1、機械能守恒定律的應(yīng)用二、重點、難點分析 1重點是使學(xué)生認(rèn)識和理解物體機械能變化的規(guī)律，掌握應(yīng)用這一規(guī)律解決問題的方法。在此基礎(chǔ)上，深入理解和認(rèn)識功和能的關(guān)系。 2本節(jié)教學(xué)實質(zhì)是滲透功能原理的觀點，在教學(xué)中不必出現(xiàn)功能原理的名稱。3對功、能概念及其關(guān)系的認(rèn)識和理解，不僅是本節(jié)、本章教學(xué)的重點和難點，也是中學(xué)物理教學(xué)的重點和難點之一。三、教具 投影儀、投影片等。四、主要教學(xué)過程 （一）引入新課 結(jié)合復(fù)習(xí)機械能守恒定律以及應(yīng)用引入新課。 提出問題： 1機械能守恒定律的內(nèi)容及物體機械能守恒的條件各是什么？ 在學(xué)生正確回答后，教師進一步利用題目練習(xí)提問并引導(dǎo)學(xué)生思考。 2如果有重力、彈簧彈力以外其它力對

2、物體做功，物體的機械能如何變化？物體機械能的變化和哪些力做功有關(guān)呢？物體機械能變化的規(guī)律是什么呢？教師提出問題之后引起學(xué)生的注意，并不要求學(xué)生回答。在此基礎(chǔ)上教師明確指出： 機械能守恒是有條件的。大量現(xiàn)象表明，許多物體的機械能是不守恒的。例如由靜止啟動的車輛、起飛或降落的飛機、打入木塊的子彈等等。 分析上述物體機械能不守恒的原因；由靜止啟動的車輛機械能增加，這是由于牽引力（重力、彈力以外的力）對車輛做正功；射入木塊后子彈的機械能減少，是由于阻力對子彈做負(fù)功。 重力和彈力以外的其它力對物體做功和物體機械能變化有什么關(guān)系，是本節(jié)要研究的中心問題。 （二）教學(xué)過程設(shè)計 提出問題：下面我們根據(jù)已掌握的

3、動能定理和有關(guān)機械能的知識，分析物體機械能變化的規(guī)律。 1物體機械能的變化 問題：質(zhì)量m的小滑塊受平行斜面向上拉力F作用，沿斜面從高度上升到高度處，其速度由增大到，如圖所示，分析此過程中滑塊機械能的變化與各力做功的關(guān)系。 引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)動能定理進一步分析、探討小滑塊機械能變化與做功的關(guān)系。歸納學(xué)生分析，明確：選取斜面底端所在平面為參考平面。根據(jù)動能定理，有 由幾何關(guān)系，有故 即 引導(dǎo)學(xué)生理解上式的物理意義。在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上教師明確指出： （1）有重力、彈簧彈力以外的其它力對物體做功，是使物體機械能發(fā)生變化的原因； （2）重力和彈簧彈力以外其它力對物體所做功的代數(shù)和，等于物體機械能的變化量。這是

4、物體機械能變化所遵循的基本規(guī)律。 2對物體機械能變化規(guī)律的進一步認(rèn)識 （1）物體機械能變化規(guī)律可以用公式表示為 或 其中表示除重力、彈簧彈力以外其它力做功的代數(shù)和，分別表示物體初、末狀態(tài)的機械能，表示物體機械能變化量。 （2）對進一步分析可知： （）當(dāng)時，物體機械能增加；當(dāng)時，物體機械能減少。 （）若，則，即物體機械能守恒。由此可以看出，是包含了機械能守恒定律在內(nèi)的、更加普遍的功和能關(guān)系的表達式。 （3）重力、彈簧彈力以外其它力做功的過程，其實質(zhì)是其它形式的能與機械能相互轉(zhuǎn)化的過程。 例 1 質(zhì)量kg的汽車開上一山坡。汽車沿山坡每前進100m，其高度升高2m。上坡時汽車速度為5ms，沿山坡行駛

5、500m后速度變?yōu)?0ms。已知車行駛中所受阻力大小是車重的001倍，試求：（1）此過程中汽車所受牽引力做功多少？（2）汽車所受平均牽引力多大？取。本題要求用物體機械能變化規(guī)律求解。 引導(dǎo)學(xué)生思考與分析：（1）如何依據(jù)求解本題？應(yīng)用該規(guī)律求解問題時應(yīng)注意哪些問題？ （2）用求解本題，與應(yīng)用動能定理有什么區(qū)別？ 歸納學(xué)生分析的結(jié)果，教師明確給出例題求解的主要過程：取汽車開始時所在位置為參考平面，應(yīng)用物體機械能變化規(guī)律解題時，要著重分析清楚重力、彈力以外其它力對物體所做的功，以及此過程中物體機械能的變化。這既是應(yīng)用此規(guī)律解題的基本要求，也是與應(yīng)用功能定理解題的重要區(qū)別。 例2 將一個物體以100J

6、的初動能從地面豎直向上拋出。物體向上運動經(jīng)過某一位P時，它的動能減少了80J，此時其重力勢能增加了60J。已知物體在運動中所受空氣阻力大小不變，求小物體返回地面時動能多大？ 引導(dǎo)學(xué)生分析思考； （1）運動過程中（包括上升和下落），什么力對小物體做功？做正功還是做負(fù)功？能否知道這些力對物體所做功的比例關(guān)系？ （2）小物體功能、重力勢能以及機械能變化的關(guān)系如何？每一種形式能量的變化，應(yīng)該用什么力所做的功量度？ 歸納學(xué)生分析的結(jié)果，教師明確指出： （1）運動過程中重力和阻力對小物體做功。 （2）小物體動能變化用重力、阻力做功的代數(shù)和量度；重力勢能的變化用重力做功量度；機械能的變化用阻力做功量度。 （

7、3）由于重力和阻力大小不變，在某一過程中各力做功的比例關(guān)系可以通過相應(yīng)能量的變化求出。 （4）根據(jù)物體的機械能，可以知道經(jīng)過P點時，物體動能變化量大小J，機械能變化量大小J。 例題求解主要過程： 上升經(jīng)過P點時， 上升到達最高點時，J，在同一運動過程中，相應(yīng)能量變化的比例相同，即 上升到最高點時，物體機械能損失量為 J 由于物體所受阻力大小不變，下落過程中物體損失的機械能與上升過程相同，因此下落返回地面時，物體的動能大小為J 本例題小結(jié)： 通過本例題分析，應(yīng)該對功和能量變化有更具體的認(rèn)識，同時應(yīng)注意學(xué)習(xí)綜合運用動能定理和物體機械能變化規(guī)律解決問題的方法。 思考題（留給學(xué)生課后練習(xí)）： （1）運動中物體所受阻力是其重力的幾分之幾？ （2）物體經(jīng)過P點后還能上升多高？是前一段高度的幾分之幾？ （三）課堂小結(jié) 功和能 （1）功和能是不同的物理量。能是表征物理運動狀態(tài)的物理量，物體運動狀態(tài)發(fā)生變化，物體運動形式發(fā)生變化，物體的能都相應(yīng)隨之變化；做功是使物體能量發(fā)生變化的一種方式，物體能量的變化可以用相應(yīng)的力做功量度。 （2）力對物體