初中九年级(初三)物理机械能守恒

机械能守恒
一、教学目标
1、了解机械能的概念，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掌握守恒的条件
3、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
4、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
5、体会科学探究中的守恒思想，领悟运用机械能守恒规律解决问题的优点
二、教学重点
1、学习推导机械能守恒定律
2、理解机械能守恒定律的含义
3、明确机械能和条件，并运用机械能守恒定律能解决实际问题
三、教学难点
1、理解机械能守恒定律的内容及条件，进一步分析物体系统内所具有的机械能
2、判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒
四、教学过程
1、导入新课
（1）、首先回忆旧知识，老师提问：“什么叫动能？什么叫势能？什么叫机械
能？什么是动能定理？重力做功等与什么？由学生一一回答
接着播放一段视频（荡秋千、过山车、撑杆跳高）
（2）[提问]力做功的过程也是能量从一种形式转化另一种形式的过程。

师生共同分析上述各个过程中能量转换及重力，弹力做功的情况。

[实验1]：钢球用细绳悬起，请一同学靠近，将钢球偏至该学生的鼻子处
释放，摆回时，观察该同学反应，并进行分析。

2、新课教学
（1）寻找守恒量
[实验2]：将小钢球用细线悬挂一端固定在小黑板上部，让小球摆动，通
过实验发现，小球可以摆到跟释放点等高处，再用一钉子固定在小黑板上
某点挡住细线，在观察，发现仍等高。

在这个实验中要引到学生讨论摆动中的能量转换，分析实验现象所显示的能
量转化特点，实验1和实验2中小球在摆动过程中通过重力做功，势能和动
能互相转化。

[结论]：重力做正功，重力势能减少，动能增加
重力做负功，重力势能增加，动能减少
[提问]：小球摆动过程中总能回到原来高度，好像“记得”自己原来的高度，说明在摆动过程中有一个物理量是保持不变的，是什么呢？
总结：重利势能和动能的总合保持不变，也就是机械能保持不变。

[实验3]：将小钢球换成泡沫球再做，观察现象，发现泡沫球很快停下来。

分析原因是有空气阻力的作用
[提问]：小球有时能摆到原来的高度，有时不能摆到原来的高度，什么情况下机械能保持不变？
（2）规律，找出机械能不变的条件
①只受重力作用分析
例：质量为m的小球下落过程中经过高度为h1的A点速度V1，高度h2的B
点是速度为V2，分析下落过程中A 、B 两位置的机械能之间的数量关系：
A —
B 点过程中： 根据动能定理：1221222
121K K G E E mv mv W -=-= 根据重力做功和重力势能的关系：2121Ep Ep mgh mgh W G -=-=
2112Ep Ep E E K K -=-
1122Ep E Ep E k k +=+
A B E E =
由此证明：A 点和B 点的机械能保持不变
②上述结论是在运动过程中只受重力作用的时候得到的，如果物体是沿光滑斜
面下滑，上述结论成立吗？
[分析]：沿光滑斜面下滑过程中，斜面弹力不做功，由动能定理分析，通
过重力做功，使重力势能转化为动能，总的机械能保持不变。

[提问]：如果物体沿光滑曲面下滑，上述结论成立吗？如何进行分析（由
学生通过重力势能的分析中，将曲面看成无数个小斜面的处理方法，得
出结论）
③分析守恒条件
[讨论]：为什么泡沫球实验中球不能摆到等到处？
泡沫球受到的阻力不能忽略，前面的推导过程中
f W W W G += 2211k k E Ep E Ep +=+
从能量转化角度看，有机械能转化为热能，所以机械能将不断减少。

通过实验和理论推导的证明：系统内只有重力做功时，物体系统内的机械
能守恒，（此处进一步说明：重力势能是物体和地球组成的系统具有的）
只有弹力做功分析，机械能仍然守恒
结论：条件：系统内只有重力（或弹力）做功
公式：()
212211E E E Ep E Ep k k =+=+
例：归纳解题步骤：
1、 受力分析，判断是否符合机械能守恒定律的条件—只有重力或弹力做功
2、 列出初、末两个状态的机械能（B A E E 和）
3、 根据机械能守恒定律列出等式（B A E E =）
3、课堂练习：p.g72 第1题
4、课堂小结：机械能守恒的条件：在系统内只有重力或者是弹力做功
5、教学反思：通过这堂课的学习，学生基本掌握了机械能守恒的条件以及机械能
守恒的应用。