對“機(jī)械能守恒定律”一課的點(diǎn)評(píng)
現(xiàn)象2:剛性小球在擺動(dòng)中細(xì)線受到釘子的阻擋,小球雖不能擺到B點(diǎn),但仍舊能擺到同樣的高度,說明小球在擺動(dòng)中機(jī)械能守恒。
結(jié)論:(1)在擺動(dòng)過程中的任意兩點(diǎn)機(jī)械能都守恒:0+EPA=0+EPB=Mghc+(1/2)mv2
(2)不僅是直線運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能可以守恒,曲線運(yùn)動(dòng)機(jī)械能也可以守恒。
那么什么情況下機(jī)械能能守恒呢?
現(xiàn)在我們改用泡沫小球重復(fù)剛才的實(shí)驗(yàn),請同學(xué)們注意觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象;
(學(xué)生):小球從A處無初速釋放后擺到最右端B點(diǎn),很明顯小球在B點(diǎn)處的機(jī)械能小于開始時(shí)的機(jī)械能,說明在擺動(dòng)的過程中機(jī)械能不守恒。
能否通過比較此次實(shí)驗(yàn)與剛才的實(shí)驗(yàn)找出不守恒的原因?何時(shí)機(jī)械能能守恒?
(學(xué)生):由于此次實(shí)驗(yàn)中的空氣阻力不可忽略。
(學(xué)生):以此提出一個(gè)機(jī)械能守恒的條件:當(dāng)不受阻力時(shí)機(jī)械能會(huì)守恒。
進(jìn)行比較三種運(yùn)動(dòng)中的受力情況,判斷機(jī)械能守恒是否與受力有關(guān)。
(1) 自由落體,只受重力;
(2) 剛球擺動(dòng),受重力與拉力;
(3) 泡沫球擺動(dòng),受重力、拉力與不可忽略的阻力。
(學(xué)生):除重力以外受到拉力機(jī)械能可以守恒,若受到阻力就不守恒,說明機(jī)械能是否守恒與受力性質(zhì)有關(guān)。
舉例:用繩子將小球勻速往上拉升,小球動(dòng)能未變,而重力勢能在增加,即機(jī)械能發(fā)生變化。
反問:此時(shí)和剛球的擺動(dòng)中受力一樣,為何機(jī)械能卻不守恒?兩種情況有何不同?
(學(xué)生):剛球擺動(dòng)中的拉力始終和速度垂直,故不做功,而繩子提升小球中的拉力作了功,故而不守恒。
(學(xué)生):不是看受哪些力,而是看除了重力以外的力是否做功,才是判斷機(jī)械能是否守恒的唯一標(biāo)準(zhǔn)。
機(jī)械能守恒的條件:只有重力做功。
所謂只有重力做功是指物體只受重力,不受其他力;或者除了重力外還受其他力,但其他力不做功。
判斷方法:(1)物體在運(yùn)動(dòng)中受哪些力;
(2)除重力外其他力是否做功
(4) 機(jī)械能守恒定律:在只有重力做功的情形下,物體的動(dòng)能和重力勢能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化,但機(jī)械能的總量保持不變。
它是力學(xué)中的一條重要定律,是更普遍的能量守恒定律的一種特殊情況。
(5) 課堂練習(xí):(練習(xí)如何判斷具體問題中機(jī)械能是否守恒)
I. 跳傘運(yùn)動(dòng)員帶著張開的降落傘在空中勻速下落;
II. 拋出的手榴彈或標(biāo)槍在空中運(yùn)動(dòng);
III. 物體在光滑的斜面下滑;物體在粗糙的斜面下滑;
IV. 用細(xì)繩栓著一個(gè)小球,使小球在光滑的水平棉上做勻速圓周運(yùn)動(dòng);
V. 用細(xì)線栓著一個(gè)小球,使小球在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng);
VI. 在光滑水平面上運(yùn)動(dòng)的小球碰到一個(gè)彈簧,把彈簧壓縮后,又被彈回來。
分析運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)能和彈性勢能的相互轉(zhuǎn)化,學(xué)生閱讀書本130頁最后一段歸納得出類似的結(jié)論:在彈性勢能和動(dòng)能的相互轉(zhuǎn)化中,如果只有彈力做功,動(dòng)能和彈性勢能之和保持不變,即機(jī)械能守恒。
(6)小結(jié):
當(dāng)只有重力做功的情況下(說明兩種情況),物體在運(yùn)動(dòng)的過程中機(jī)械能守恒,即運(yùn)動(dòng)中的任意位置的機(jī)械能都相等。
七. 教學(xué)后記:
1、在分析練習(xí)時(shí)要把相關(guān)的圖象作出,再進(jìn)行分析;
2、讓學(xué)生更加主動(dòng)的歸納知識(shí)和結(jié)論,可能出現(xiàn)錯(cuò)誤結(jié)論,可以進(jìn)行引導(dǎo)學(xué)生分析對比修正錯(cuò)誤觀點(diǎn)。