课外读物ppt配用优秀获奖教案

机械能守恒定律及其应用

铜梁中学 王成建

一、教学目的：

1、复习功和能的关系、明确功是能转化的量度。

2、明确机械能的定义和守恒条件。

3、应用机械能守恒定律解决有关物理问题。

二、教学重点：机械能的定义和守恒条件。

三、教学难点：机械能守恒定律的应用。

四、教学过程：

（一）课堂引入：复习机械能的概念。

（二）新课教学

1、机械能守恒的条件

只有重力或弹力（弹簧）做功.可以从以下几个方面理解:

(1)只受重力（或弹力）作用,物体（包括弹簧在内的系统）的机械能守恒.

(2)受其他力,但其他力不做功,物体的机械能守恒. （3）受其他力，且其他力做功,但其他力所做的总功为零,这种情况下机械能守恒（如果没有势能与动能之间的转化，则谈不上守恒，只是机械能不改变.）。

例题1：细绳跨过轻质定滑轮悬挂两

物体M和m,且M>m,不计摩擦,系统由静止

开始运动过程中(

)

A.M、m各自的机械能分别守恒

B.M减少的机械能等于m增加的机械能

C.M减少的重力势能等于m增加的重力势能

D.M和m组成的系统机械能守恒

方法归纳

判断机械能是否守恒的方法: （1）利用机械能的定义判断:分析动能与势能的和是

否变化.如:匀速下落的物体动能不变,重力势能

减少,物体的机械能必减少. （2）.用做功判断:若物体或系统只有重力(或弹簧的弹

力)做功,或有其他力做功,但其他力做功的代数

和为零,机械能守恒. （3）.用能量转化来判断:若物体系统中只有动能和势

能的相互转化,而无机械能与其他形式的能的转

化,则物体系统的机械能守恒. （4）.对一些绳子突然绷紧、物体间非弹性碰撞等问

题机械能一般不守恒,除非题中有特别说明或暗示. 2

机械能守恒的应用

1)、机械能守恒定律的几种表达形式和用法

(1)E2=E1或Ek1+Ep1=Ek2+Ep2,表示系统在初状态的机械能等于其末状态的机械能.运用这种形式表达时,应选好零势能面,且初末状态的高度已知,系统除地球外,只有一个物体时,用这种表达形式较方便.

(2)ΔEp=-ΔEk,表示系统(或物体)机械能守恒时,系

统减少(或增加)的势能等于增加(或减少)的总动能. 应用时,关键在于分清重力势能的增加量和减少量, 可不选零势能面而直接计算初、末状态的势能差.这种表达式一般用于始末状态的高度未知,但高度变化已知的情况. (3)ΔEA增=ΔEB减,表示若系统由A、B两部分组成,则A部分物体机械能的增加量与B部分物体机械能的减少量相等. （4）ΔE增=ΔE减，表示增加的机械能等于减少的机械能。

2）、应用举例

（1）、单个物体机械能守恒的应用

例2：一固定在竖直平面内的光滑的半

圆形轨道ABC,其半径R=0.5 m,轨道在C处与水平

地面相切.在C处放一小物块,给它一水平向左的

初速度v0=5 m/s,结果它沿CBA运动,经过A点后落在水平地面上的D点,求C、D间的距离x.取重力加速度g=10 m/s2.

方法归纳

应用机械能守恒定律解题的基本步骤: (1)根据题意,选取研究对象(物体或系统);

(2)明确研究对象的运动过程,分析研究对象在运动

过程中的受力情况,弄清各力的做功情况,判断是否

符合机械能守恒的条件; (3)如果符合,则根据机械能守恒定律列方程求解. 注意:所列方程有多种形式.如:Ek1+Ep1=Ek2+Ep2,ΔEk=-ΔEp,ΔE1=-ΔE2等,视

具体情况,灵活运用.

2）、系统机械能守恒的应用

例3：

如图,在半径为r的轴上悬挂着一个质量为M的水桶P,轴上均匀分布着6根手柄,每个柄端固定有质量均为m的金属球,球离轴心的距离为l,轮轴、绳和手柄的质量及摩擦均不计.现由静止释放水桶,整个装置开始转动.装置转动整数转时水桶下降的高度为h。求此时水桶的速度为多少?

3课堂练习：

1）、如图,可视为质点的小球A、B用不可伸长的细软轻线连接,跨过固定在地面上半径为R有光滑圆柱,A的质量为B的两倍.当B位于地面时,A恰与圆柱轴心等高.将A由静止释放,B上升的最大高度是多少？

2）、如图6所示,一个半径为

R=0.3 m的半圆形轻质弯管上固定有

两个小球A、B,C为弯管的圆心,AC⊥

OB,弯管可以绕左端转轴O在竖直平面

内无摩擦自由转动.已知mA=2 kg,mB=1 kg,取g=10 m/s2,由静止开始释放此装置,则

(1)当B球摆到最低点时系统减少的重力势能是多大? (2)当A球摆到最低点时,A的动能是多大?