【教育資料】人教版高中物理必修二7.8《機械能守恒定律》習題課教學設計學習專用(總4頁)

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1、《機械能守恒定律》習題課教學設計 游海女 一、學習目標 1．在已經學習有關機械能概念和機械能守恒定律的基礎上，進一步掌握利用機械能守恒的條件來判斷機械能是否守恒，掌握應用機械能守恒定律分析、解決問題的基本方法。 2．學習從功和能的角度分析、處理問題的方法，提高運用所學知識綜合分析、解決問題的能力。 二、重點、難點分析 1．機械能守恒定律的應用是本節(jié)教學的重點內容，重點使學生掌握物體系統(tǒng)機械能守恒的條件；能夠正確分析物體系統(tǒng)所具有的機械能；能夠應用機械能守恒定律解決有關問題。 2．能否正確選用機械能守恒定律解決問題是本節(jié)學習的一個難點。通過本節(jié)學習應

2、讓學生認識到，從功和能的角度分析、解決問題是物理學的重要方法之一；同時進一步明確，在對問題作具體分析的條件下，要能夠正確選用適當?shù)奈锢硪?guī)律分析、處理問題。 三、主要教學過程 （一）思維導圖 （二）機械能守恒定律的應用 提出問題：學習機械能守恒定律，要能應用它分析、解決問題。下面我們通過具體問題的分析來學習機械能守恒定律的應用。在具體問題分析過程中，一方面要學習應用機械能守恒定律解決問題的方法，另一方面通過問題分析加深對機械能守恒定律的理解與認識。 1、機械能是否守恒的判斷 例1　如圖1所示，下列關于機械能是否守恒的判斷正確的是(　　) 圖1 A.甲圖中，物體

3、A將彈簧壓縮的過程中，物體A的機械能守恒 B.乙圖中，物體B沿斜面勻速下滑，物體B的機械能守恒 C.丙圖中，不計任何阻力時，A加速下落，B加速上升過程中，A、B組成的系統(tǒng)機械能守恒 D.丁圖中，小球沿水平面做勻速圓錐擺運動時，小球的機械能守恒 【練習1】如圖5所示，一輕質彈簧固定于O點，另一端系一小球，將小球從與O點在同一水平面且彈簧保持原長的A點無初速度地釋放，讓它自由擺下，不計空氣阻力.在小球由A點擺向最低點B的過程中(　　) A.小球的重力勢能減少 B.小球的重力勢能增大 C.小球的機械能不變 D.小球的機械能減少 【規(guī)律總結】 1.從做功角度判斷 首先確定研究對象是單

4、個物體(其實是單個物體與地球組成的系統(tǒng))還是系統(tǒng). (1)單個物體：除重力(或彈簧類彈力)外無其他力做功(或其他力對這個物體做功之和為零)，則物體的機械能守恒. (2)系統(tǒng)：外力中除重力(或彈簧類彈力)外無其他力做功，內力做功之和為零，則系統(tǒng)的機械能守恒. 2.從能量轉化角度判斷 系統(tǒng)內只有動能、重力勢能、彈性勢能的相互轉化，無其他形式能量的轉化，系統(tǒng)機械能守恒. 2、應用機械能守恒定律解決綜合問題 【例 2】在z巨離地面20m高處以15m/s的初速度水平拋出一小球，不計空氣阻力，取 g=10m/s2，求小球落地速度大小。 引導學生思考分析，提出問題：

5、（1）前面學習過應用運動合成與分解的方法處理平她運動，現(xiàn)在能否應用機械能守恒定律解決這類問題？ （2）小球拋出后至落地之前的運動過程中，是否滿足機械能守恒的條件？如何應用機械能守恒定律解決問題？ 歸納學生分析的結果，明確： （1）小球下落過程中，只有重力對小球做功，滿足機械能守恒條件，可以用機械能守恒定律求解； （2）應用機械能守恒定律時，應明確所選取的運動過程，明確初、末狀態(tài)小球所具有的 機械能。 例題求解過程： 取地面為參考平面，拋出時小球具有的重力勢能，動能為 落地時，小球的重力勢能，動能為。根據(jù)機械能守恒定律，有E1

6、=E2，即 落地時小球的速度大小為 提出問題：請考慮用機械能守恒定律解決問題與用運動合成解決問題的差異是什么？ 【例3】小球沿光滑的斜軌道由靜止開始滑下，并進入在豎 直平面內的離心軌道運動，如圖所示，為保持小球能夠通過離 心軌道最高點而不落下來，求小球至少應從多高處開始滑下？ 已知離心圓軌道半徑為R，不計各處摩擦。 提出問題，引導學生思考分析： （1）小球能夠在離心軌道內完成完整的圓周運動，對小球通過圓軌道最高點的速度有何要求？ （2）從小球沿斜軌道滑下，到小球在離心軌道內運動的過程中，小球的機械能是否守恒？ （3）如何應

7、用機械能守恒定律解決這一問題？如何選取物體運動的初、末狀態(tài)？ 歸納學生分析的結果，明確： （l）小球能夠通過圓軌道最高點，要求小球在最高點具有一定速度，即此時小球運動所需要的向心力，恰好等于小球所受重力； （2）運動中小球的機械能守恒； （3）選小球開始下滑為初狀態(tài)，通過離心軌道最高點為末狀態(tài)，研究小球這一運動過程。 例題求解過程： 取離心軌道最低點所在平面為參考平面，開始時小球具有的機械能。通過離心軌道最高點時，小球速度為v，此時小球的機械能為。根據(jù)機械能守恒定律E1=E2，有 小球能夠通過離心軌道最高點，應滿足

8、 由以上兩式解得 小球從的高度由靜止開始滾下，可以在離心圓軌道內完成完整的圓周運動。 進一步說明：在中學階段，由于數(shù)學工具的限制，我們無法應用 牛頓運動定律解決小球在離心圓軌道內的運動。但應用機械能守恒 定律，可以很簡單地解決這類問題。 【例4】長l=80cm的細繩上端固定，下端系一個質量m＝100g 的小球。將小球拉起至細繩與豎立方向成60角的位置，然后無初速 釋放。不計各處阻力，求小球通過最低點時，細繩對小球拉力多大？取 g=10m/s2。 提出問題，引導學生分析思考： （l）釋放后小球做何運動？通過最低點時，繩對小球的拉力是否等于小球的重力？

9、 （2）能否應用機械能守恒定律求出小球通過最低點時的速度？ 歸納學生分析結果，明確： （1）小球做圓周運動，通過最低點時，繩的拉力大于小球的重力，此二力的合力等于小球在最低點時所需向心力； （2）繩對小球的拉力不對小球做功，運動中只有重力對球做功，小球機械能守恒。 例題求解過程： 政治理論知識應知應會 小球運動過程中，重力勢能的變化量，此過程中動能的變化量。機械能守恒定律還可以表達為 即 整理得 在最低點時，有 暑假放假時間2019小學 在最低．點時繩對小球的拉力大小為 有機化學試題及答案

10、 提出問題：通過以上各例題，總結應用機械能守恒定律解決問題的基本方法。 歸納學生的分析，作課堂小結。 教科版五年級下冊科學連線題【練習2】小物塊A的質量為m＝2 kg，物塊與坡道間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.6，水平面光滑.坡道頂端距水平面高度為h＝1 m，傾角為θ＝37.物塊從坡道進入水平滑道時，在底端O點處無機械能損失，將輕彈簧的一端連接在水平滑道M處并固定在墻上，另一自由端恰位于坡道的底端O點，如圖7所示.物塊A從坡頂由靜止滑下，重力加速度為g＝10 m/s2，求： 《春雨》閱讀答案小學圖7 有理數(shù)的加減混合運算(1)物塊滑到O點時的速度大?。? (2)彈簧為最大壓

11、縮量時的彈性勢能； (3)物塊A被彈回到坡道上升的最大高度. 3．(1)2 m/s　(2)4 J　(3) m 教師教材學生解析　(1)由動能定理得mgh－μmghcot θ＝mv2 解得v＝，代入數(shù)據(jù)得v＝2 m/s (2)在水平滑道上，由機械能守恒定律得mv2＝Ep 數(shù)學函數(shù)怎么學代入數(shù)據(jù)得Ep＝4 J 教師教育理念一句話(3)設物塊A能夠上升的最大高度為h1，物塊被彈回過程中由動能定理得0－mv2＝－mgh1－μmgh1cot θ 教師的情緒管理解得h1＝，代入數(shù)據(jù)得h1＝ m. （三）課堂小結 1．在只有重力做功的過程中，物體的機械能總量不變。通過例題分析要加深對機械能守恒定律的理解。 2．應用機械能守恒定律解決問題時，應首先分析物體運動過程中是否滿足機械能守恒條件，其次要正確選擇所研究的物理過程，正確寫出初、末狀態(tài)物體的機械能表達式。 3．從功和能的角度分析、解決問題，是物理學研究的重要方法和途徑。通過本節(jié)內容的學習，逐步培養(yǎng)用功和能的觀點分析解決物理問題的能力。 4．應用功和能的觀點分析處理的問題往往具有一定的綜合性，例如與圓周運動知識相結合，要注意將所學知識融匯貫通，綜合應用，提高綜合運用知識解決問題的能力。