机械能守恒定律

机械能守恒定律（精选17篇）

机械能守恒定律 篇1

　　□教学目标：

　　1.知道什么是机械能，知道物体的动能和势能可以相互转化。

　　2.理解机械能守恒定律的内容。

　　3.在具体问题中，能判定机械能是否守恒，并能列出机械能守恒的方程式。

　　4.学会在具体的问题中判这定物体的机械能是否守恒；

　　5.初步学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象，分析问题。

　　6.通过能量守恒的教学，使学生树立科学观点，理解和运用自然规律，并用

　　来解决实际问题。

　　□教学重点：

　　1、理解机械能守恒定律的内容。

　　2、在具体问题中能判定机械能是否守恒，并能列出定律的数学表达式。

　　□教学难点：

　　1.从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件。

　　2.能正确判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒。

　　□教学方法：

　　1.关于机械能守恒定律的得出，采用师生共同演绎推导的方法，明确该定律

　　数学表达式公式的来龙去脉。  

　　2.关于机械能守恒的条件，在教学时采用列举实例，具体情况具体分析的方

　　法。

　　□教学步骤:

　　1.用投影片出示思考题：

　　①本章中我们学习了哪几种形式的能？它们各是如何定义的？它们的大小各由什么决定？

　　②动能定理的内容和表达式是什么？

　　③重力所做的功与物体重力势能的变化之间有什么关系？

　　2.学生回答：

　　①本章我们学习了以下几种能：动能、重力势能、弹性势能。

　　②动能定理的内容是：物体所受合外力所做的功等于物体动能的改变，即：wg＝mv22/2－mv12/2

　　③重力所做的功和物体重力势能之间变化的关系为：

　　wg＝mgh1－mgh2

　　3.教师总结：

　　①同学们要注意动能定理中动能的变化量是末动能减去初动能，而重力做功与重力势能改变之间关系式中初位置的重力势能与末位置重力势能的差。

　　②引入：动能、重力势能、弹性势能属于力学范畴，统称为机械能，本节

　　课我们就来研究有关机械能的问题。

　　（一）引入新课

　　1.用多媒体展示下述物理情景：

　　a、运动员投出铅球；

　　b、弹簧的一端接在气垫导轨的一端，另一端和滑块相连，让滑块在水平的轨道上做往复运动。

　　2.学生分析上述物理情景中能量是如何转化的？

　　学生甲：

　　a.铅球在上升过程中，动能转化为重力势能；铅球在下落过程中，重力势能又转化为动能。

　　b.弹簧在和物块的往复运动过程中，动能和弹簧的弹性势能发生相互转化。

　　学生乙：

　　除了甲的叙述中动能和势能相互转化外，还有一部分转化为物体的内能。

　　3.教师讲：分析的很全面，但是在此过程中转化为内能的部分在总结能量中占的比例很小，我们一般不予考虑。

　　4.过渡：通过上述分析，我们得到动能和势能之间可以相互转化，那么在动能势能的转化过程中，动能和势能的和有什么变化呢？

　　（二）机械能守恒定律的推导

　　1.用多媒体出示两道思考题：

　　思考题一：如图所示，一个质量为m的物体自由下落，

　　经过高度为h1的a点时速度为v1，下落到高度h2为的b

　　点时速度为v2，试写出物体在a点时的机械能和在b点

　　时的机械能，并找到这二个机械能之间的数量关系。

　　思考题二：如图所示，一个质量为m的物体做平抛运动，经过高度为h1的a点时速度为v1，经过高度为h2的b点时速度为v2，写出物体在位置a、b时的机械能的表达式并找出这二个机械能之间的关系。

　　2.把学生分为二小组，一组做思考题一，另一组做思考题二，并进行小组赛。

　　3.教师对首先做完的小组进行激励评价，并抽有代表性的解答方案进行现场评点。

　　4.用实物投影仪对推导过程进行评析。

　　①推导过程一

　　解：∵机械能等于物体的动能和势能之和

　　∴a点的机械能等于：mv12/2＋mgh1

　　b点的机械能等于：mv22/2＋mgh2

　　又在自由落体运动中，物体只受重力的作用，据动能定理得：

　　wg＝mv22/2－mv12/2

　　又据重力做功与重力势能的关系得到：

　　∴  mv12/2－mgh2＝mv12/2－ mgh1

　　②学生评价：在上述推导过程中，在用重力做功和重力势能改变之间关系应是重力所做的功等于初位置的重力势能减去末位置的重力势能，所以推导的结果错误。

　　③推导结果②

　　解：a点的机械能等于：mv12/2＋mgh

　　b点的机械能等于：mv22/2＋mgh2

　　由于物体做平抛运动，只受重力作用，且重力做正功，据动能定理得：

　　wg＝mv22/2－mv12/2

　　又据重力做功与重力势能的关系得到：

　　∴  mv22/2－mv12/2＝mgh1－mgh2

　　∴  mv22/2＋mgh2＝mgh1＋mv12/2

　　④教师评析：第二个推导过程是完全正确的。

　　5.用多媒体展示评析中得到的表达

　　mv22/2－mv12/2＝mgh1－mgh2     ①

　　mv22/2＋mgh2＝mgh1＋mv12/2   ②

　　学生讨论：上述两个表达式说明了什么？

　　讨论后学生回答。

　　学生甲：在表达式①中等号左边是物体动能的增加量，等号右边是物体重力势能减少量，该表达式说明：物体在下落过程中，重力做了多少正功，物体的重力势能就减小多少，同时物体的动能就增加多少。

　　学生乙：对于表达式②，等号左边是物体在末位置时的机械能；等号右边是物体在初位置时的机械能。该式表示：动能和势能之和即总的机械能保持不变。

　　6.师总结：同学们对上述两个表达式的含义理解得很好，我们分别用ek1和ek2表示物体的初动能和末动能，用ep1和ep2分别表示物体在初位置的重力势能和末位置的重力势能，则得到：ek1+ep1=ek2+ep2，也就是初位置的机械能等于末位置的机械能，即机械能是守恒的。

　　（三）机械能守恒的条件

　　1.上边我们通过推导得到了机械能是守恒的这一结论，下边同学们思考：

　　①在推导中，我们是以物体做自由落体和做平抛运动为例进行的，请问：上述二种运动有什么相同和不同之处？

　　学生答：相同点是在上述两种运动中物体只受重力作用；不同之处是物体运动的路线不同，自由落体运动是直线运动，而平抛运动是曲线运动。

　　②从上述两种运动中，你能猜想一下：机械能在什么情况下守恒吗？

　　学生答：物体只受重力作用。

　　学生还可能答：物体在运动中，只有重力做功，针对上述两种答案，师生评析后总结。

　　2.教师总结：

　　通过上述分析，我们得到：在只有重力做功的情况下，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，这个结论叫机械能守恒定律。

　　板书：机械能守恒定律

　　①条件：只有重力做功。

　　②结论：机械能的总量保持不变。

　　3.用实物投影仪出示讨论题。

　　①所谓的只有重力做功与物体只受重力有什么不同。

　　学生：所谓的只有重力做功，包括两种情况：

　　a.物体只受重力，不受其他的力。

　　b.物体除重力外还受其他的力，但其他力不做功。

　　而物体只受重力仅包括一种情形。

　　②放开被压缩的弹簧，可以把跟它接触的小球弹出去，在这个过程中，能量是如何转化的？类比地，你能得到在这个过程中机械能守恒的条件吗？

　　4.得到结论：以上实验证实了在不计阻力影响，即物体只受重力作用时，小球在摆动中机械能守恒。

　　学生答：在小球被弹簧弹出的过程中，弹簧的弹性势能转化为小球的动能。

　　类比得到：如果有弹力做功，动能和弹性势能之和保持不变，即机械能守恒。

　　③所谓只有弹力做功，包括哪几种情况？

　　学生：包括以下两种情况：

　　第一种情况：物体只受弹力作用，不受其他的力；

　　第二种情况：物体除受弹力外还受其他的力，但其他的力不做功。

　　5.演示实验

　　上边我们通过推导得到了在只有重力或弹力做功的条件下，物体的机械能守恒，下边我们来做一个实验：

　　①介绍实验装置如图所示：

　　②做法：

　　a、把球拉到a点，然后放开，观察

　　小球摆动到右侧时的位置和位置a间的关系。

　　b、把球同样拉到a点，在o点用尺子挡一下观察小球摆动到右侧时的位置，并比较该位置和释放点a之间的关系。

　　③通过观察到的现象，分析后你得到什么结论？

　　6.学生总结现象

　　学生甲：在做法a中，小球可以摆到跟释放点a高度相同的c点；在做法b中，小球仍可以到达跟释放点a高度相同的c'点。

　　学生乙：在做法a中，小球可以摆到跟释放点a高度几乎相同的c点，在做法b中，小球可以到达跟释放点a点高度几乎相同的c'点。

　　7.针对上述结论展开讨论后得到：如果不考虑阻力作用，即物体只受到重力作用时，学生甲的结论正确；如果考虑空气阻力作用，学生乙的结论正确。

　　教师总结：在本实验中，我们对空气的阻力一般不考虑，因为阻力太小，对结果影响不大。

　　1、关于物体的机械能是否守恒的叙述，下列说法中正确的是：

　　a、做匀速直线运动的物体，机械能一定守恒；

　　b、做匀速变速直线运动的物体，机械能一定守恒；

　　c、外力对物体所做的功等于零时，机械能一定守恒；

　　d、物体若只有重力做功，机械能一定守恒。

　　2、在下列实例中运动的物体，不计空气阻力，机械能不守恒的是：

　　a、起重机吊起物体匀速上升；

　　b、物体做平抛运动；

　　c、圆锥摆球在水平面内做匀速圆周运动；

　　3、从离地高为hm的阳台上以速度v竖直向上抛出质量为m的物体，它上升 hm后又返回下落，最后落在地面上，则一列说法中正确的是（不计空气阻力，以地面为参考面）

　　a、物体在最高点时机械能为mg(h+h);

　　b、物体落地时的机械能为mg(h+h)+mv2/2;

　　c、物体落地时的机械能为mgh+mv2/2;

　　d、物体在落回过程中，以过阳台时的机械能为mgh+mv2/2.

　　（四）巩固练习：

　　（五）小结：本节课我们学习了机械能守恒定律

　　1.我们说机械能守恒的关键是：只有重力或弹力做功；

　　2.在具体判断机械能是否守恒时，一般从以下两方面考虑：

　　①对于某个物体，若只有重力做功，而其他力不做功，则该物体的机械能守恒。

　　②对于由两个或两个以上物体（包括弹簧在内组成的系统，如果系统只有重力做功或弹力做功，物体间只有动能、重力势能和弹性势能之间的相互转化，系统与外界没有机械能的转移，系统内部没有机械能与其他形式能的转化系统的机械能守恒。

　　3.如果物体或系统除重力或弹力之外还有其他力做功，那么机械能就要改变。

　　（六）机械能守恒定律

　　1、动能和势能统称为机械能。

　　2、机械能守恒定律：

　　①在只有重力做功的条件下，物体的动能和重力势能相互转化，但机械能的总量保持不变。

　　3、机械能守恒的条件：

　　①系统内只有重力或只有弹力何做功；

　　②系统内的摩擦力不做功，一功外力都不做功。

　　4、表达式：

　　②在只有弹力做功的条件下，物体的动能和弹性势能相互转化，但机械能的总量保持不变。    

机械能守恒定律 篇2

　　§7.8  机械能守恒定律（1）

　　教学目标

　　知识与技能 

　　1、知道什么是机械能，知道物体的动能和势能可以相互转化，知道能量的转换必须通过做功实现；

　　2、会正确推导物体在光滑曲面上运动过程中的机械能守恒，理解机械能守恒定律的内容、表达式、守恒的条件。

　　过程与方法

　　1、在具体的问题中会判定物体的机械能是否守恒；

　　2、初步学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象，分析问题。

　　情感、态度与价值观

　　通过能量转换与守恒的教学，培养学生学以致用的思想。

　　教学重点

　　理解机械能守恒定律的内容、表达式、守恒的条件。

　　教学难点

　　物体机械能是否守恒的判定

　　教具准备

　　单摆,弹簧振子,滚摆

　　教学过程

　　一、课前导学

　　演示单摆和弹簧振子,分析能量转化情况,引入新课。

　　二、质疑讨论

　　（一）动能和势能的相互转化

　　1、自由落体运动的物体运动过程中能量的转化情况是怎样的?

　　2、演示单摆和弹簧振子,分析能量转化情况。

　　小结: (1)动能和势能可以相互转化, 转化时必定有重力或弹簧的弹力做功；

　　(2)在忽略阻力只有重力或弹簧的弹力做功的物体系统内总的机械能保持不变。

　　（二）机械能守恒定律

　　1、内容:

　　2、表达式：

　　3、守恒的条件：

　　4、理解：

　　（1）“守恒”的含义：指一个过程中某个量一直保持不变，而并非只是初、末两状态相同。

　　（2）我们可以分三个层次来表述机械能守恒定律：

　　a、只有重力做功的情形。这时弹性势能不改变。可表示为：

　　b、只有弹力做功的情形。这时重力势能不改变。可表示为：

　　其中ek1和ek2表示守恒过程中任意两个状态时的动能，en1和en2表示守恒过程中任意两个状态时的弹性势能。

　　c、同时有重力和弹力做功、但其它力不做功的情形。可表示为：

　　重力、弹力以外的力做正功，机械能增加；重力、弹力以外的力做负功，机械能减少。

　　通常在不涉及时间和加速度的情况下，应用机械能守恒定律解题较为简便。

　　要注意：机械能守恒定律是针对系统而言的，即便我们平时说某个物体具有重力势能，实际上是指由该物体和地球组成的系统所具有的重力势能。

　　三、反馈矫正

　　例1：分析下列情况下机械能是否守恒？

　　a、跳伞运动员从空中匀速下落过程

　　b、物体以8m/s2在空中下落过程

　　c、物体作平抛运动过程

　　d、物体在细线拉力作用下沿光滑斜面上滑过程

　　例2:把一个小球用细绳悬挂起来，就成为一个摆（如图），摆长为l  ,最大偏角为θ。小球运动到最低位置时的速度是多大？

　　讨论:1、最低点时绳的拉力；

　　2、利用机械能守恒定律解决问题的一般步骤.

　　(1)选取研究对象——系统或物体.

　　(2)根据研究对象所经历的物理过程.进行受力、做功分析，判断机械能是否守恒.

　　(3)恰当地选取参考平面，确定研究对象在过程的初末状态时的机械能.

　　(4)根据机械能守恒定律列方程，进行求解.

　　例3:如图所示，桌面高为a，质量为m的小球从离桌面高为h处自由落下，不计空气阻力，假设桌面处的重力势能为零，则小球落到地面前瞬间的机械能为 (    )

　　a、mgh   b、mgh   c、mg(h+h)    d、mg(h—h)

　　四、巩固迁移

　　课课练108页1--6

　　§7.8   机械能守恒定律（2）

　　教学目标

　　知识与技能

　　1、进一步理解机械能守恒定律的内容，表达式和适用条件；

　　2、在具体问题中，能判定机械能是否守恒，并能列出机械能守恒的方程式。

　　过程与方法

　　进一步利用机械能守恒定律来解题

　　情感、态度与价值观

　　应用机械能守恒定律解决具体问题

　　教学重点

　　在具体的问题中能判定机械能是否守恒，并能列出定律的数学表达式。

　　教学难点

　　机械能是否守恒的判断，机械能守恒定律的应用  

　　教学过程

　　一、课前导学

　　1、机械能守恒定律的内容

　　2、应用机械能守恒定律解题的步骤

　　二、质疑讨论

　　1、机械能守恒的条件: 只有重力或弹簧的弹力做功

　　理解:

　　(1) 系统只受重力,弹力

　　(2) 系统受重力,弹力外,还受其它力.但其它力都不做功

　　(3) 系统受重力,弹力外,还受其它力.但其它力做功代数和为零

　　2、机械能守恒定律的表达式:

　　三、反馈矫正

　　例1：长为l的均匀链条，放在光滑的水平桌面上，且使其长度的1/4垂在桌边，如图所示，松手后链条从静止开始沿桌边下滑，则链条滑至刚刚离开桌边时的速度大小为多大？

　　解析：链条下滑时，因桌面光滑，没有摩擦力做功。整根链条总的机械能守恒，可用机械能守恒定律求解。设整根链条质量为m，则单位长度质量（质量线密度）为：m/l

　　设桌面重力势能为零，由机械能守恒定律得

　　点拨：求解这类题目时，一是注意零势点的选取，应尽可能使表达式简化，该题如选链条全部滑下时的最低点为零势能点，则初始势能就比较麻烦。二是灵活选取各部分的重心，该题最开始时的势能应取两部分（桌面上和桌面下）势能总和，整根链条的总重心便不好确定，最后刚好滑出桌面时的势能就没有必要再分，可对整根链条求出重力势能。

　　例2：课课练113页11题

　　例3：课课练114页17题

　　四、巩固迁移

　　1、课课练114页15题16题

　　2、课课练111页1--4题

　　§7.8 《机械能守恒定律》习题

　　主备人:黄步海  

　　教学目标

　　知识与技能 

　　进一步理解机械能守恒定律的内容、表达式、守恒的条件。

　　过程与方法

　　应用机械能守恒定律解题

　　情感、态度与价值观

　　通过能量转换与守恒的教学，培养学生学以致用的思想。

　　教学重点

　　理解机械能守恒定律的内容，表达式. 守恒的条件。

　　教学难点

　　物体机械能定律的应用

　　教学过程

　　一、课前导学

　　复习机械能守恒定律及其条件

　　二、质疑讨论                                            

　　1、在只有重力和弹簧的弹力做功的情况下，物体的动能和势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变.

　　2、 对机械能守恒定律的理解：

　　（1）系统在初状态的总机械能等于末状态的总机械能.

　　即    e1 = e2  或    1/2mv12 + mgh1= 1/2mv22 + mgh2

　　（2）物体（或系统）减少的势能等于物体(或系统)增加的动能，反之亦然。

　　即          -δep = δek

　　（3）若系统内只有a、b两个物体，则a减少的机械能ea等于b增加的机械能δe b  即          -δea = δeb

　　3、机械能守恒定律解题步骤

　　三、反馈矫正

　　例1质量为m的小球从离心轨道上由静止开始无摩擦滑下后进入竖直面内的圆形轨道，圆形轨道的半径为r，求：（1）要使小球能达到圆形轨道的最高点，h至少应为多大？（2）当h=4r时，小球运动到圆环的最高点速度是多大？此时圆环对小球的压力为多少？

　　例2一根内壁光滑的细圆管，形状如下图所示，放在竖直平面内一个小球自a口的正上方高h处自由落下，第一次小球恰能

　　抵达b点；第二次落入a口后，自b口射出，恰能再进入

　　a口，则两次小球下落的高度之比h1：h2=    ______

　　例3:如图示，长为l 的轻质硬棒的底端和中点各固定一个质量为m的小球，为使轻质硬棒能绕转轴o转到最高点，则底端小球在如图示位置应具有的最小速度v=                    。

　　例4：如图所示，一固定的楔形木块，其斜面的倾角θ=30°，另一边与地面垂直，顶上有一定滑轮。一柔软的细线跨过定滑轮，两端分别与物块a和b连结，a的质量为4m，b的质量为m，开始时将b按在地面上不动，然后放开手，让a沿斜面下滑而b上升。物块a与斜面间无摩擦。设当a沿斜面下滑s 距离后，细线突然断了。求物块b上升离地的最大高度h.

　　四、巩固迁移

　　1、一个人站在阳台上，以相同的速率v分别把三个球竖直向上抛出、竖直向下抛出、水平抛出，不计空气阻力，则三球落地时的速率(      )

　　a、上抛球最大    b、下抛球最大   c、平抛球最大   d、三球一样大

　　2、如图-1，小球自a点由静止自由下落，到b点时与弹簧接触，到c点时弹簧被压缩到最短，若不计弹簧质量和空气阻力，在小球由a→b→c的运动过程中(      )

　　a、物体从a下降到b的过程中，动能不断变小

　　b、物体从b上升到a的过程中，动能先增大后减小

　　c、物体由a下降到b的过程中，弹簧的弹性势能不断增大

　　d、物体由b上升到a的过程中，弹簧所减少的弹性势能等于物体所增加的动能与增加的重力势能之和

　　3、长为l质量分布均匀的绳子，对称地悬挂在轻小的定滑轮上，如图所示.轻轻地推动一下，让绳子滑下，那么当绳子离开滑轮的瞬间，绳子的速度为                            .

　　4、将质量为m和3m的两小球a和b分别拴在一根细绳的两端，绳长为l，开始时b球静置于光滑的水平桌面上，a球刚好跨过桌边且线已张紧，如图所示.当a球下落时拉着b球沿桌面滑动，桌面的高为h，且h＜l.若a球着地后停止不动，求：（1）b球刚滑出桌面时的速度大小.（2）b球和a球着地点之间的距离.

　　7.9实验:验证机械能守恒定律

　　教学目标

　　知识与技能

　　1、会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度；

　　2、掌握验证机械能守恒定律的实验原理。

　　过程与方法

　　通过用纸带与打点计时器来验证机械能守恒定律，体验验证过程和物理学的研究方法。

　　情感、态度与价值观

　　通过实验验证，体会学习的快乐，激发学习的兴趣；通过亲身实践，树立“实践是检验真理的唯一标准”的科学观。培养学生的观察和实践能力，培养学生实事求是的科学态度。

　　教学重点

　　掌握验证机械能守恒定律的实验原理。

　　教学难点

　　验证机械能守恒定律的误差分析及如何减小实验误差的方法。

　　教学过程

　　一、课前导学

　　⒈为进行验证机械能守恒定律的实验，有下列器材可供选用：铁架台，打点计时器，复写纸，纸带，秒表，低压直流电源，导线，电键，天平。其中不必要的器材有：                   ；缺少的器材是                               。

　　⒉物体做自由落体运动时，只受          力作用，其机械能守恒，若物体自由下落h高度时速度为v，应有mgh=           ，故只要gh=1/2v2成立，即可验证自由落体运动中物体的机械能守恒。

　　⒊在打出的各纸带中挑选出一条点迹           ，且第1、2两打点间距离接近         

　　的纸带。

　　⒋测定第n个点的瞬时速度的方法是：测出与n点相邻的前、后两段相等时间t内下落的距离sn和sn+1，，有公式vn=                 算出。

　　⒌在验证机械能守恒定律时，如果以v2/2为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的图线应是         ，才能验证机械能守恒定律，其斜率等于         的数值。

　　二、质疑讨论

　　1、推导出机械能守恒定律在本实验中的具体表达式。

　　在图1中，质量为m的物体从o点自由下落，以地作零重力势能面，下落过程中任意两点a和b的机械能分别为：

　　ea= ，    eb=

　　如果忽略空气阻力，物体下落过程中的机械能守恒，于是有

　　ea=eb，即 =

　　上式亦可写成

　　该式左边表示物体由a到b过程中动能的增加，右边表示物体由a到b过程中重力势能的减少。等式说明，物体重力势能的减少等于动能的增加。为了方便，可以直接从开始下落的o点至任意一点（如图1中a点）来进行研究，这时应有： ----本实验要验证的表达式，式中h是物体从o点下落至a点的高度，va是物体在a点的瞬时速度。

　　2、如何求出a点的瞬时速度va？

　　根据做匀加速运动的物体在某一段时间t内的平均速度等于该时间中间时刻的瞬时速度可求出a点的瞬时速度va。图2是竖直纸带由下而上实际打点后的情况。从o点开始依次取点1，2，3，……图中s1，s2，s3，……分别为0～2点，1～3点，2～4点…… 各段间的距离。

　　根据公式 ，t=2×0.02 s（纸带上任意两个相邻的点间所表示的时间都是0.02s），可求出各段的平均速度。这些平均速度就等于是1，2，3，……各点相对应的瞬时速度v1，v2，v3，…….例如：量出0～2点间距离s1，则在这段时间里的平均速度 ，这就是点1处的瞬时速度v1。依次类推可求出点2，3，……处的瞬时速度v2，v3，……。

　　3、如何确定重物下落的高度？图2中h1，h2，h3，……分别为纸带从o点下落的高度。根据以上数值可以计算出任意点的重力势能和动能，从而验证机械能守恒定律。

　　学生活动：学生看书明确实验的各项任务及实验仪器。复习《用打点计时器测速度》的实验，掌握用打点计时器测量匀变速直线运动速度的方法。

　　三、反馈矫正

　　1、在学生开始做实验之前，应强调如下几个问题：

　　（1）该实验中选取被打点纸带应注意两点：一是第一点o为计时起点，o点的速度应为零。怎样判别呢？

　　（2）是否需要测量重物的质量？

　　（3）在架设打点计时器时应注意什么？为什么？

　　（4）实验时，接通电源和释放纸带的顺序怎样？为什么？

　　（5）测量下落高度时，某同学认为都必须从起始点算起，不能弄错。他的看法正确吗？为了减小测量 h值的相对误差，选取的各个计数点要离起始点适当远些好，还是近些好？

　　参考：

　　（1）因为打点计时器每隔0.02 s打点一次，在最初的0.02 s内物体下落距离应为0.002 m，所以应从几条纸带中选择第一、二两点间距离接近两年2 mm 的纸带进行测量；二是在纸带上所选的点就是连续相邻的点，每相邻两点时间间隔 t =0.02 s.

　　（2）因为不需要知道物体在某点动能和势能的具体数值，所以不必测量物体的质量 m，而只需验证 就行了。

　　（3）打点计时器要竖直架稳，使其两限位孔在同一竖直平面内，以尽量减少重物带着纸带下落时所受到的阻力作用。

　　（4）必须先接通电源，让打点计时器正常工作后才能松开纸带让重物下落。

　　（5）这个同学的看法是正确的。为了减小测量 h值的相对误差，选取的各个计数点要离起始点适当远些好。

　　2、学生进行分组实验。

　　四、巩固迁移

　　（1）为进行“验证机械能守恒定律”的实验，有下列器材可供选用：铁架台，打点计时器，复写纸，纸带，秒表，低压直流电源，导线，电键，天平。其中不必要的器材有：                   ；缺少的器材是                                。

　　（2）在验证机械能守恒定律时，如果以v2/2为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的图线应是         ，才能验证机械能守恒定律，其斜率等于         的数值。

　　（3）在做“验证机械能守恒定律”的实验时，用打点计时器打出纸带如图3所示，其中a点为打下的第一个点，0、1、2……为连续的计数点。现测得两相邻计数点之间的距离分别为s1、s2、s3、s4、s5、s6，已知相邻计数点间的打点时间间隔均为t。根据纸带测量出的距离及打点的时间间隔，可以求出此实验过程中重锤下落运动的加速度大小表达式为____  _____。在打第5号计数点时，纸带运动的瞬时速度大小的表达式为___       _____。要验证机械能守恒定律，为减小实验误差，应选择打下第_________号和第__________号计数点之间的过程为研究对象。

　　（4）某次“验证机械能守恒定律”的实验中，用6v、50hz的打点计时器打出的一条无漏点的纸带，如图4所示，o点为重锤下落的起点，选取的计数点为a、b、c、d，各计数点到o点的长度已在图上标出，单位为毫米，重力加速度取9.8m/s2，若重锤质量为1kg。

　　①打点计时器打出b点时，重锤下落的速度vb=   m/s，重锤的动能ekb=     j。

　　②从开始下落算起，打点计时器打b点时，重锤的重力势能减小量为         j。

　　③根据纸带提供的数据，在误差允许的范围内，重锤从静止开始到打出b点的过程中，得到的结论是                                 。

　　参考答案：（1）不必要的器材有：秒表、低压直流电源、天平。缺少的器材是低压交流电源、重锤、刻度尺。（2）通过原点的直线、g.    （3）（s6+ s5+ s4- s3- s2 –s1）/9t 2，（s5+ s6）/2t，1、5.    （4）①1.175，0.69，0.69 ②0.69， ③机械能守恒。

机械能守恒定律 篇3

　　教学要求：     1、会正确推导自由落体运动过程中的机械能守恒定律。     2、正确理解机械能定律的含义及适用条件。3、分析生活实际中的事例进一步理解机械能守恒定律的含义及适用条件。教学重点：使学生掌握物体系统机械能守恒定律的条件，能够正确分析物体系统所具有的机械能。教学难点：正确分析物体系统所具有的机械能，尤其是分析、判断物体所具有的重力势能。教学方法：    以学生自学为主，教师辅助讲解。教具准备：    铁架台、细线、小球、直木尺（1m左右）教学时间：    一课时教学过程：复习提问：1、重力势能公式，单位。    2、重力做功和势能变化的关系。    3、重力做功的特点。引入：在初中我们已学过，重力势能和动能之间可以相互转化，如物体自由下落或竖直向上抛出时，前者下落过程中高度不断减小，重力势能减小，速度增加，动能增大，是一个重力势能向动能转化的过程；后者在上升过程中高度不断增大，重力势能增加，速度减小，动能减小，是一个动能向重力势能转化的过程。既然重力势能和动能间可以相互转化，那么“转化”过程中的动能和重力势能之和即机械能变不便呢？这就是我们这节课要学习的内容——机械能守恒定律。    1、机械能守恒定律的推导（请学生自己推导）问题：质量为m的物体自由下落过程中，经过高度h1处速度为v1，下落至高度h2处速度为v2，不考虑空气阻力，分析由h1下落到h2过程中机械能的变化                                    v1    分析：根据动能定理，有    wg=1/2mv12－1/2mv22                              v2     下落过程中重力对物体做功，重力做功在       h1    数值上等于物体重力势能的变化量                      h2    取地面为参考平面，有    wg=mgh1－mgh2    所以有mgh1－mgh2=1/2mv12－1/2mv22    移项有mgh1+1/2mv12=mgh2+1/2mv22    即：ep1+ek1=ep2+ek2可见：在下落过程中，物体重力势能转化为势能，此过程中物体的机械能总量保持不变。    2、机械能守恒定律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。这个结论叫做机械能守恒定律。    几点说明：   （1）机械能守恒定律的前提条件    a、物体只受重力或者只受弹力b、物体除受重力或者只受弹力外，还受其他力的作用，但其他力不做功。（2）机械能守恒定律是从自由落体推导的，但是无论物体做直线运动还是曲线运动，以上结论都成立。（3）定律涉及的始末状态的动能、势能应取同一参考系和同一参考平面。    3、弹簧和物体组成系统的机械能    以弹簧为例，弹性势能和动能也可相互转化。如果只有弹簧的弹力做功，则在弹性势能和动能的转化过程中，机械能守恒。    思考：课本 “思考与讨论”            课堂练习：课本1、2

机械能守恒定律 篇4

　　学习目标：

　　1. 学会利用自由落体运动验证机械能守恒定律。

　　2. 进一步熟练掌握应用计时器打纸带研究物体运动的方法。

　　学习重点：

　　1. 验证机械能守恒定律的实验原理和步骤。

　　2. 验证机械能守恒定律实验的注意事项。

　　学习难点：

　　验证机械能守恒定律实验的注意事项。

　　主要内容：

　　一、实验原理

　　物体在自由下落过程中，重力势能减少，动能增加。如果忽略空气阻力，只有重力做功，物体的机械能守恒，重力势能的减少等于动能的增加。设物体的质量为m,借助打点计时器打下纸带，由纸带测算出至某时刻下落的高度h及该时刻的瞬时速度v;进而求得重力势能的减少量│△Ep│=mgh和动能的增加量△EK=1/2mv2;比较│△Ep│和△EK,若在误差允许的范围内相等，即可验证机械能守恒。

　　测定第n点的瞬时速度vn:依据"物体做匀变速直线运动，在某段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度",用公式vn=（hn+1-hn-1）/2T计算（T为打下相邻两点的时间间隔）。

　　二、实验器材

　　电火花计时器（或电磁打点计时器），交流电源，纸带（复写纸片），重物（带纸带夹子），导线，刻度尺，铁架台（带夹子）。

　　三、实验步骤

　　（1）按图装置固定好计时器，并用导线将计时器接到电压合适的交流电源上（电火花计时器要接到220 V交流电源上，电磁打点计时器要接到4 V~6 V的交流低压电源上）。

　　（2）将纸带的一端用小夹子固定在重物上，使另一端穿过计时器的限位孔，用手竖直提着纸带，使重物静止在靠近计时器的地方。

　　（3）接通电源，松开纸带，让重物自由下落，计时器就在纸带上打下一系列小点。

　　（4）换几条纸带，重做上面的实验。

　　（5）从几条打上了点的纸带上挑选第一、二两点间的距离接近2 mm且点迹清晰的纸带进行测量。

　　（6）在挑选出的纸带上，先记下打第一个点的位置0（或A），再任意选取几个点1、2、3（或B、C、D）等，用刻度尺量出各点到0的距离h1、h2、h3等，如图所示。

　　（7）用公式vn=（hn+1-hn-1）/2T计算出各点对应的瞬时速度v1、v2、v3等。

　　（8）计算出各点对应的势能减少量mghn和动能的增加量1/2mvn2的值，进行比较，得出结论。

　　四、实验记录

　　五、实验结论

　　在只有重力做功的情况下，物体的重力势能和动能可以相互转化，但机械能的总量保持不变。

　　六、实验注意事项

　　（1）计时器要竖直地架稳、放正。架稳就是要牢固、稳定。重物下落时它不振动；放正就是使上下两个限位孔在同一竖直平面内一条竖直线上与纸带运动方向相同，以减小纸带运动时与限位孔的摩擦（可用手提住固定好重物的纸带上端，上下拉动纸带，寻找一个手感阻力最小的位置）。

　　（2）打点前的纸带必须平直，不要卷曲，否则纸带在下落时会卷到计时器的上边缘上，从而增大了阻力，导致实验误差过大。

　　（3）接通电源前，提纸带的手必须拿稳纸带，并使纸带保持竖直，然后接通电源，待计时器正常工作后，再松开纸带让重物下落，以保证第一个点迹是一个清晰的小点。

　　（4）对重物的要求：选用密度大、质量大些的物体，以减小运动中阻力的影响（使重力远大于阻力）。

　　（5）纸带的挑选：应挑选第一、二两点间的距离接近2 mm且点迹清晰的纸带进行测量。这是因为：本实验的前提是在重物做自由落体运动的情况下，通过研究重力势能的减少量与动能的增加量是否相等来验证机械能是否守恒的，故应保证纸带（重物）是在打第一个点的瞬间开始下落。计时器每隔O.02 s打一次点，做自由落体运动的物体在最初0.02 s内下落的距离h1=1/2gt2=1/2×9.8×0.022m=0.002 m=2 mm,所以若纸带第一、二两点间的距离接近2 mm,就意味着重物是在打第一个点时的瞬间开始下落的，从而满足本次实验的前提条件（打第一个点物体的初速度为零，开始做自由落体运动）。

　　（6）测量下落高度时，必须从起点o量起。为了减小测量^的相对误差，选取的计数点要离O点适当远些（纸带也不宜过长，其有效长度可在60 cm~80 cm以内）。

　　（7）本实验并不需要知道重力势能减少量和动能增加量的具体数值，只要对mgh