78機(jī)械能守恒定律-文庫吧
2025-06-13 07:44 本頁面
【正文】 如右上圖所示，懸掛單擺的鐵架臺上增加一個(gè)橫桿P和一把水平放置的尺子AB，實(shí)驗(yàn)時(shí)①調(diào)整橫桿P的高度，觀察小球擺動(dòng)的情況，②調(diào)整水平尺子的高度使小球從不同位置擺動(dòng)，觀察小球擺動(dòng)的情況．將各次實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行概括，思考這些現(xiàn)象說明什么問題．也可以將單擺懸掛在小黑板上，然后在小黑板上畫上若干條水平橫線，手持短尺替代橫桿．推進(jìn)新課 一、動(dòng)能與勢能的相互轉(zhuǎn)化 前面我們學(xué)習(xí)了動(dòng)能、勢能和機(jī)械能的知識．在初中學(xué)習(xí)時(shí)我們就了解到，在一定條件下，物體的動(dòng)能與勢能(包括重力勢能和彈性勢能)可以相互轉(zhuǎn)化，動(dòng)能與勢能相互轉(zhuǎn)化的例子在生活中非常多，請同學(xué)們舉出生活中的例子來說明動(dòng)能與勢能的相互轉(zhuǎn)化． 參考：1．從樹上掉下的蘋果(勢能向動(dòng)能轉(zhuǎn)化)； 2．自行車猛蹬幾下自由沖上斜坡(動(dòng)能向勢能轉(zhuǎn)化)} 3．拉弓射箭(勢能向動(dòng)能轉(zhuǎn)化) 4．運(yùn)動(dòng)會(huì)上撐竿跳高運(yùn)動(dòng)員在跳起的過程中(人的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為桿的彈性勢能，后桿的彈性勢能轉(zhuǎn)化為人的重力勢能)． 實(shí)驗(yàn)演示：依次演示麥克斯韋滾擺、單擺和彈簧振子，提醒學(xué)生注意觀察物體運(yùn)動(dòng)中動(dòng)能、勢能的變化情況，即轉(zhuǎn)化過程中物理量的具體變化． 通過觀察演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生回答物體運(yùn)動(dòng)中動(dòng)能、勢能變化情況． 教師小績：物體運(yùn)動(dòng)過程中，隨著動(dòng)能的增大，物體的勢能減??；反之，隨著動(dòng)能的減小，物體的勢能增大． 學(xué)生通過實(shí)例感受、實(shí)驗(yàn)演示，切實(shí)感受到機(jī)械能的兩種形式(動(dòng)能與勢能)之間可以相互轉(zhuǎn)化．而且，轉(zhuǎn)化過程中有力做功． 重力做功：動(dòng)能一重力勢能 彈力做功：動(dòng)能一彈性勢能． 二、機(jī)械能守恒定律 問囊：動(dòng)能和勢能的相互轉(zhuǎn)化是否存在某種定量的關(guān)系呢?上述各運(yùn)動(dòng)過程中，物體的機(jī)械能是否變化呢? 引導(dǎo)學(xué)生通過具體的實(shí)例進(jìn)行理論推導(dǎo)分析．先考慮只有重力對物體做功的理想情況． 情境設(shè)置：質(zhì)量為m的物體自由下落過程中，經(jīng)過高度處速度為，下落至高度。處速度為，不計(jì)空氣阻力，分析由下落到過程分析：根據(jù)動(dòng)能定理 下落過程中重力對物體做功，重力做功在數(shù)值上等于物體重力勢能的變化量．取地面為參考平面，有由以上兩式可以得到移項(xiàng)得 引導(dǎo)學(xué)生分析討論上面表達(dá)式的物理意義：等號的左側(cè)表示末態(tài)的機(jī)械能，等號的右側(cè)表示初態(tài)的機(jī)械能，表達(dá)式表明初態(tài)跟末態(tài)的機(jī)械能相等．即在小球下落的過程中，重力勢能減小，動(dòng)能增加，減小的重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能． 問題：此表達(dá)式具有普遍意義嗎?還是僅在只受重力的自由落體運(yùn)動(dòng)中成立?引導(dǎo)學(xué)生自己推導(dǎo)豎
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