第七章：機械能守恒定律人教版物理必修②機械能守恒定律（第1課時）教學目標

知識與技能1、知道什么是機械能，理解物體的動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化；2、理解機械能守恒定律的內(nèi)容和適用條件；3、會判定具體問題中機械能是否守恒，能運用機械能守恒定律分析實際問題【教學重點】1、機械能守恒定律的推導與建立，以及機械能守恒定律含義的理解；2、機械能守恒定律的條件和機械能守恒定律的實際應用。【教學難點】1、機械能守恒的條件及對機械能守恒定律的理解。2、能正確分析物體系統(tǒng)內(nèi)所具有的機械能，判斷研究對象在所經(jīng)歷的過程中機械能是否守恒。翻滾過山車觀察與思考如圖是迪斯尼樂園的過山車情景，請問：“一輛滑車在下滑過程中，既然沒有什么動力，為什么每次總能如此準確的完成一連串有驚無險的動作呢？”生活中的實例重力勢能轉(zhuǎn)化為動能動能又轉(zhuǎn)化為重力勢能如此往復重力做正功重力勢能減少動能增加重力做負功重力勢能增加動能減少上述現(xiàn)象，說明了什么問題？動能和勢能是怎樣轉(zhuǎn)化的?

進站前關(guān)閉發(fā)動機，機車憑慣性上坡，動能變成勢能儲存起來，出站時下坡，勢能變成動能，節(jié)省了能源。

車站隨著人類能量消耗的迅速增加，如何有效地提高能量的利用率，是人類所面臨的一項重要任務，右圖是上海“明珠線”某輕軌車站的設(shè)計方案，與站臺連接的軌道有一個小的坡度。明珠號列車為什么在站臺上要設(shè)置一個小小的坡度？重力勢能轉(zhuǎn)化為動能v自由落體重力勢能減小動能增加動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化V光滑斜面v動能轉(zhuǎn)化為重力勢能豎直上拋動能減小重力勢能增加V光滑斜面動能和彈性勢能可以相互轉(zhuǎn)化.彈力做正功彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能彈力做正功彈性勢能減少動能增加彈力做負功彈性勢能增加動能減少重力勢能:彈性勢能動能：勢能Ep物體由于運動而具有的能叫做動能

Ek=mv2/2相互作用的物體憑借其位置而具有的能叫做勢能

Ep=mgh機械能E=EK+EP機械能：物體的動能和勢能之和稱為物體的機械能;用E表示,E＝EK＋EP問題：動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化是否存在某種定量的關(guān)系呢？v1v2ABh1h2v0h1h2ABv1v2h1BAh2v1v2運動類型受力情況做功的力自由落體平拋沿光滑斜面下滑沿光滑曲面下滑

重力

重力

重力

重力

重力

重力

重力支持力

重力支持力共同點：只有重力做功ABh1h2如圖，一個質(zhì)量為m的小球自由下落、平拋運動、光滑斜面下滑、光滑曲面下滑，經(jīng)過某高度為h１的A點時速度為v１，下落到某高度為h2的B點時速度為v2，試寫出小球在A點時的機械能EA和在B點時的機械能EB，并找出小球在A、B時所具有的機械能EA、EB之間的數(shù)量關(guān)系。根據(jù)動能定理有:根據(jù)重力做功有：由（1）、（2）兩式得：EK2+EP2=EK1+EP1即E2=E1EK2-EK1=EP1-EP2

即ΔEk=

－ΔEpABh1h2v1v2討論：如果存在空氣阻力：ABEP1EK1EK2WG-Wf=EK2-EK1WG=EP1-EP2EK2-EK1+Wf=EP1-EP2EK2+EP2+Wf=EK1+EP1B點機械能A點機械能≠結(jié)論：有其它力做功時，總的機械能不守恒減少了的機械能去哪里了？EP2A到B過程中由動能定理得：只有重力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能和重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機械能保持不變。

物體只受重力；

②物體除受重力外還受其他的力，但其他力不做功；

③物體除受重力外還受其他的力，但其他力做功的代數(shù)和為零fＦＦ＝ｆ等效于只有重力做功思考：只有重力做功，有哪幾種情形？GNF◆小球的受力情況如何？

重力G、支持力N、彈力F◆各個力的做功情況如何？

G和N不做功，彈力F做功◆能量轉(zhuǎn)化情況？BAO同樣可以理論證明：

在只有彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能和彈性勢能可以相互轉(zhuǎn)化，物體與彈簧組成的系統(tǒng)的機械能也保持不變。1、內(nèi)容：在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，物體的動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化，總的機械能保持不變。E2=E1即EK2+EP2=EK1+EP1ΔEk=

－ΔEp機械能守恒定律

2、條件：只有重力或彈力做功即EK2-EK1=EP1-EP2

3、表達式物體只受重力；

②物體除受重力外還受其他的力，但其他力不做功；

③物體除受重力外還受其他的力，但其他力做功的代數(shù)和為零說明：參考面選取的問題。（１）從系統(tǒng)做功的角度：只有重力或系統(tǒng)內(nèi)的彈力做功。總機械能守恒定律的條件的理解：（２）從能量轉(zhuǎn)化的角度：只有系統(tǒng)內(nèi)的動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，無其他形式能量（如內(nèi)能）參與轉(zhuǎn)化。說一說下列實例中哪些情況機械能是守恒的用繩拉著一個物體沿著光滑的斜面勻速上升。跳傘員利用降落傘在空中勻速下落拋出的籃球在空中運動（不計阻力）光滑水平面上運動的小球，把彈簧壓縮后又被彈回來。v1、下列幾種情況中，機械能一定守恒的是（）A.做勻速直線（F合=0）運動的物體B.水平拋出的物體（不計空氣阻力）C.固定光滑曲面上運動的物體，如圖所示D.物體以0.8g的加速度豎直向上做勻減速運動隨堂練習點評：機械能是否守恒與物體的運動狀態(tài)無關(guān)BC點評：機械能是否守恒與物體的運動狀態(tài)無關(guān)C2、下列關(guān)于物體機械能守恒的說法中，正確的是（）A.做勻速直線運動的物體機械能一定守恒B.合外力對物體不做功，物體的機械能一定守恒C.物體只發(fā)生動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化時，物體的機械能守恒D.運動的物體，若受合外力為零，則其機械能一定守恒E.做勻變速運動的物體的機械能不可能守恒3.如圖，一子彈以水平速度射入木塊并留在其中，再與木塊一起共同擺到最大高度的過程中，下列說法正確的是（）A、子彈的機械能守恒。B、木塊的機械能守恒。C、子彈和木塊的總機械能守恒。D、以上說法都不對D1、子彈射中木塊的過程機械能不守恒2、整體從最低位置擺到最高位置的過程機械能守恒4、如下圖所示，小球從高處下落到豎直放置的輕彈簧上，在將彈簧壓縮到最短的整個過程中，下列關(guān)于能量的敘述中正確的是（）（A）重力勢能和動能之和總保持不變（B）重力勢能和彈性勢能之和總保持不變（C）動能和彈性勢能之和總保持不變（D）重力勢能、彈性勢能和動能之和總保持不變DOBAθlGFT討論：（1）以誰為研究對象，研究的是哪個過程（2）研究過程中，機械能是否守恒？（3）選取哪個平面為參考平面，初末狀態(tài)的機械能分別為多少？（4）根據(jù)機械能守恒定律列方程把一個小球用細繩懸掛起來，就成為一個擺，擺長為l，最大偏角為θ。小球運動到最低位置時的速度是多大？OBAθLGFT由機械能守恒定律得即得末狀態(tài)解：選O所在平面為零勢能面初狀態(tài)小結(jié)

應用機械能守恒定律解題，只需考慮過程的初、末狀態(tài)，不必考慮兩個狀態(tài)間過程的細節(jié)，這是它的優(yōu)點。應用機械能守恒定律的解題步驟(1)