機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用
一、素質(zhì)教育目標(biāo)（一）知識(shí)教學(xué)點(diǎn) 1.熟悉應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題的步驟. 2.明了應(yīng)用機(jī)械能守恒定律分析問(wèn)題的注意點(diǎn). 3.理解機(jī)械能守恒定律和動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用差異.（二）能力訓(xùn)練點(diǎn) 1.針對(duì)具體的物理現(xiàn)象和問(wèn)題，正確應(yīng)用機(jī)械能守恒定律. 2.掌握解決力學(xué)問(wèn)題的思維程序，總體把握解決力學(xué)問(wèn)題的各種方法.（三）德育滲透點(diǎn) 1.在解決物理問(wèn)題的過(guò)程中，培養(yǎng)認(rèn)真仔細(xì)有序的分析習(xí)慣。 2.具體情況具體分析，提高思維的客觀性，準(zhǔn)確性。（四）美育滲透點(diǎn)通過(guò)具體問(wèn)題的分析，使學(xué)生把知識(shí)向能力轉(zhuǎn)化，增強(qiáng)自信，產(chǎn)生追求科學(xué)、追求真理的美好理想。二、學(xué)法引導(dǎo)采用學(xué)生自學(xué)教材、結(jié)合教師的點(diǎn)評(píng)，經(jīng)過(guò)分析和討論來(lái)形成一般的解題思想。三、重點(diǎn)·難點(diǎn)·疑點(diǎn)及解決辦法 1.重點(diǎn)機(jī)械能守恒定律的具體應(yīng)用。 2.難點(diǎn)同時(shí)應(yīng)用動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守恒定律分析解決較復(fù)雜的力學(xué)問(wèn)題。 3.疑點(diǎn)動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用差異。 4.解決辦法（1）分析典型例題，解剖麻雀，從而掌握機(jī)械能守恒定律應(yīng)用的程序和方法。（2）比較研究，能準(zhǔn)確選擇解決力學(xué)問(wèn)題的方法、靈活運(yùn)用各種定律分析問(wèn)題。四、課時(shí)安排 1課時(shí)五、教具學(xué)具準(zhǔn)備例題課件六、師生互動(dòng)活動(dòng)設(shè)計(jì) 1.教師指導(dǎo)學(xué)生自學(xué)，引導(dǎo)歸納。 2.學(xué)生自學(xué)，經(jīng)過(guò)實(shí)例分析，定量計(jì)算來(lái)總結(jié)定律的使用條件和使用的方法。七、教學(xué)步驟（一）明確目標(biāo)（略）（二）整體感知解決力學(xué)問(wèn)題一般有三種方法，一是運(yùn)用力對(duì)物體的瞬時(shí)作用效果——牛頓運(yùn)動(dòng)定律；二是運(yùn)用力對(duì)物體的時(shí)間積累的作用效果——?jiǎng)恿慷珊蛣?dòng)量守恒定律；三是運(yùn)用力對(duì)物體的空間積累作用效果——?jiǎng)幽芏ɡ砗蜋C(jī)械能守恒定律，根據(jù)題設(shè)條件提供的具體情況，選擇不同的方法，是本節(jié)教學(xué)的內(nèi)容之一. （三）重點(diǎn)、難點(diǎn)的學(xué)習(xí)與目標(biāo)完成過(guò)程 【引入新課】復(fù)習(xí)上節(jié)課的機(jī)械能守恒定律內(nèi)容及數(shù)學(xué)表達(dá)式. 【新課教學(xué)】 現(xiàn)舉例說(shuō)明機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用. 在離地面高h(yuǎn)的地方，以 的速度斜向上拋出一石塊， 的方向與水平成 角，若空氣阻力不計(jì)，求石塊落至地面的速度大小.（看例題課件） 設(shè)石塊的質(zhì)量為m，因空氣阻力不計(jì)，石塊在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程只受重力，只有重力做功，石塊機(jī)械能保持守恒. 現(xiàn)取地面為零重力勢(shì)能面.石塊在拋出點(diǎn)的機(jī)械能： 石塊在落地點(diǎn)的機(jī)械能：據(jù)列出等式可得： 從以上解答可看出，應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題簡(jiǎn)潔便利，顯示出很大的優(yōu)越性，不僅適合于直線運(yùn)動(dòng)，也適合于做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，分析以上解題過(guò)程，還可歸納出 1.應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題的基本步驟 （l）根據(jù)題意，選取研究對(duì)象（物體或相互作用的物體系） （2）分析研究對(duì)象在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受各力的做功情況，判斷是否符合機(jī)械能守恒的條件. （3）若符合定律成立的條件，先要選取合適的零勢(shì)能的參考平面，確定研究對(duì)象在運(yùn)動(dòng)過(guò)程的初、末狀態(tài)的機(jī)械能值. （4）根據(jù)機(jī)械能守恒定律列方程，并代人數(shù)值求解. 2.在應(yīng)用機(jī)械能守恒定律時(shí)，要注意其他力學(xué)定理、定律的運(yùn)用，對(duì)物體的整個(gè)過(guò)程進(jìn)行綜合分析.再舉一例. 如圖所示，光滑的傾斜軌道與半徑為r的圓形軌道相連接，質(zhì)量為。的小球在傾斜軌道上由靜止釋放，要使小球恰能通過(guò)圓形軌道的最高點(diǎn)，小球釋放點(diǎn)離圓形軌道最低點(diǎn)多高？通過(guò)軌道點(diǎn)最低點(diǎn)時(shí)球?qū)壍缐毫Χ啻螅浚ǹ蠢}課本）小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，受到重力和軌道支持力，軌道支持力對(duì)小球不做功，只有重力做功，小球機(jī)械能守恒. 取軌道最低點(diǎn)為零重力勢(shì)能面. 因小球恰能通過(guò)圓軌道的最高點(diǎn)c，說(shuō)明此時(shí)，軌道對(duì)小球作用力為零，只有重力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律可列 得 在圓軌道最高點(diǎn)小球機(jī)械能 在釋放點(diǎn)，小球機(jī)械能為 根據(jù)機(jī)械能守恒定律 列等式： 解設(shè) 同理，小球在最低點(diǎn)機(jī)械能 小球在b點(diǎn)受到軌道支持力f和重力根據(jù)牛頓第二定律，以向上為正，可列 據(jù)牛頓第三定律，小球?qū)壍缐毫?mg.方向豎直向下. 在較復(fù)雜的物理現(xiàn)象中，往往要同時(shí)應(yīng)用動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守恒定律，明確這兩個(gè)定律應(yīng)用上的差異，可正確運(yùn)用它們，客觀反映系統(tǒng)中物體間的相互作用，準(zhǔn)確求出有關(guān)物理量.【例】 在光滑的水平面上，置放著滑塊a和b，它們的質(zhì)量分別為 和 ，b滑塊與一輕彈簧相連，彈簧的另一端固定在豎直的墻上，滑塊a以速度 與靜止的滑塊b發(fā)生正碰后粘合一起運(yùn)動(dòng)并壓縮彈簧，如圖所示，求此過(guò)程中彈簧的最大彈性勢(shì)能（看例課課件）
滑塊a與b碰撞瞬間，對(duì)于滑塊a、b組成的物體系，所受合外力為零，動(dòng)量守恒，得 在滑塊a、b粘合一起運(yùn)動(dòng)壓縮彈簧時(shí)，只有彈簧的彈力做功，a、b滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，彈簧彈性勢(shì)能最大時(shí)，滑塊a、b動(dòng)能為零.動(dòng)能全部變?yōu)閺椈傻膹椥詣?shì)能，則 兩式聯(lián)立解，可得（四）總結(jié)、擴(kuò)展 1.在只有重力和彈力做功的情況下，可應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題.也可以用動(dòng)能定理解題，這兩者并不矛盾.前者往往不深究過(guò)程的細(xì)節(jié)而使解答過(guò)程顯得簡(jiǎn)捷，但后者的應(yīng)用更具普遍性. 2.動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守恒定律的比較 （l）兩個(gè)定律的研究對(duì)象都是相互作用的物體組成的系統(tǒng).兩個(gè)定律的數(shù)學(xué)表達(dá)公式中的物理量都是相對(duì)于同一參照系的. （2）兩定律研究的都是某一物理過(guò)程，注重的是運(yùn)動(dòng)過(guò)程初、末狀態(tài)的物理量，而不深究運(yùn)動(dòng)過(guò)程中各物體間的作用細(xì)節(jié). （3）兩定律的成立條件不同，動(dòng)量是否守恒，決定系統(tǒng)所受合外力是否為零，而不管內(nèi)外力是否做功.而機(jī)械能是否守恒，決定于是否有重力和彈力以外的力做功，而不管這些力是內(nèi)力還是外力.（4）動(dòng)量守恒定律的數(shù)學(xué)表達(dá)公式是矢量式，要使運(yùn)算簡(jiǎn)便，可先定正方向，把矢量運(yùn)算變?yōu)榇鷶?shù)運(yùn)算，機(jī)械能守恒定律的數(shù)學(xué)表達(dá)公式是標(biāo)量式，但要先選定零重力勢(shì)能面，才能列出具體的機(jī)械能守恒公式.八、布置作業(yè) p151練習(xí)六（3）（4）（5） 九、板書設(shè)計(jì) 1.應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題的基本步驟（1）選取研究對(duì)象（2）分析機(jī)械能守恒條件（3）選定參考平面，明確初末狀態(tài)物體的機(jī)械能值（4）根據(jù)定律列方程式計(jì)算 2.注重機(jī)械能守恒定律和其他力學(xué)定理、定律的綜合應(yīng)用.