§7.8  機械能守恒定律（1）

§7.8  機械能守恒定律（1）
  
教學目標
知識與技能 
1、知道什么是機械能，知道物體的動能和勢能可以相互轉化，知道能量的轉換必須通過做功實現；
2、會正確推導物體在光滑曲面上運動過程中的機械能守恒，理解機械能守恒定律的內容、表達式、守恒的條件。
過程與方法
1、在具體的問題中會判定物體的機械能是否守恒；
2、初步學會從能量轉化和守恒的觀點來解釋物理現象，分析問題。
情感、態度與價值觀
通過能量轉換與守恒的教學，培養學生學以致用的思想。
教學重點
理解機械能守恒定律的內容、表達式、守恒的條件。
教學難點
物體機械能是否守恒的判定
教具準備
單擺,彈簧振子,滾擺
教學過程
 一、課前導學
演示單擺和彈簧振子,分析能量轉化情況,引入新課。
二、質疑討論
（一）動能和勢能的相互轉化
1、自由落體運動的物體運動過程中能量的轉化情況是怎樣的?
2、演示單擺和彈簧振子,分析能量轉化情況。
小結: (1)動能和勢能可以相互轉化, 轉化時必定有重力或彈簧的彈力做功；
(2)在忽略阻力只有重力或彈簧的彈力做功的物體系統內總的機械能保持不變。
（二）機械能守恒定律
1、內容:
2、表達式：
3、守恒的條件：
4、理解：
（1）“守恒”的含義：指一個過程中某個量一直保持不變，而并非只是初、末兩狀態相同。
（2）我們可以分三個層次來表述機械能守恒定律：
a、只有重力做功的情形。這時彈性勢能不改變。可表示為：
                         
b、只有彈力做功的情形。這時重力勢能不改變。可表示為：
其中ek1和ek2表示守恒過程中任意兩個狀態時的動能，en1和en2表示守恒過程中任意兩個狀態時的彈性勢能。
c、同時有重力和彈力做功、但其它力不做功的情形。可表示為：
        
重力、彈力以外的力做正功，機械能增加；重力、彈力以外的力做負功，機械能減少。
通常在不涉及時間和加速度的情況下，應用機械能守恒定律解題較為簡便。
要注意：機械能守恒定律是針對系統而言的，即便我們平時說某個物體具有重力勢能，實際上是指由該物體和地球組成的系統所具有的重力勢能。
三、反饋矯正
例1：分析下列情況下機械能是否守恒？
a、跳傘運動員從空中勻速下落過程
b、物體以8m/s2在空中下落過程
c、物體作平拋運動過程
d、物體在細線拉力作用下沿光滑斜面上滑過程
例2:把一個小球用細繩懸掛起來，就成為一個擺（如圖），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？
討論:1、最低點時繩的拉力；
2、利用機械能守恒定律解決問題的一般步驟.
(1)選取研究對象——系統或物體.
(2)根據研究對象所經歷的物理過程.進行受力、做功分析，判斷機械能是否守恒.
(3)恰當地選取參考平面，確定研究對象在過程的初末狀態時的機械能.
(4)根據機械能守恒定律列方程，進行求解.
例3:如圖所示，桌面高為a，質量為m的小球從離桌面高為h處自由落下，不計空氣阻力，假設桌面處的重力勢能為零，則小球落到地面前瞬間的機械能為 (    )