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高考物理一轮复习教学设计：机械能守恒定律

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高三复习课《机械能守恒定律》教学设计

一．教学目标

1．掌握重力势能、弹性势能的概念，并能计算；

2．掌握机械能守恒的条件，会判断物体的机械能是否守恒；

3．掌握机械能守恒定律的三种表达形式，理解其物理意义，并能熟练应用；

二．教学重点

机械能守恒的判断和运用机械能守恒定律解决问题。

三．教学难点

运用机械能守恒定律解决问题。

四．教学方法

问题引导、教师启发，学生讨论、交流。

五．教学过程

（一）重力做功与重力势能的关系

1.重力做功的特点

(1)重力做功与路径无关，只与始末位置的高度差有关.

(2)重力做功不引起物体机械能的变化.

2.重力势能

(1)表达式：Ep＝mgh.

(2)重力势能的特点

重力势能是物体和地球所共有的，重力势能的大小与参考平面的选取有关，但重力势能的变化与参考平面的选取无关.

3.重力做功与重力势能变化的关系

(1)定性关系：重力对物体做正功，重力势能减小；重力对物体做负功，重力势能增大；

(2)定量关系：重力对物体做的功等于物体重力势能的减小量.即WG＝－(Ep2－Ep1)＝－ΔEp.

（二）弹性势能

1.定义：发生弹性形变的物体之间，由于有弹力的相互作用而具有的势能.

2.弹力做功与弹性势能变化的关系：弹力做正功，弹性势能减小；弹力做负功，弹性势能增加.即W＝－ΔEp.

（三）机械能守恒定律

1.内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而总的机械能保持不变.

2.表达式：mgh1＋12mv12＝mgh2＋12mv22.

3.机械能守恒的条件

(1)系统只受重力或弹簧弹力的作用，不受其他外力.

(2)系统除受重力或弹簧弹力作用外，还受其他内力和外力，但这些力对系统不做功.

(3)系统内除重力或弹簧弹力做功外，还有其他内力和外力做功，但这些力做功的代数和为零.

(4)系统跟外界没有发生机械能的传递，系统内、外也没有机械能与其他形式的能发生转化.

4.机械能守恒定律的进一步理解

(1)只有重力做功时，只发生动能和重力势能的相互转化.如自由落体运动、抛体运动等.

(2)只有系统内弹力做功，只发生动能和弹性势能的相互转化.如在光滑水平面上运动的物体碰到一个弹簧，和弹簧相互作用的过程中，对物体和弹簧组成的系统来说，机械能守恒.

(3)只有重力和系统内弹力做功，只发生动能、弹性势能、重力势能的相互转化.如自由下落的物体落到竖直的弹簧上，和弹簧相互作用的过程中，对物体和弹簧组成的系统来说，机械能守恒.

(4)除受重力(或系统内弹力)外，还受其他力，但其他力不做功，或其他力做功的代数和为零.如物体在沿斜面向下的拉力F的作用下沿斜面向下运动，其拉力的大小与摩擦力的大小相等，在此运动过程中，其机械能守恒.

【例1】如图所示，用轻弹簧相连的物块A和B放在光滑的水平面上，物块A紧靠竖直墙壁，一颗子弹沿水平方向射入物块B后留在其中，由子弹、弹簧和A、B所组成的系统在下列依次进行的过程中，机械能不守恒的是 ( )

A．子弹射入物块B的过程

B．物块B带着子弹向左运动，直到弹簧压缩量最大的过程

C．弹簧推着带子弹的物块B向右运动，直到弹簧恢复原长的过程

D．带着子弹的物块B因惯性继续向右运动，直到弹簧伸长量达最大的过程

【例2】如图所示，质量为m的物体以速度v0离开桌面后经过A点时，小球的速度vA是多少？（不计空气阻力，重力加速度为g)

【例3】如图所示，质量都是m 的物体A 和B ，通过轻绳子跨过滑轮相连。 斜面光滑，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，A、B 两物均静止。

撤去手后，求：A 物体将要落地时的速度多大？

（四）机械能守恒定律的三种表达式

（五）处理机械能守恒的一般步骤

【例4】如图甲所示，竖直平面内的光滑轨道由倾斜直轨道AB和圆轨道BCD组成，AB和BCD相切于B点，CD连线是圆轨道竖直方向的直径(C、D为圆轨道的最低点和最高点)，已知∠BOC＝30°.可视为质点的小滑块从轨道AB上高H处的某点由静止滑下，用力传感器测出小滑块经过圆轨道最高点D时对轨道的压力为F，并得到如图乙所示的压力F与高度H的关系图象，取g＝10 m/s2.求：

滑块的质量和圆轨道的半径；

六．课后思考

1.合力为零，机械能是否守恒？

2.合力做功为零，机械能是否守恒?

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机械能守恒定律一轮复习教学设计

机械能守恒定律一轮复习教学设计

- 1 - 《机械能守恒定律》教学设计

陕西省安康市宁陕县宁陕中学教师 周 华

【教材分析】

机械能守恒定律这一节的内容与本章的各节内容有紧密的逻辑关系，是全章知识链中重要的一环．机械能守恒定律的探究既建立在前面所学知识的基础上，又是普遍的能量守恒定律的一种特殊情况，教材开始通过自由落体运动实验,联系第一节中追寻守恒量．通过多个具体实例,先猜测动能和势能的相互转化的关系,引出对机械能守恒定律及守恒条件的探究，联系重力势能和重力做功关系的学习，由定性分析到定量计算，逐步深入，最后得出结论，并通过应用使学生领会机械能守恒定律在解决实际问题时的优越性。在教学设计时，要根据教材内在的逻辑关系和学生认知的发展规律来设计教学活动的基本流程，力求达到最优化的组合.

本设计力图通过生活实例和物理实验,展示相关情景，激发学生的求知欲，引出对机械能守恒定律的探究,体现从“生活走向物理”的理念，通过建立物理模型,由浅入深进行探究，让学生领会科学的研究方法，并通过规律应用巩固知识,体会物理规律对生活实践的作用.

【教学目标】

（一）知识与技能

1、知道什么是机械能，理解物体的动能和势能可以相互转化；

2、理解机械能守恒定律的内容和适用条件;

3、会判定具体问题中机械能是否守恒,能运用机械能守恒定律分析实际问题.

（二)过程与方法

1、学习从物理现象分析、推导机械能守恒定律及适用条件的研究方法；

2、初步掌握运用能量转化和守恒来解释物理现象及分析问题的方法。

（三）情感、态度与价值观

体会科学探究中的守恒思想，养成探究自然规律的科学态度，领悟机械能守恒规律解决问题的优点，形成科学的价值观。

【教学重点】

1、机械能守恒定律的推导与建立，以及机械能守恒定律含义的理解；

2、机械能守恒定律的条件和机械能守恒定律的实际应用。 - 2 - 【教学难点】

1、机械能守恒的条件及对机械能守恒定律的理解。

机械能守恒定律教学设计(1)

机械能守恒定律教学设计(1)

- 1 - 《机械能守恒定律》教学设计

（赵良奎 433000 湖北省仙桃市仙源学校）

QQ:30911461E-mail:****************【教材分析】

机械能守恒定律一节的内容与本章的各节内容有紧密的逻辑关系，是全章知识链中重要的一环．机械能守恒定律的探究既建立在前面所学知识的基础上，又是普遍的能量守恒定律的一种特殊情况，教材开始通过“演示”小实验，联系第一节中追寻守恒量．通过多个具体实例，先猜测动能和势能的相互转化的关系，引出对机械能守恒定律及守恒条件的探究，联系重力势能和重力做功及弹性势能与弹力做功的关系的学习，由定性分析到定量计算，逐步深入，最后得出结论，并通过应用使学生领会机械能守恒定律在解决实际问题时的优越性。在教学设计时，要根据教材内在的逻辑关系和学生认知的发展规律来设计教学活动的基本流程，力求达到最优化的组合。

本设计力图通过生活实例和物理实验,展示相关情景，激发学生的求知欲，引出对机械能守恒定律的探究,体现从“生活走向物理”的理念,通过建立物理模型,由浅入深进行探究,让学生领会科学的研究方法,并通过规律应用巩固知识,体会物理规律对生活实践的作用。

【教学目的】

㈠知识与技能

1、知道什么是机械能，理解物体的动能和势能可以相互转化；

2、理解机械能守恒定律的内容和适用条件；

3、会判定具体问题中机械能是否守恒，能运用机械能守恒定律分析实际问题。

㈡过程与方法

1、学习从物理现象分析、推导机械能守恒定律及适用条件的研究方法；

2、初步掌握运用能量转化和守恒来解释物理现象及分析问题的方法。

㈢情感、态度与价值观

体会科学探究中的守恒思想，养成探究自然规律的科学态度，领悟机械能守恒规律解决问题的优点，形成科学的价值观。

【教学重点】

1、机械能守恒定律的推导与建立，以及机械能守恒定律含义的理解；

2、机械能守恒定律的条件和机械能守恒定律的实际应用。

【教学难点】

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1 θ

图5-1-1 θ N

FN

G 第五章 机械能守恒定律

第一课时 功

重点难点例析

一、判断力是否做功及其正负的方法：

1.看力F与l夹角α——常用于恒力做功的情形.

2.看力F与v方向夹角α——常用于曲线运动情形.

若α为锐角做正功，若α为直角则不做功，若α为钝角则做负功.

【例1】如图5-1-1所示，小物体位于光滑的斜面上，斜面位于光滑的水平地面上，从地面上看，在小物体沿斜面下滑的过程中，斜面对小物体的作用力（ ）

A.垂直于接触面，做功为零；

B.垂直于接触面，做功不为零；

C.不垂直于接触面，做功为零；

D.不垂直于接触面，做功不为零.

【解析】由于斜面是光滑的，斜面对物体的作用力只有支持力N，方向一定垂直于斜面.若斜面固定不动，物体沿斜面运动时，支持力N与物体位移方向垂直，不做功，但当斜面不固定时，物体沿斜面下滑的同时，在N的反作用力作用下，斜面要向后退，如图5-1-1所示，物体参与了两个分运动：沿斜面的下滑；随斜面的后移，物体的合位移l与支持力N的夹角α大于90°，故支持力N对物体做负功，做功不为零.选项B正确.

【答案】B

【点拨】恒力是否做功及做功的正负关见看力F与l夹角α, 若α为锐角做正功，若α为直角则不做功，若α为钝角则做负功.

二、求变力的功:

1.化变力为恒力：

(1) 分段计算功，然后用求和的方法求变力所做的功.

(2)用转换研究对象的方法求变力所做的功.

2. 若F是位移l的线性函数时，先求平均值122FFF，由coslFW求其功.

例如:用铁锤把小铁钉钉入木板，设木板对钉子的阻力与钉进木板的深度成正比，已知铁锤第一次将钉子钉进d，如果铁锤第二次敲钉子时对钉子做的功与第一次相同，那么，第二次进入木板的深度是多少?

解：()22kdkdkdddd

∴(21)dd

3. 作出变力变化的F－l图象，图象与位移轴所围的“面积”即为变力做的功.

高一物理机械能守恒定律复习题

高一物理机械能守恒定律复习题

- 1 - 图2

图3 2005－2006学年度下学期

高中学生学科素质训练

高一物理同步测试（3）—— 《机械能守恒定律》

本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分.满分100分，考试用时90分钟.

第Ⅰ卷（选择题，共40分）

一、选择题（每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项是正确的，全部选对得4分，对而不全得2分。）

1．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．做变速运动的物体机械能可能守恒

C．外力对物体做功为零时，机械能一定守恒

D．若只有重力对物体做功，物体的机械能一定守恒

2．质量为m的小球，从离桌面H高处由静止下落，桌面离地面高度为h，如图1所示，若以桌面为参考平面，那么小球落地时的重力势能及

整个下落过程中重力势能的变化分别是（ ）

A．mgh，减少mg（Ｈ－h）

B．mgh，增加mg（Ｈ＋h）

C．－mgh，增加mg（Ｈ－h）

D．－mgh，减少mg（Ｈ＋h）

3．一个物体以一定的初速度竖直上抛，不计空气阻力，那么如图2所示，表示物体的动能Ek随高度h变化的图象A、物体的重力势能Ep随速度v变化的图象B、物体的机械能E随高度h变化的图象C、物体的动能Ek随速度v的变化图象D，可能正确的是（ ）

4．物体从高处自由下落，若选地面为参考平面，则下落时间为落地时间的一半时，物体所具有的动能和重力势能之比为 （ ）

A．1:4 B．1:3 C．1:2 D．1:1

5．如图3所示，质量为m的木块放在光滑的水平桌面上，用轻绳绕过桌边的定滑轮与质量为M的砝码相连，已知M=2m，让绳拉直后使砝码

从静止开始下降h（小于桌面）的距离，木块仍没

离开桌面，则砝码的速率为（ ）