机械能守恒例文第3篇
【关键词】机械能;改变;外力做功
“在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能和势能可以互相转化,而总的机械能保持不变”,这是机械能守恒定理的内容。机械能守恒定理的适用条件是“只有重力或弹力做功的物体系统。”由这个条件可以推理出:在系统内若还有其它力做功,但是做功不为零,那系统的机械能就不守恒。
比如“一架铲车吊起一质量为m的重物并上升”这一化学过程,从力做功的角度看,在重物上升的过程中不仅重力做功以外铲车对重物的拉力也做了功,所以重物的机械能不守恒。从能量转化的角度来看,在这一过程中不仅动能与势能的互相转化以外,还存在其它方式能向机械能的转化,所以物体的机械能不守恒。
再比如:一轻质弹簧一端固定在竖直的墙壁,另一端与一质量为m的物体相连,置于粗糙的水平面上,先压缩弹簧之后释放。弹簧与物体组成的系统在整个运动过程中,不仅弹簧的弹力做功以外还存在物体与水平面的磨擦力做功,在磨擦力做功的同时系统的一部份机械能转化为内能,所以系统的机械能不守恒。
由此可知,在一个物体系统内,不仅重力或弹力做功以外其它力做功不为零,则系统的机械能将发生变化。这么机械能的变化与外力(不仅重力或弹力以外的力,前面都称为“外力”)做功存在哪些关系呢?下边我们通过推论来找寻。
一架铲车使劲F把质量为m的物体吊起,当物体距地面高度为h1时速率为v1,当距地面高度为h2时速率为v2,求物体从h1到h2过程中拉力F做的功
解析:物体上升的过程中遭到重力和拉力,而且两个力都做功,由动能定律得:
W-mg(h2-h1)=12MV22-12MV21
所以W=12MV22-12MV21+mg(h2-h1),
或则W=(12MV22+mgh2)-(12MV21+mgh1)
其中12MV22+mgh2为物体末状态的机械能,12MV21+mgh1为初状态的机械能。这个公式说明:在一个物体系统内,外力做功等于系统机械能的变化量。
通过前面的内容可以得到这样一个推论:在一个物体系统内不仅重力或弹力以外的力做功不为零,则系统机械能不守恒,外力做功等于机械能的变化量。当外力做正功时,机械能降低,降低的机械能等于外力所做的功;当外力做负功时,机械能降低,降低的机械能等于物体克服外力所做的功。有了这个推论,在一些题目中就可以直接运用。
例1,质量为m的物体,从静止开始以g/2的加速度竖直下落h的过程中,以下说法正确的是()
A.物体的机械能守恒。B.物体的机械能降低mgh/2
C.物体的重力势能降低mghD.物体克服阻力做功为mgh/2
解析:由物体下落的加速度可知物体下落时遭到重力和一外力(阻力),但是这两个力都对物体做功不为零,所以物体的机械能不守恒;阻力对物体做负功,由前面的推论可知物体的机械能降低。由牛顿第二定理可得阻力f=mg/2,所以物体克服阻力做功mgh/2,物体机械能降低mgh/2;重力做功mgh,所以重力势能降低mgh。所以本题目答案是BCD。
例2,如图所示,具有一定初速率的物体,沿夹角为30。的粗糙斜面向下运动的过程中,受一个恒定的沿斜面向下的拉力F的作用,这时物块的加速度大小为4m/s2,方向沿斜面向上,这么在物块向下运动过程中,正确的说法是()
A.物块的机械能一定降低B.物块的机械能一定降低
C.物块的机械能可能不变D.物块的机械能可能降低也可能降低
解析:本题中的物体遭到重力、斜面的支持力、摩擦力和拉力,其中不仅支持力不做功外,其它力都对物体做功,磨擦力做负功,拉力做正功。若两个力的功的代数和为零,则物体的机械能不变,若不为零物体的机械能就发生变化。所以这个题目转化为比较磨擦力和拉力的大小。对物体由牛顿第二定理可得
。+f-F=ma
所以F=。+f-ma由已知条件可得拉力小于磨擦力,所以拉力与磨擦力的合力做正功,物体的机械能降低,答案是A。
这些题目在热学中常常出现,虽然在静电场中也时有出现,比如:(例3)一质量为m的带电小球,在竖直方向的匀强电场中以速率v0水平抛出,小球的加速度大小为2g/3,则小球在下落高度h过程中()
A.动能降低了2mgh/3B.电势能降低了mgh/3
C.重力势能降低了2mgh/3D.机械能降低了mgh/3
机械能守恒例文第4篇
应用，希望可以帮助读者更好的理解机械能守恒定理。
【关键字】机械能机械能守恒机械能守恒应用
在日常生活中，我们所学习的机械能守恒定理无处不在，例如我们坐过过山车、玩过荡吊床等，在体验惊险剌激的活动后，想想是按照哪些理论制造的。通过学习了机械能守恒定理就能让我们愈发了解生活中蕴含的化学知识在生活中的力量。通过机械能守恒定理的规律和生活中的应拿来剖析机械守恒在生活中的魅力。
一、机械能守恒定理内容
1.机械能守恒定理的内容可以从两方面描述。（1）当只有重力做功的情况下，物体的动能和重力势能之间发生互相转化，机械能的总数保持不变。（2）在没有磨擦和介质阻力的情况下，物体只发生动能和重力势能之间的互相转化，机械能的总数保持不变。
2.机械能守恒定理的研究对象。（1）机械能守恒定理是重力势能与动能之间的平衡，由于月球的地心引力，自由落体的小铁块在不受其他力的情况下，垂直下落，其所遭到的就是月球地心引力，小铁块遭到重力势能是与月球共有的，小球的动能速率V是相对于地面的速率。（2）在除月球外，研究物体判定机械能守恒可以依据物体是否只受重力，倘若是对多个物体进行组合研究，判定其机械能守恒要判定物体间是否有磨擦或则介质阻力。（3）只受重力与只有重力做功是不同的，在物体受力中动量守恒机械能守恒，不仅遭到重力还有其他的力作用，可忽视不计，只是觉得只有重力在做功。
3.机械能守恒条件。在满足可以忽视掉物体间的磨擦力与介质阻力的守恒条件下，物体发生的只有动能与势能之间的互相转化，转化过程中，总能量无耗损，保持不变，这就是机械能守恒的条件。
二、生活中的机械能守恒实例剖析
如：“过山车”是我们熟知的娱乐设施，在体验惊险剌激的活动后，其蕴含的化学知识与机械能守恒定理有关。“过山车”模型。用小球取代“过山车”。
首先，将小球从直轨道较高处放下，使其自由滚下。现象：小球在竖直轨道上进行圆周运动并完成。
其次，将小球从直轨道较低处放下，使其自由滚下。现象：小球在竖直轨道上进行圆周运动，但不能完成。这时在还未抵达轨道最低点处之前，小球就以某一速率做斜抛，并脱离了圆轨道。
机械能守恒例文第5篇
能量守恒定理是十九世纪自然科学三大发觉之一。能量转化和守恒思想贯串整个中学教材，从前后联系来看，这节课的内容有利于中学生对功能关系的进一步认识；为今后学习能量守恒、电荷守恒等守恒定理打下基础。
教材一开始列列举动能和势能转化的两个实例，接着安排单摆小球的实验，借助中学生的好奇心，提升中学生探求新事物的兴趣，调动其学习积极性。教材以平抛运动为例很快得出机械能守恒定理。
2教学对象剖析
新课程变革强调要彻底改变中学生的学习方法，培养中学生的创新精神和实践能力。中学生通过中学机械能定性知识的学习、高中绝大部份热学知识和本章功、功率和动能定律的学习，在化学知识结构、思维的深度和认知方式策略等方面均奠定了一定的基础。但中学生对学习数学规律的思维过程和技巧的应用能力以及动手能力仍需进一步培养和增强。
3三维教学目标
（一）知识与技能：理解机械能守恒定理的内容，在具体问题中能判定机械能是否守恒；初步学会用能量转化和守恒的思想来解释化学现象，并能将所学知识应用于实际情景中，培养中学生动手能力。
（二）过程与方式：以实验为基础，通过观察演示实验，培养中学生的观察能力、分析能力和空间想像能力；在归纳机械能守恒定理的使用条件时，培养中学生独立思索的能力，剖析归纳的能力以及口头抒发能力。
（三）情感心态价值观：迸发中学生学习兴趣，培养中学生自信心以及严谨认真的科学心态。
4教法和学法
实验探究法：用"铁块碰鼻"的实验引入课题。讨论法：在推论机械能守恒定理时，让中学生自己推论、讨论。归纳法：在得出机械能守恒定理，守恒条件时用归纳法。启发式教学和讲义辅助教学。
5教学重点和难点
正确理解机械能守恒定理的内容以及定理创立的条件。从功能转化关系角度理解机械能守恒的条件；在具体问题中能判定机械能是否守恒。
6教学过程
（新课引入）师：上面我们学了机械能的知识，晓得动能和势能（重力势能、弹性势能）的总和也称机械能。不同方式的能量之间可以互相转化。
ppt展示：⒈机械能：动能、势能（重力势能和弹性势能）
Ek=12mv2Ep=mgh
师：以单摆小球为例，将小球拉至某一高度由静止释放，重力势能转化为动能，小球由最高点摆到往上摆，动能转化为重力势能。
下边我们借助这个单摆小球来做一个有趣的的实验：
（"铁块碰鼻"：请朋友上来合作，完成实验）
师：那位朋友怕铁块遇到眼睛，而且眼睛"安然无恙"，为何呢？解释这些现象要用到新的热学理论――机械能守恒，明天学习机械能守恒定理。
ppt展示：第五节机械能守恒定理
师：现实化学世界存在大量动能和势能互相转化的反例。
（讲义展示：自由落体、平抛、小球压缩弹簧的动漫）
师：请朋友们说明物体的动能和势能之间的转化。
生：物体自由下落平抛时，高度越来越小，速率越来越大。高度降低表示重力势能在降低；速率减小表示动能减小。这个过程中，重力势能转化为动能。
竖直上抛的物体，在上升过程中，速率越来越小，高度越来越大。速率降低表示动能降低；高度减小表示重力势能减小。这个过程动能转化为重力势能。
小球压缩弹簧，放开后弹簧的弹性势能转化为小球的动能。
师：这几个反例中动能和势能之间确实发生了转化，这么在动能和势能的互相转化过程中，动能和势能的总和即总的机械能怎样变化呢？
（讲义展示自由落体）
师：对自由落体的物体动量守恒机械能守恒，请朋友们在自己的练习本上分别写出动能定律的表达式及重力做功与重力势能变化之间的关系。
（讲义展示正确的表达式，指出中学生易出错的地方：重力做功等于"初位置"的重力势能除以"末位置"的重力势能）
ppt展示：mgh1-mgh2=-
师：等号右边是重力势能的降低量，等号右端是动能的降低量。该式说明哪些？
生：在上述过程中重力势能的减少量等于动能的降低量。
ppt展示：+mgh1==mgh2
师：请朋友们结合图形说明这个多项式等号两端各化学量的含意。
生：等号右边表示物体在初位置的机械能；等号右边表示物体在末位置的机械能。该式说明在上述情境中物体的机械能是守恒的。
师：朋友们对这两个表达式描述得挺好。虽然，在物体做平抛运动或沿光滑斜面下降都可以列举相同的多项式。
这么请大家思索一下，这三种情景中物体的受力情况及各个力做功情况，有什么共同点和不同点，推测在哪些条件下物体的机械能守恒？
（班主任解读后总结守恒定理的内容）
ppt展示：⒉机械能守恒定理：在只有重力做功的情形下，物体的动能和重力势能发生互相转化，但机械能的总数保持不变。
师：我们分别用Ek1和Ek2表示物体的初动能和末动能，用Ep1和Ep2表示物体的初位置与末位置的重力势能，则上式弄成：
ppt展示：Ek1+Ep1=Ek2+Ep2
是不是除重力外，其他力对物体做了功，物体的机械能就一定不守恒呢？假如竖直下落的物体除受重力外还遭到空气的阻力作用，机械能还守恒吗？
（引导中学生证明，讲义展示）
WG-Wf=-
WG=mgh1-mgh2
+mgh1=+mgh2+Wf
师：上式表明，物体在运动过程中，除重力做功外，假如还有其他力做功或其它力做功的代数和不为零，则机械能的总数要变。
ppt展示：⒊守恒条件：只有重力做功。
师：只有重力做功包括以下两种情况：
①除重力外不受其它力作用比如：自由落体和平抛
②受其它力作用，但其它力不做功.诸如：沿光滑斜面下降
师：这儿请你们注意，推论中，物体的初状态和末状态我都是任意取的，所以说，"守恒"指过程中任意时刻的机械能都是相同的。
师：上面我们都是以动能和重力势能的转化为例，研究机械能守恒。
动能和弹性势能的互相转化中，机械能总数是否守恒呢？。
（讲义展示小球压缩弹簧的动漫）
类比得到：在只有弹力做功的条件下，物体的动能与弹性势能可以相互转化，而机械能的总数保持不变.
ppt展示：守恒条件：只有重力（或弹力）做功。
师：在这个事例中，小球的动能和弹簧的弹性势能总和保持不变，因而小球和弹簧系统机械能守恒；以自由落体运动为例，因为重力势能是物体和月球互相作用造成的，因而物体和月球系统机械能守恒。所以
ppt展示：⒋机械能守恒是对系统的。
师：学习了机械能守恒定理及条件，如今请朋友们试着解释这节课开始我们做的"铁块碰鼻"的实验现象。因为空气阻力和铁块的重力相比可以忽视，这么物体遭到什么力的作用？各力做功情况？铁块的机械能守恒不呢？
生：铁块摆动过程中，遭到重力和绳子拉力的作用，但拉力不做功，铁块的机械能守恒，所以每次都摆到原先的高度，实验者的眼睛是安全的。
师：朋友解释得十分正确。除了这样，假如在铁块摆动范围的某点订一个铁钉，小球仍能上升到原先的高度。
（讲义展示订有一个铁钉后单摆小球的动漫）
（播放蹦极视频，引导中学生剖析能量的转化）
5.课堂练习：教材的"思索与讨论"和练习题。
6.小结：本节课我们学习了机械能守恒定理，重点是把握定理的内容和表达式，理解定理创立的条件，继而正确应用机械能守恒定理解题。同时要注意"守恒"指整个化学过程的任一时刻机械能都是相同的。所以，朋友们可以按照须要选择过程中的任意两个状态列机械能守恒的等式。
7课后反省