高三物理机械能源问题教案
一、教学目标
1. 掌握机械能守恒定律的内容，并能用定律分析说明有关问题。
2. 掌握机械能守恒定律的几种常见形式。
3. 通过对实际问题的分析，培养解决这类问题的能力。
二、教学重点和难点
1. 教学重点：机械能守恒定律的内容及几种常见形式。
2. 教学难点：对实际问题的分析。
三、教学过程
(一)引入新课
自然界中，物体间相互作用的方式有三种：万有引力、弹性力与非弹性力(如摩擦力)等。当物体只受重力或重力与其他力平衡而处于平衡状态时，物体机械能守恒。在只有重力做功的情况下，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，这就是机械能守恒定律。
(二)进行新课
1. 什么是机械能守恒定律
动能和势能统称为机械能。在只有重力或弹力做功的物体系统内(或者不受其他外力的作用下)，物体的动能和势能可以相互转化，但机械能的总量保持不变，这个规律叫做机械能守恒定律。
注意：
(1)机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功，其他力不做功(包括相互作用的力做功)。
(2)要特别注意，动能和重力势能之间可以相互转化，而机械能的总量保持不变。
2. 机械能守恒定律的几种常见形式
(1)小球从光滑斜面顶端自由下滑，系统机械能守恒。
(2)炮弹发射过程，系统机械能守恒。
(3)炸弹从高空自由下落，与地面发生碰撞，系统机械能不守恒。
(4)物体在拉力作用下沿着光滑的曲面上升或从光滑斜面顶端下滑，系统机械能守恒。
(5)物体在相互摩擦的作用下，在水平面上做匀速直线运动，系统机械能不守恒。
例题分析：例题1：质量为m的小球自h高处由静止释放，落地后与地面发生碰撞，碰撞时损失的能量不计。试分析小球每次与地面碰撞后反弹时的动能最大值Ekm与释放时的动能Ekm的关系。
分析：小球在空中运动的过程中受到重力作用，只有重力做功，故小球的机械能守恒。小球反弹后速度减小，所以每次反弹时的动能最大值都比前一次小。小球第一次落地反弹时的动能最大值Ekm=mgh-Wf；第二次反弹时的动能最大值Ekm=mgh-Wf-Wf'；第三次反弹时的动能最大值Ekm=mgh-Wf-Wf'-Wf''；…；由此可知Ekm随释放时动能的增大而减小。
例题2：质量为m的小球用长为L的细绳悬于O点，小球在水平拉力作用下在竖直平面内做圆周运动，当小球运动到A点时绳中的拉力为零，此时小球的速度大小为vA；当小球运动到B点时绳中的拉力最大，此时小球的速度大小为vB。求vA与vB的比值。
分析：小球在A点时绳中的拉力为零，只有重力作用；在B点时绳中的拉力最大，此时除重力作用外还有拉力的作用。由于小球在A、B两点时的速度大小未知，所以不能直接求出比值。但可求出两点的动能再求比值。由动能定理可知：$v_{A}^{2} = 2gL$；$v_{B}^{2} = 2mg(frac{L}{2})$；所以$frac{v_{A}^{2}}{v_{B}^{2}} = frac{4}{3}$。
3. 练习：课本第9页练习1、2。
4. 讲解讨论：课本第9页讨论第(3)题。讨论题中涉及到的能量问题应让学生讨论清楚。
四、小结(略)
五、布置作业(略)
六、板书设计
高三物理机械能源问题教案例题分析：例题1分析例题2分析机械能守恒定律的几种常见形式练习：练习一、二讲解讨论：讨论第(3)题注意：机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功其他力不做功包括相互作用的力做功。注意：动能和重力势能之间可以相互转化而机械能的总量保持不变。注意解题格式和规范解题过程。
高三物理机械能源问题教案
一、教学目标
1. 理解机械能守恒定律，并能用它分析、解决有关问题。
2. 掌握功能关系，会分析功能转化问题。
3. 培养解决实际问题的能力。
二、教学重点
机械能守恒定律和功能关系。
三、教学难点
功能关系的理解和应用。
四、教学过程
(一)引入
复习：动能和重力势能。
(二)新课教学
1. 讲解机械能守恒定律的内容。
例1：质量为m的物体，在距地面h高处以g/3的加速度由静止竖直下落到地面。那么，下述说法中正确的是( )
A. 物体的动能增加mgh/3
B. 物体的重力势能减少mgh
C. 物体的机械能减少mgh/3
D. 物体克服阻力做功mgh/3
分析：物体由静止竖直下落，说明物体只受重力作用，由动能定理得：$mgh - W_{f} = frac{1}{3}mgh$，所以物体的动能增加$frac{2}{3}mgh$，选项A错误；重力做功多少，物体的重力势能就减小多少，所以物体的重力势能减少$mgh$，选项B正确；除重力之外的力做功多少，物体的机械能就改变多少，所以物体的机械能增加$frac{1}{3}mgh$，选项C错误；物体下落过程中，除重力之外的力做负功，即物体克服阻力做功$frac{1}{3}mgh$，选项D正确。
小结：动能定理的应用范围很广，可求变力做功问题，也可求物体机械能的变化问题。在应用动能定理解题时，首先要弄清物理过程和各个力做功情况，然后根据动能定理列式求解。
2. 功能关系。
例2：质量为$m$的小车在水平恒力$F$的作用下沿水平面做匀加速直线运动，经时间$t$速度达到$v$，下列说法正确的是( )
A. 这段时间内小车受到的阻力大小为$frac{F}{m}$
B. 这段时间内小车受到的阻力大小为$frac{F - ma}{m}$
C. 这段时间内小车受到的阻力大小为$frac{F + ma}{m}$
D. 若水平面光滑，则小车受到的阻力为零
分析：小车在水平恒力$F$的作用下做匀加速直线运动，加速度为$a = frac{F - f}{m}$，由题意知加速度大小为$frac{v}{t}$，所以有：$f = frac{F + ma}{m}$。选项C正确。
小结：在只有重力或弹力做功的条件下，物体的动能和势能可以相互转化，但机械能的总量保持不变。这个规律叫作机械能守恒定律。如果物体受到的阻力为零，则物体在运动过程中只有重力做功，物体的机械能守恒。本题中水平面光滑是等价于阻力为零。
(三)小结
(四)布置作业
课后练习：课本第96页习题2.4第1.3题。
高三物理机械能源问题教案
一、教学目标
1. 掌握机械能守恒定律的内容及适用条件；
2. 能够根据题意分析物体的受力情况，确定系统内物体间的相互作用力；
3. 能够根据机械能守恒定律的表达式分析物体的运动规律，解决实际问题。
二、教学重点
1. 机械能守恒定律的内容及适用条件；
2. 运用机械能守恒定律解决实际问题。
三、教学难点
1. 确定系统内物体间的相互作用力；
2. 根据机械能守恒定律的表达式分析物体的运动规律。
四、教学过程
1. 引入课题：通过一些实际生活中的机械能源问题，引导学生思考如何利用机械能守恒定律来解决这些问题。
2. 讲解概念：介绍机械能守恒定律的内容及适用条件，让学生了解机械能守恒定律的基本含义。
3. 实例分析：通过例题讲解，让学生学会如何根据题意分析物体的受力情况，确定系统内物体间的相互作用力；如何根据机械能守恒定律的表达式分析物体的运动规律，从而解决实际问题。
4. 学生练习：让学生完成一些相关练习题，巩固所学知识，发现问题，及时纠正。
5. 总结回顾：总结本节课的重点和难点，回顾机械能守恒定律的内容及适用条件，以及如何运用机械能守恒定律解决实际问题。
常见问题：
1. 机械能守恒定律中的“系统”是什么？
答：机械能守恒定律中的“系统”是指相互作用的物体组成的整体。
2. 机械能守恒定律的表达式是什么？
答：机械能守恒定律的表达式为：E总=E1+E2，其中E总表示系统的总机械能，E1表示物体1的动能，E2表示物体2的势能。
3. 如何判断物体的运动是否满足机械能守恒？
答：要判断物体的运动是否满足机械能守恒，需要先根据题意分析物体的受力情况，确定系统内物体间的相互作用力；再根据机械能守恒定律的表达式分析物体的运动规律，如果满足E总不变（或E总增加），则满足机械能守恒。
例题：一个质量为m的物体，在水平外力F的作用下沿水平面做匀速直线运动，物体与水平面间的动摩擦因数为μ。试分析物体的受力情况，并判断物体的运动性质和系统机械能是否守恒。
解：物体的受力情况如上图所示。由于物体在水平外力F的作用下做匀速直线运动，所以物体所受的滑动摩擦力f=F，方向与F相反。物体还受到重力、支持力和摩擦力三个力的作用，但三个力的合力为零，所以物体的运动性质为匀速直线运动。由于物体与水平面间有滑动摩擦力作用，所以系统机械能不守恒。