机械能守恒定律
【教学目标】【知识目标】1.知道应用机械能守恒定律解题的步骤以及用该定律解题的优点,会用机械能守恒定律解决简单的问题;2.能判断具体问题中物体系统的机械能是否守恒,明确应用机械能守恒定律分析问题的注意点;3.掌握用机械能守恒定律和动能定理、动量守恒定律综合解题的方法。【能力目标】1.针对具体的物理现象和问题,正确应用机械能守恒定律;2.掌握解决力学问题的思维程序,学会解决力学综合问题的方法。【教学目标】德育目标1.通过解决实际问题,培养认真仔细有序的分析习惯;2.具体问题具体分析,提高思维的客观性和准确性。【教学重点】机械能守恒定律的应用【教学难点】正确判断对象在研究过程中机械能是否守恒,在应用时能找准始、末状态的机械能。【教学方法】自学讨论与讲练结合。【教学过程】
导入新课
上节课我们学习了机械能守恒定律,知道在只有重力做功的情形下,物体的动能和重力势能发生相互转化,但机械能的总量保持不变;在只有弹簧弹力做功的情形下,物体的动能和弹性势能发生相互转化,但机械能的总量保持不变。本节课我们来学习机械能守恒定律的应用。
新课教学
一.应用机械能守恒定律解题步骤【例题1】一个物体从光滑斜面项端由静止开始滑下,如图。斜面高1m,长2m。不计空气阻力,物体滑到斜面底端的速度是多大?解法一:用动力学运动学方法求解。物体受重力mg和斜面对物体的支持力FN,将重力mg沿平行于斜面方向和垂直于斜面方向分解,沿斜面方向根据牛顿第二定律有mgsi
θ=maFNhBA
hθ1得a=gsi
又si
θ=L
mg
2
f故a=49ms2又
2v2tv02aL
所以Vt=2aL=2492ms=44ms。解法二:用机械能守恒定律求解。物体沿光滑斜面下滑,只有重力做功,物体的机械能守恒。以斜面底端所在平面为零势
1E12能参考平面。物体在初状态的机械能=Ep1+Ek1=mgh,1末状态的机械能E2=Ep2+Ek2=22
mgh=2所以
mv
mv
。根据机械能守恒定律有AhB
v2gh=44ms。
把两种解法相比较,可以看出,应用机械能守恒定律解题,可以只考虑运动的初状态和末状态,不必考虑两个状态之间的过程的细节,不涉及加速度的求解。所以用机械能守恒定律解题,在思路和步骤
上比较简单。如果把斜面换成光滑的曲面(如右图),同样可以应用机械能守恒定律求解,而中学阶段则无法直接用牛顿第二定律求解。【例题2】把一个小球用细线悬挂起来,就成为一个摆,如图。摆长为L,最大偏角为θ。小球r