機械能守恒例文第3篇
【關鍵詞】機械能;改變;外力做功
“在只有重力或彈力做功的物體系統內,動能和勢能可以互相轉化,而總的機械能保持不變”,這是機械能守恒定理的內容。機械能守恒定理的適用條件是“只有重力或彈力做功的物體系統。”由這個條件可以推理出:在系統內若還有其它力做功,但是做功不為零,那系統的機械能就不守恒。
比如“一架鏟車吊起一質量為m的重物并上升”這一化學過程,從力做功的角度看,在重物上升的過程中不僅重力做功以外鏟車對重物的拉力也做了功,所以重物的機械能不守恒。從能量轉化的角度來看,在這一過程中不僅動能與勢能的互相轉化以外,還存在其它方式能向機械能的轉化,所以物體的機械能不守恒。
再比如:一輕質彈簧一端固定在豎直的墻壁,另一端與一質量為m的物體相連,置于粗糙的水平面上,先壓縮彈簧之后釋放。彈簧與物體組成的系統在整個運動過程中,不僅彈簧的彈力做功以外還存在物體與水平面的磨擦力做功,在磨擦力做功的同時系統的一部份機械能轉化為內能,所以系統的機械能不守恒。
由此可知,在一個物體系統內,不僅重力或彈力做功以外其它力做功不為零,則系統的機械能將發生變化。這么機械能的變化與外力(不僅重力或彈力以外的力,前面都稱為“外力”)做功存在哪些關系呢?下邊我們通過推論來找尋。
一架鏟車使勁F把質量為m的物體吊起,當物體距地面高度為h1時速率為v1,當距地面高度為h2時速率為v2,求物體從h1到h2過程中拉力F做的功
解析:物體上升的過程中遭到重力和拉力,而且兩個力都做功,由動能定律得:
W-mg(h2-h1)=12MV22-12MV21
所以W=12MV22-12MV21+mg(h2-h1),
或則W=(12MV22+mgh2)-(12MV21+mgh1)
其中12MV22+mgh2為物體末狀態的機械能,12MV21+mgh1為初狀態的機械能。這個公式說明:在一個物體系統內,外力做功等于系統機械能的變化量。
通過前面的內容可以得到這樣一個推論:在一個物體系統內不僅重力或彈力以外的力做功不為零,則系統機械能不守恒,外力做功等于機械能的變化量。當外力做正功時,機械能降低,降低的機械能等于外力所做的功;當外力做負功時,機械能降低,降低的機械能等于物體克服外力所做的功。有了這個推論,在一些題目中就可以直接運用。
例1,質量為m的物體,從靜止開始以g/2的加速度豎直下落h的過程中,以下說法正確的是()
A.物體的機械能守恒。B.物體的機械能降低mgh/2
C.物體的重力勢能降低mghD.物體克服阻力做功為mgh/2
解析:由物體下落的加速度可知物體下落時遭到重力和一外力(阻力),但是這兩個力都對物體做功不為零,所以物體的機械能不守恒;阻力對物體做負功,由前面的推論可知物體的機械能降低。由牛頓第二定理可得阻力f=mg/2,所以物體克服阻力做功mgh/2,物體機械能降低mgh/2;重力做功mgh,所以重力勢能降低mgh。所以本題目答案是BCD。
例2,如圖所示,具有一定初速率的物體,沿夾角為30。的粗糙斜面向下運動的過程中,受一個恒定的沿斜面向下的拉力F的作用,這時物塊的加速度大小為4m/s2,方向沿斜面向上,這么在物塊向下運動過程中,正確的說法是()
A.物塊的機械能一定降低B.物塊的機械能一定降低
C.物塊的機械能可能不變D.物塊的機械能可能降低也可能降低
解析:本題中的物體遭到重力、斜面的支持力、摩擦力和拉力,其中不僅支持力不做功外,其它力都對物體做功,磨擦力做負功,拉力做正功。若兩個力的功的代數和為零,則物體的機械能不變,若不為零物體的機械能就發生變化。所以這個題目轉化為比較磨擦力和拉力的大小。對物體由牛頓第二定理可得
。+f-F=ma
所以F=。+f-ma由已知條件可得拉力小于磨擦力,所以拉力與磨擦力的合力做正功,物體的機械能降低,答案是A。
這些題目在熱學中常常出現,雖然在靜電場中也時有出現,比如:(例3)一質量為m的帶電小球,在豎直方向的勻強電場中以速率v0水平拋出,小球的加速度大小為2g/3,則小球在下落高度h過程中()
A.動能降低了2mgh/3B.電勢能降低了mgh/3
C.重力勢能降低了2mgh/3D.機械能降低了mgh/3
機械能守恒例文第4篇
應用，希望可以幫助讀者更好的理解機械能守恒定理。
【關鍵字】機械能機械能守恒機械能守恒應用
在日常生活中，我們所學習的機械能守恒定理無處不在，例如我們坐過過山車、玩過蕩吊床等，在體驗驚險剌激的活動后，想想是按照哪些理論制造的。通過學習了機械能守恒定理就能讓我們愈發了解生活中蘊含的化學知識在生活中的力量。通過機械能守恒定理的規律和生活中的應拿來剖析機械守恒在生活中的魅力。
一、機械能守恒定理內容
1.機械能守恒定理的內容可以從兩方面描述。（1）當只有重力做功的情況下，物體的動能和重力勢能之間發生互相轉化，機械能的總數保持不變。（2）在沒有磨擦和介質阻力的情況下，物體只發生動能和重力勢能之間的互相轉化，機械能的總數保持不變。
2.機械能守恒定理的研究對象。（1）機械能守恒定理是重力勢能與動能之間的平衡，由于月球的地心引力，自由落體的小鐵塊在不受其他力的情況下，垂直下落，其所遭到的就是月球地心引力，小鐵塊遭到重力勢能是與月球共有的，小球的動能速率V是相對于地面的速率。（2）在除月球外，研究物體判定機械能守恒可以依據物體是否只受重力，倘若是對多個物體進行組合研究，判定其機械能守恒要判定物體間是否有磨擦或則介質阻力。（3）只受重力與只有重力做功是不同的，在物體受力中動量守恒機械能守恒，不僅遭到重力還有其他的力作用，可忽視不計，只是覺得只有重力在做功。
3.機械能守恒條件。在滿足可以忽視掉物體間的磨擦力與介質阻力的守恒條件下，物體發生的只有動能與勢能之間的互相轉化，轉化過程中，總能量無耗損，保持不變，這就是機械能守恒的條件。
二、生活中的機械能守恒實例剖析
如：“過山車”是我們熟知的娛樂設施，在體驗驚險剌激的活動后，其蘊含的化學知識與機械能守恒定理有關?！斑^山車”模型。用小球取代“過山車”。
首先，將小球從直軌道較高處放下，使其自由滾下。現象：小球在豎直軌道上進行圓周運動并完成。
其次，將小球從直軌道較低處放下，使其自由滾下?，F象：小球在豎直軌道上進行圓周運動，但不能完成。這時在還未抵達軌道最低點處之前，小球就以某一速率做斜拋，并脫離了圓軌道。
機械能守恒例文第5篇
能量守恒定理是十九世紀自然科學三大發覺之一。能量轉化和守恒思想貫串整個中學教材，從前后聯系來看，這節課的內容有利于中學生對功能關系的進一步認識；為今后學習能量守恒、電荷守恒等守恒定理打下基礎。
教材一開始列列舉動能和勢能轉化的兩個實例，接著安排單擺小球的實驗，借助中學生的好奇心，提升中學生探求新事物的興趣，調動其學習積極性。教材以平拋運動為例很快得出機械能守恒定理。
2教學對象剖析
新課程變革強調要徹底改變中學生的學習方法，培養中學生的創新精神和實踐能力。中學生通過中學機械能定性知識的學習、高中絕大部份熱學知識和本章功、功率和動能定律的學習，在化學知識結構、思維的深度和認知方式策略等方面均奠定了一定的基礎。但中學生對學習數學規律的思維過程和技巧的應用能力以及動手能力仍需進一步培養和增強。
3三維教學目標
（一）知識與技能：理解機械能守恒定理的內容，在具體問題中能判定機械能是否守恒；初步學會用能量轉化和守恒的思想來解釋化學現象，并能將所學知識應用于實際情景中，培養中學生動手能力。
（二）過程與方式：以實驗為基礎，通過觀察演示實驗，培養中學生的觀察能力、分析能力和空間想像能力；在歸納機械能守恒定理的使用條件時，培養中學生獨立思索的能力，剖析歸納的能力以及口頭抒發能力。
（三）情感心態價值觀：迸發中學生學習興趣，培養中學生自信心以及嚴謹認真的科學心態。
4教法和學法
實驗探究法：用"鐵塊碰鼻"的實驗引入課題。討論法：在推論機械能守恒定理時，讓中學生自己推論、討論。歸納法：在得出機械能守恒定理，守恒條件時用歸納法。啟發式教學和講義輔助教學。
5教學重點和難點
正確理解機械能守恒定理的內容以及定理創立的條件。從功能轉化關系角度理解機械能守恒的條件；在具體問題中能判定機械能是否守恒。
6教學過程
（新課引入）師：上面我們學了機械能的知識，曉得動能和勢能（重力勢能、彈性勢能）的總和也稱機械能。不同方式的能量之間可以互相轉化。
ppt展示：⒈機械能：動能、勢能（重力勢能和彈性勢能）
Ek=12mv2Ep=mgh
師：以單擺小球為例，將小球拉至某一高度由靜止釋放，重力勢能轉化為動能，小球由最高點擺到往上擺，動能轉化為重力勢能。
下邊我們借助這個單擺小球來做一個有趣的的實驗：
（"鐵塊碰鼻"：請朋友上來合作，完成實驗）
師：那位朋友怕鐵塊遇到眼睛，而且眼睛"安然無恙"，為何呢？解釋這些現象要用到新的熱學理論――機械能守恒，明天學習機械能守恒定理。
ppt展示：第五節機械能守恒定理
師：現實化學世界存在大量動能和勢能互相轉化的反例。
（講義展示：自由落體、平拋、小球壓縮彈簧的動漫）
師：請朋友們說明物體的動能和勢能之間的轉化。
生：物體自由下落平拋時，高度越來越小，速率越來越大。高度降低表示重力勢能在降低；速率減小表示動能減小。這個過程中，重力勢能轉化為動能。
豎直上拋的物體，在上升過程中，速率越來越小，高度越來越大。速率降低表示動能降低；高度減小表示重力勢能減小。這個過程動能轉化為重力勢能。
小球壓縮彈簧，放開后彈簧的彈性勢能轉化為小球的動能。
師：這幾個反例中動能和勢能之間確實發生了轉化，這么在動能和勢能的互相轉化過程中，動能和勢能的總和即總的機械能怎樣變化呢？
（講義展示自由落體）
師：對自由落體的物體動量守恒機械能守恒，請朋友們在自己的練習本上分別寫出動能定律的表達式及重力做功與重力勢能變化之間的關系。
（講義展示正確的表達式，指出中學生易出錯的地方：重力做功等于"初位置"的重力勢能除以"末位置"的重力勢能）
ppt展示：mgh1-mgh2=-
師：等號右邊是重力勢能的降低量，等號右端是動能的降低量。該式說明哪些？
生：在上述過程中重力勢能的減少量等于動能的降低量。
ppt展示：+mgh1==mgh2
師：請朋友們結合圖形說明這個多項式等號兩端各化學量的含意。
生：等號右邊表示物體在初位置的機械能；等號右邊表示物體在末位置的機械能。該式說明在上述情境中物體的機械能是守恒的。
師：朋友們對這兩個表達式描述得挺好。雖然，在物體做平拋運動或沿光滑斜面下降都可以列舉相同的多項式。
這么請大家思索一下，這三種情景中物體的受力情況及各個力做功情況，有什么共同點和不同點，推測在哪些條件下物體的機械能守恒？
（班主任解讀后總結守恒定理的內容）
ppt展示：⒉機械能守恒定理：在只有重力做功的情形下，物體的動能和重力勢能發生互相轉化，但機械能的總數保持不變。
師：我們分別用Ek1和Ek2表示物體的初動能和末動能，用Ep1和Ep2表示物體的初位置與末位置的重力勢能，則上式弄成：
ppt展示：Ek1+Ep1=Ek2+Ep2
是不是除重力外，其他力對物體做了功，物體的機械能就一定不守恒呢？假如豎直下落的物體除受重力外還遭到空氣的阻力作用，機械能還守恒嗎？
（引導中學生證明，講義展示）
WG-Wf=-
WG=mgh1-mgh2
+mgh1=+mgh2+Wf
師：上式表明，物體在運動過程中，除重力做功外，假如還有其他力做功或其它力做功的代數和不為零，則機械能的總數要變。
ppt展示：⒊守恒條件：只有重力做功。
師：只有重力做功包括以下兩種情況：
①除重力外不受其它力作用比如：自由落體和平拋
②受其它力作用，但其它力不做功.諸如：沿光滑斜面下降
師：這兒請你們注意，推論中，物體的初狀態和末狀態我都是任意取的，所以說，"守恒"指過程中任意時刻的機械能都是相同的。
師：上面我們都是以動能和重力勢能的轉化為例，研究機械能守恒。
動能和彈性勢能的互相轉化中，機械能總數是否守恒呢？。
（講義展示小球壓縮彈簧的動漫）
類比得到：在只有彈力做功的條件下，物體的動能與彈性勢能可以相互轉化，而機械能的總數保持不變.
ppt展示：守恒條件：只有重力（或彈力）做功。
師：在這個事例中，小球的動能和彈簧的彈性勢能總和保持不變，因而小球和彈簧系統機械能守恒；以自由落體運動為例，因為重力勢能是物體和月球互相作用造成的，因而物體和月球系統機械能守恒。所以
ppt展示：⒋機械能守恒是對系統的。
師：學習了機械能守恒定理及條件，如今請朋友們試著解釋這節課開始我們做的"鐵塊碰鼻"的實驗現象。因為空氣阻力和鐵塊的重力相比可以忽視，這么物體遭到什么力的作用？各力做功情況？鐵塊的機械能守恒不呢？
生：鐵塊擺動過程中，遭到重力和繩子拉力的作用，但拉力不做功，鐵塊的機械能守恒，所以每次都擺到原先的高度，實驗者的眼睛是安全的。
師：朋友解釋得十分正確。除了這樣，假如在鐵塊擺動范圍的某點訂一個鐵釘，小球仍能上升到原先的高度。
（講義展示訂有一個鐵釘后單擺小球的動漫）
（播放蹦極視頻，引導中學生剖析能量的轉化）
5.課堂練習：教材的"思索與討論"和練習題。
6.小結：本節課我們學習了機械能守恒定理，重點是把握定理的內容和表達式，理解定理創立的條件，繼而正確應用機械能守恒定理解題。同時要注意"守恒"指整個化學過程的任一時刻機械能都是相同的。所以，朋友們可以按照須要選擇過程中的任意兩個狀態列機械能守恒的等式。
7課后反省