多少功？

（2）在杆刚转到竖直位置的瞬间，杆对B球的作用力为多大？是推力还是拉力？

多物体机械能守恒问题

(1)多物体机械能守恒问题的分析方法。

①对多个物体组成的系统要注意判断物体运动过程中,系统的机械能是否守恒

②注意寻找用绳或杆相连接的物体间的速度关系和位移关系。

③列机械能守恒方程时,一般选用ΔEk=-ΔEp的形式。

(2)多物体机械能守恒问题的三点注意

①正确选取研究对象。 ②合理选取物理过程。

③正确选取机械能守恒定律常用的表达形式列式求解。

1.轻杆模型的四个特点: (1)忽略空气阻力和各种摩擦;(2)平动时线速度相等,转动时角速度相等; (3)杆对物体的作用力并不总是指向杆的方向,杆能对物体做功,单个物体不守恒

(4)对于杆和球组成的系统,没有外力对系统做功,因此系统的总机械能守恒。

2.解决轻杆模型应注意的三个问题: (1)明确轻杆转轴的位置,从而确定两球的线速度是否相等; (2)杆对球的作用力方向不再沿着杆,故单个物体的机械能不守恒; (3)杆对物体做正功,使其机械能增加,同时杆对另一物体做负功,使其机械能减少,系统的机械能守恒。

加强练习

质量分别为m和2m的两个小球P和Q,中间用轻质杆固定连接，杆长为L，在离P球 处有一个光滑固定轴O，如图所示。现在把杆置于水平位置后自由释放，在Q球顺时针摆动到最低位置时,求：

(1)小球P的速度大小; (2)在此过程中小球P机械能的变化量。