機(jī)械能守恒定律說課稿三篇

　　機(jī)械能守恒定律說課稿（一）

教學(xué)目標(biāo)：

　　知識與能力：掌握機(jī)械能守恒定律，知道它的含義和適用條件；會利用守恒條件判斷機(jī)械能是否守恒。

　　過程與方法：學(xué)生會推導(dǎo)機(jī)械能守恒定律；會用歸納的方法提出守恒條件；加深對功能關(guān)系的理解。

　　情感態(tài)度價值觀：通過分析事物發(fā)生的條件，學(xué)習(xí)和體會"具體情況具體分析""透過現(xiàn)象看本質(zhì)"的方法，理解自然規(guī)律，應(yīng)用自然規(guī)律。

教學(xué)重點：

　　學(xué)生推導(dǎo)機(jī)械能守恒定律，并掌握該定律及其適用條件。

教學(xué)難點：

　　從能的轉(zhuǎn)化和功能關(guān)系出發(fā)理解機(jī)械能守恒的條件并且判斷是否守恒。

教學(xué)方法：

　　講授法，對比歸納，實例分析的方法。

教學(xué)過程：

一、復(fù)習(xí)引課

　　功和能關(guān)系如何？

　　動能定理的內(nèi)容和表達(dá)式是什么？

　　重力所做的功與物體重力勢能的變化之間有什么關(guān)系？

二、新課教學(xué)

　　（一）機(jī)械能

　　1、概念：物體的動能、勢能的總和。E=EK+EP

　　2、機(jī)械能是標(biāo)量，具有相對性（需要設(shè)定勢能參考平面）

　　3、機(jī)械能之間可以相互轉(zhuǎn)化（學(xué)生舉例，教師補(bǔ)充）

　　（二）機(jī)械能守恒定律的推導(dǎo)

　　1、實例分析：（提前布置的作業(yè)，課上檢查，講評）

　　學(xué)生發(fā)現(xiàn)：只有重力做功時，物體的動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能總量保持不變。如果有阻力做功，則總量有變化。

　　（1）

　　2、理論推導(dǎo)過程

　　思考題一：如圖所示，一個質(zhì)量為m的物體自由下落，經(jīng)過高度

　　為h1的A點時速度為v1,下落到高度h2為的B點時速度為v2,

　　試寫出物體在A點時的機(jī)械能和在B點時的機(jī)械能，并找到這二個

　　機(jī)械能之間的數(shù)量關(guān)系。

　　（2）

　　思考題二：如圖所示，一個質(zhì)量為m的物體做平拋運動，經(jīng)過高度

　　為h1的A點時速度為v1,經(jīng)過高度為h2的B點時速度為v2,寫出

　　物體在位置A、B時的機(jī)械能的表達(dá)式并找出這二個機(jī)械能之間的關(guān)系。

　　初狀態(tài)：A點的機(jī)械能等于

　　末狀態(tài)：B點的機(jī)械能等于

　　物體只受重力的作用，據(jù)動能定理得： （1）

　　據(jù)重力做功與重力勢能的關(guān)系得到： WG= mgh1-mgh2 （2）

　　由（1）（2）兩式可得

　　移項得：

　　學(xué)生討論：上述表達(dá)式說明了什么問題？

　　討論后：學(xué)生代表回答

　　等號左邊是物體在初位置時的機(jī)械能，等號右邊是物體在末位置時的機(jī)械能，該式表示：動能和勢能之和即總的機(jī)械能保持不變。

　　教師提問：如果有阻力做功呢？上面的兩邊還會相等嗎？

　　學(xué)生回答：不相等。

　　結(jié)論：只有重力做功時，動能和重力勢能相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能總量保持不變。

　　（三）機(jī)械能守恒定律

　　1、內(nèi)容：在只有重力做功時，物體的動能和重力勢能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能總量保持不變。

　　2、理解：

　　（1）條件：（由學(xué)生分析、討論）

　　a:只受重力作用

　　b:不只受得力作用，但其它力不做功（學(xué)生舉例）

　　（2）表達(dá)式

　　（機(jī)械能總量始終保持不變）

　　（動能的增加量等于重力勢能的減少量）

　　（3）機(jī)械能守恒定律是能量轉(zhuǎn)化與守恒的特殊情況。守恒是指在運動的整個過程中"時時、處處"總量不變，而不僅僅是初狀態(tài)和末狀態(tài)總量相等。

　　（4）只有彈簧彈力做功時，彈性勢能和動能間相互轉(zhuǎn)化，但物體和彈簧系統(tǒng)機(jī)械能總量保持不變。（理論推導(dǎo)中的重力做功改成彈簧彈力做功，重力勢能改為彈性勢能）

　　（四）鞏固練習(xí)

　　1、關(guān)于物體的機(jī)械能是否守恒的敘述，下列說法中正確的是：

　　A、豎直下落的物體，機(jī)械能一定守恒；

　　B、做勻變速直線運動的'物體，機(jī)械能一定守恒；

　　C、外力對物體所做的功等于0時，機(jī)械能一定守恒；

　　D、物體若只有重力做功，機(jī)械能一定守恒。

　　2、下列運動的物體，不計空氣阻力，機(jī)械能不守恒的是：

　　A、起重機(jī)吊起物體勻速上升；

　　B、物體做平拋運動；

　　C、圓錐擺球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動；

　　3、從離地高為H的陽臺上以速度v豎直向上拋出質(zhì)量為m的物體，它上升 h后又返回下落，最后落在地面上，則一列說法中正確的是（不計空氣阻力，以地面為參考面）

　　A、物體在最高點時機(jī)械能為mg（H+h）；

　　B、物體落地時的機(jī)械能為mg（H+h）+1/2mv2;

　　C、物體落地時的機(jī)械能為mgH+1/2mv2;

　　D、物體在落回過程中，過陽臺時的機(jī)械能為mgH+1/2mv2

　　4、將物體由地面豎直上拋，如果不計空氣阻力，物體能夠達(dá)到的最大高度為H,當(dāng)物體在上升過程中的某一位置，它的動能是重力勢能的2倍，則這一位置的高度為

　　A.2H/3 B.H/2 C.H/3 D.H/4

三、課堂小結(jié)：

四、布置作業(yè)：

　　機(jī)械能守恒定律說課稿（二）

學(xué)習(xí)目標(biāo)：

　　1. 學(xué)會利用自由落體運動驗證機(jī)械能守恒定律。

　　2. 進(jìn)一步熟練掌握應(yīng)用計時器打紙帶研究物體運動的方法。

學(xué)習(xí)重點：

　　1. 驗證機(jī)械能守恒定律的實驗原理和步驟。

　　2. 驗證機(jī)械能守恒定律實驗的注意事項。

學(xué)習(xí)難點：

　　驗證機(jī)械能守恒定律實驗的注意事項。

主要內(nèi)容：

　　一、實驗原理

　　物體在自由下落過程中，重力勢能減少，動能增加。如果忽略空氣阻力，只有重力做功，物體的機(jī)械能守恒，重力勢能的減少等于動能的增加。設(shè)物體的質(zhì)量為m,借助打點計時器打下紙帶，由紙帶測算出至某時刻下落的高度h及該時刻的瞬時速度v;進(jìn)而求得重力勢能的減少量│△Ep│=mgh和動能的增加量△EK=1/2mv2;比較│△Ep│和△EK,若在誤差允許的范圍內(nèi)相等，即可驗證機(jī)械能守恒。

　　測定第n點的瞬時速度vn:依據(jù)"物體做勻變速直線運動，在某段時間內(nèi)的平均速度等于這段時間中間時刻的瞬時速度",用公式vn=（hn+1-hn-1）/2T計算（T為打下相鄰兩點的時間間隔）。

　　二、實驗器材

　　電火花計時器（或電磁打點計時器），交流電源，紙帶（復(fù)寫紙片），重物（帶紙帶夾子），導(dǎo)線，刻度尺，鐵架臺（帶夾子）。

　　三、實驗步驟

　　（1）按圖裝置固定好計時器，并用導(dǎo)線將計時器接到電壓合適的交流電源上（電火花計時器要接到220 V交流電源上，電磁打點計時器要接到4 V~6 V的交流低壓電源上）。

　　（2）將紙帶的一端用小夾子固定在重物上，使另一端穿過計時器的限位孔，用手豎直提著紙帶，使重物靜止在靠近計時器的地方。

　　（3）接通電源，松開紙帶，讓重物自由下落，計時器就在紙帶上打下一系列小點。

　　（4）換幾條紙帶，重做上面的實驗。

　　（5）從幾條打上了點的紙帶上挑選第一、二兩點間的距離接近2 mm且點跡清晰的紙帶進(jìn)行測量。

　　（6）在挑選出的紙帶上，先記下打第一個點的位置0（或A），再任意選取幾個點1、2、3（或B、C、D）等，用刻度尺量出各點到0的距離h1、h2、h3等，如圖所示。

　　（7）用公式vn=（hn+1-hn-1）/2T計算出各點對應(yīng)的瞬時速度v1、v2、v3等。

　　（8）計算出各點對應(yīng)的勢能減少量mghn和動能的增加量1/2mvn2的值，進(jìn)行比較，得出結(jié)論。

　　四、實驗記錄

　　五、實驗結(jié)論

　　在只有重力做功的情況下，物體的重力勢能和動能可以相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變。

　　六、實驗注意事項

　　（1）計時器要豎直地架穩(wěn)、放正。架穩(wěn)就是要牢固、穩(wěn)定。重物下落時它不振動；放正就是使上下兩個限位孔在同一豎直平面內(nèi)一條豎直線上與紙帶運動方向相同，以減小紙帶運動時與限位孔的摩擦（可用手提住固定好重物的紙帶上端，上下拉動紙帶，尋找一個手感阻力最小的位置）。

　　（2）打點前的紙帶必須平直，不要卷曲，否則紙帶在下落時會卷到計時器的上邊緣上，從而增大了阻力，導(dǎo)致實驗誤差過大。

　　（3）接通電源前，提紙帶的手必須拿穩(wěn)紙帶，并使紙帶保持豎直，然后接通電源，待計時器正常工作后，再松開紙帶讓重物下落，以保證第一個點跡是一個清晰的小點。

　　（4）對重物的要求：選用密度大、質(zhì)量大些的物體，以減小運動中阻力的影響（使重力遠(yuǎn)大于阻力）。

　　（5）紙帶的挑選：應(yīng)挑選第一、二兩點間的距離接近2 mm且點跡清晰的紙帶進(jìn)行測量。這是因為：本實驗的前提是在重物做自由落體運動的情況下，通過研究重力勢能的減少量與動能的增加量是否相等來驗證機(jī)械能是否守恒的，故應(yīng)保證紙帶（重物）是在打第一個點的瞬間開始下落。計時器每隔O.02 s打一次點，做自由落體運動的物體在最初0.02 s內(nèi)下落的距離h1=1/2gt2=1/2×9.8×0.022m=0.002 m=2 mm,所以若紙帶第一、二兩點間的距離接近2 mm,就意味著重物是在打第一個點時的瞬間開始下落的，從而滿足本次實驗的前提條件（打第一個點物體的初速度為零，開始做自由落體運動）。

　　（6）測量下落高度時，必須從起點o量起。為了減小測量^的相對誤差，選取的計數(shù)點要離O點適當(dāng)遠(yuǎn)些（紙帶也不宜過長，其有效長度可在60 cm~80 cm以內(nèi)）。

　　（7）本實驗并不需要知道重力勢能減少量和動能增加量的具體數(shù)值，只要對mgh與1/2mv2進(jìn)行比較（實際上只要驗證1/2v2=gh即可）以達(dá)到驗證機(jī)械能守恒的目的，所以不必測出重物的質(zhì)量。

　　七、誤差分析

　　（1）做好本實驗的關(guān)鍵是盡量減小重物下落過程中的阻力，但阻力不可能完全消除。本實驗中，誤差的主要來源是紙帶摩擦和空氣阻力。由于重物及紙帶在下落中要不斷地克服阻力做功，因此物體動能的增加量必稍小于重力勢能的減少量，這是系統(tǒng)誤差。減小系統(tǒng)誤差的方法有選用密度大的實心重物，重物下落前紙帶應(yīng)保持豎直，選用電火花計時器等。

　　（2）由于測量長度會造成誤差，屬偶然誤差，減少辦法一是測距離都應(yīng)從起點0量起，下落高度h適當(dāng)大些（過小，h不易測準(zhǔn)確；過大，阻力影響造成的誤差大），二是多測幾次取平均值。

　　【例一】 在"驗證機(jī)械能守恒定律"的實驗中，已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz,查得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s2.某同學(xué)選擇了一條理想的紙帶，用刻度尺測量時計數(shù)點對應(yīng)刻度尺上的讀數(shù)如圖所示。圖中O點是打點計時器打出的第一個點，A、B、C、D分別是每打兩個點取出的計數(shù)點。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物由O點運動到B點時：

　　（1）重力勢能的減少量為多少？

　　（2）動能的增加量是多少？

　　（3）根據(jù)計算的數(shù)據(jù)可得出什么結(jié)論？產(chǎn)生誤差的主要原因是什么？