資源簡(jiǎn)介

中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺(tái)
8.4機(jī)械能守恒定律
班級(jí) 小組 姓名
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.了解人們追尋守恒量和建立“能量”概念的漫長(zhǎng)過程。
2.知道什么是機(jī)械能，知道物體的動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，能夠推導(dǎo)出機(jī)械能守恒定律。
3.會(huì)判斷一個(gè)過程機(jī)械能是否守恒，能運(yùn)用機(jī)械能守恒定律解決有關(guān)問題。
【重點(diǎn)難點(diǎn)】判斷一個(gè)過程機(jī)械能是否守恒，應(yīng)用機(jī)械能守恒定律。
一、基礎(chǔ)部分（課內(nèi)組內(nèi)對(duì)學(xué)、群學(xué)5分鐘——展示、點(diǎn)評(píng)2分鐘）
1.能量概念的建立：伽利略研究小球在斜面上的運(yùn)動(dòng)，小球運(yùn)動(dòng)中守恒的量叫 。
2.重力勢(shì)能與動(dòng)能的轉(zhuǎn)化：只有重力做功時(shí)，若重力對(duì)物體做 ，則物體的重力勢(shì)能 ，動(dòng)能 ，物體的重力勢(shì)能 動(dòng)能；若重力對(duì)物體做 ，則物體的重力勢(shì)能 ，動(dòng)能 ，物體的動(dòng)能 重力勢(shì)能。
3.彈性勢(shì)能與動(dòng)能的轉(zhuǎn)化：只有彈簧彈力做功時(shí)，若彈力對(duì)物體做 ，則彈簧的彈性勢(shì)能 ，物體的動(dòng)能 ，彈簧的彈性勢(shì)能 物體的動(dòng)能；若彈力對(duì)物體做 ，則彈簧的彈性勢(shì)能 ，物體的動(dòng)能 ，物體的動(dòng)能 彈簧的彈性勢(shì)能。
4.機(jī)械能： 與 統(tǒng)稱機(jī)械能。
5.機(jī)械能守恒的條件：只有 或 做功。
6.機(jī)械能守恒的表達(dá)式： 或 或 或 。
二、要點(diǎn)部分（程序：組內(nèi)對(duì)學(xué)、群學(xué)8分鐘—老師分配任務(wù)，小組探究3分鐘—展示、點(diǎn)評(píng)12分鐘）
【課堂探究】
【導(dǎo)入】伽利略對(duì)小球在斜面上的運(yùn)動(dòng)的研究，不變的是什么呢？
（一）動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化。
1.小球沿著光滑弧面下滑，重力做什么功？重力勢(shì)能如何變化？動(dòng)能如何變化？若一定速度的小球沿著光滑弧面上升，重力又做什么功？重力勢(shì)能又如何變化？動(dòng)能如何變化呢？
2.跳水運(yùn)動(dòng)員從跳板上彈起的過程中，跳板的什么能轉(zhuǎn)化為運(yùn)動(dòng)員的什么能呢？（彎弓射箭呢？）機(jī)械能又是如何定義的呢？
3.一個(gè)小球在真空中做自由落體運(yùn)動(dòng)，另一個(gè)同樣的小球在黏性較大的液體中由靜止開始下落。它們?cè)谙侣溥^程中，經(jīng)過A、B兩點(diǎn)的速度大小分別為v1、v2，A、B兩點(diǎn)距地面的高度分別為h1、h2，重力加速度為g。這兩種情況重力做功相同嗎？重力勢(shì)能變化相同嗎？動(dòng)能的變化相同嗎？重力勢(shì)能各轉(zhuǎn)化成什么形式的能？
（二）機(jī)械能守恒定律
1. 一個(gè)物體沿著光滑的曲面滑下，在A點(diǎn)時(shí)的速度v1，高度為h1 ；在B點(diǎn)時(shí)的速度v2，高度為h2。試推導(dǎo)物體在A點(diǎn)和B點(diǎn)的機(jī)械能的關(guān)系？總結(jié)出機(jī)械能守恒的條件和表達(dá)式。
2. 如圖，彈簧一端固定在墻上，另一端與滑塊相連，現(xiàn)滑塊以某一速度向左沿光滑水平面壓縮彈簧的過程。物體和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒呢？進(jìn)一步完善機(jī)械能守恒的條件和表達(dá)式。
【例題2】把一個(gè)小球用細(xì)線懸掛起來，就成為一個(gè)擺，如圖所示，擺長(zhǎng)為L(zhǎng)，最大偏角為θ．如果阻力可以忽略，小球運(yùn)動(dòng)到最低位置時(shí)的速度是多大？分析：
(1)小球從A擺動(dòng)到O過程中受哪些力？
(2)其中有哪些力對(duì)小球做功？
(3)小球是否滿足機(jī)械能守恒的條件？
(4)小球運(yùn)動(dòng)的初末狀態(tài)的機(jī)械能怎么確定？
【例題3】如圖所示，輕彈簧一端與墻相連處于自然狀態(tài)，一質(zhì)量為4 kg的木塊沿光滑的水平面以大小為5 m/s的速度向左運(yùn)動(dòng)并擠壓彈簧，求：
(1)彈簧最大的彈性勢(shì)能。
(2)木塊被彈簧彈回的過程中，速度增大到3 m/s時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能。
三、拓展部分（程序：課內(nèi)獨(dú)立完成拓展部分5分鐘——小組交流4分鐘——展示、點(diǎn)評(píng)、總結(jié)6分鐘）
1.★如圖所示，質(zhì)量為0.5 kg的石塊從10 m高處以30°角斜向上方拋出，初速度v0的大小為5 m/s．不計(jì)空氣阻力，g取10 m/s2．
(1)石塊落地時(shí)的速度是多大？請(qǐng)用機(jī)械能守恒定律。
(2)石塊落地時(shí)速度的大小與下列哪些量有關(guān)，與哪些量無關(guān)？說明理由。
2.★如圖所示，是上海“明珠線”某輕軌車站的設(shè)計(jì)方案，與站臺(tái)連接的軌道有一個(gè)小坡度，電車進(jìn)站時(shí)要上坡，出站時(shí)要下坡。試根據(jù)今天所學(xué)知識(shí)解釋這樣設(shè)計(jì)有什么好處？
【學(xué)后反思】
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8.4機(jī)械能守恒定律
班級(jí) 小組 姓名
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.了解人們追尋守恒量和建立“能量”概念的漫長(zhǎng)過程。
2.知道什么是機(jī)械能，知道物體的動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，能夠推導(dǎo)出機(jī)械能守恒定律。
3.會(huì)判斷一個(gè)過程機(jī)械能是否守恒，能運(yùn)用機(jī)械能守恒定律解決有關(guān)問題。
【重點(diǎn)難點(diǎn)】判斷一個(gè)過程機(jī)械能是否守恒，應(yīng)用機(jī)械能守恒定律。
一、基礎(chǔ)部分（課內(nèi)組內(nèi)對(duì)學(xué)、群學(xué)5分鐘——展示、點(diǎn)評(píng)2分鐘）
1.能量概念的建立：伽利略研究小球在斜面上的運(yùn)動(dòng)，小球運(yùn)動(dòng)中守恒的量叫能量。
2.重力勢(shì)能與動(dòng)能的轉(zhuǎn)化：只有重力做功時(shí)，若重力對(duì)物體做正功，則物體的重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增加，物體的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；若重力對(duì)物體做負(fù)功，則物體的重力勢(shì)能增加，動(dòng)能減少，物體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能。
3.彈性勢(shì)能與動(dòng)能的轉(zhuǎn)化：只有彈簧彈力做功時(shí)，若彈力對(duì)物體做正功，則彈簧的彈性勢(shì)能減少，物體的動(dòng)能增加，彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化物體的動(dòng)能；若彈力對(duì)物體做負(fù)功，則彈簧的彈性勢(shì)能增加，物體的動(dòng)能減少，物體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能。
4.機(jī)械能： 動(dòng)能 重力勢(shì)能與彈性勢(shì)能統(tǒng)稱機(jī)械能。
5.機(jī)械能守恒的條件：只有重力或彈力做功。
6.機(jī)械能守恒的表達(dá)式：或+=或或
二、要點(diǎn)部分（程序：組內(nèi)對(duì)學(xué)、群學(xué)8分鐘—老師分配任務(wù)，小組探究3分鐘—展示、點(diǎn)評(píng)12分鐘）
【課堂探究】
【導(dǎo)入】伽利略對(duì)小球在斜面上的運(yùn)動(dòng)的研究，不變的是什么呢？
能量
（一）動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化。
1.小球沿著光滑弧面下滑，重力做什么功？重力勢(shì)能如何變化？動(dòng)能如何變化？若一定速度的小球沿著光滑弧面上升，重力又做什么功？重力勢(shì)能又如何變化？動(dòng)能如何變化呢？
正功，重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增加；負(fù)功，重力勢(shì)能增加，動(dòng)能減少。
2.跳水運(yùn)動(dòng)員從跳板上彈起的過程中，跳板的什么能轉(zhuǎn)化為運(yùn)動(dòng)員的什么能呢？（彎弓射箭呢？）機(jī)械能又是如何定義的呢？
彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能；弓的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為箭的動(dòng)能；動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能統(tǒng)稱機(jī)械能。
3.一個(gè)小球在真空中做自由落體運(yùn)動(dòng)，另一個(gè)同樣的小球在黏性較大的液體中由靜止開始下落。它們?cè)谙侣溥^程中，經(jīng)過A、B兩點(diǎn)的速度大小分別為v1、v2，A、B兩點(diǎn)距地面的高度分別為h1、h2，重力加速度為g。這兩種情況重力做功相同嗎？重力勢(shì)能變化相同嗎？動(dòng)能的變化相同嗎？重力勢(shì)能各轉(zhuǎn)化成什么形式的能？
重力做功相同，重力勢(shì)能變化相同，動(dòng)能變化不同，真空中
重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；油中重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和內(nèi)能。
（二）機(jī)械能守恒定律
1. 一個(gè)物體沿著光滑的曲面滑下，在A點(diǎn)時(shí)的速度v1，高度為h1 ；在B點(diǎn)時(shí)的速度v2，高度為h2。試推導(dǎo)物體在A點(diǎn)和B點(diǎn)的機(jī)械能的關(guān)系？總結(jié)出機(jī)械能守恒的條件和表達(dá)式。
WG=-
WG=-
-=-
+=
只有重力做功。
2. 如圖，彈簧一端固定在墻上，另一端與滑塊相連，現(xiàn)滑塊以某一速度向左沿光滑水平面壓縮彈簧的過程。物體和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒呢？進(jìn)一步完善機(jī)械能守恒的條件和表達(dá)式。
守恒：只有重力或彈力做功。
【例題2】把一個(gè)小球用細(xì)線懸掛起來，就成為一個(gè)擺，如圖所示，擺長(zhǎng)為l，最大偏角為θ．如果阻力可以忽略，小球運(yùn)動(dòng)到最低位置時(shí)的速度是多大？分析：
(1)小球從A擺動(dòng)到O過程中受哪些力？
重力和拉力
(2)其中有哪些力對(duì)小球做功？
只有重力做功
(3)小球是否滿足機(jī)械能守恒的條件？
滿足守恒條件
(4)小球運(yùn)動(dòng)的初末狀態(tài)的機(jī)械能怎么確定？
以o點(diǎn)為零勢(shì)能面：mgl(1-cosθ)+0=0+
【例題3】如圖所示，輕彈簧一端與墻相連處于自然狀態(tài)，一質(zhì)量為4 kg的木塊沿光滑的水平面以大小為5 m/s的速度向左運(yùn)動(dòng)并擠壓彈簧，求：
(1)彈簧最大的彈性勢(shì)能。Epmax==50J
(2)木塊被彈簧彈回的過程中，速度增大到3 m/s時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能。
Ep=-=32J
三、拓展部分（程序：課內(nèi)獨(dú)立完成拓展部分5分鐘——小組交流4分鐘——展示、點(diǎn)評(píng)、總結(jié)6分鐘）
1.★如圖所示，質(zhì)量為0.5 kg的石塊從10 m高處以30°角斜向上方拋出，初速度v0的大小為5 m/s．不計(jì)空氣阻力，g取10 m/s2．
(1)石塊落地時(shí)的速度是多大？請(qǐng)用機(jī)械能守恒定律。
(2)石塊落地時(shí)速度的大小與下列哪些量有關(guān)，與哪些量無關(guān)？說明理由。
(1) h=- v=15m/s
(2)與初速度和高度有關(guān)，與質(zhì)量無關(guān)。
2.★如圖所示，是上海“明珠線”某輕軌車站的設(shè)計(jì)方案，與站臺(tái)連接的軌道有一個(gè)小坡度，電車進(jìn)站時(shí)要上坡，出站時(shí)要下坡。試根據(jù)今天所學(xué)知識(shí)解釋這樣設(shè)計(jì)有什么好處？
上坡動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能儲(chǔ)存；
下坡重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能運(yùn)動(dòng)。
【學(xué)后反思】
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