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時(shí)間：2022-07-03 22:55:18
序論：好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇機(jī)械能守恒定律范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。
1.知道什么是機(jī)械能，知道物體的動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化;
2.會正確推導(dǎo)物體在光滑曲面上運(yùn)動過程中的機(jī)械能守恒，理解機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容，知道它的含義和適用條件;
3.在具體問題中，能判定機(jī)械能是否守恒，并能列出機(jī)械能守恒的方程式。
二、過程與方法
1.學(xué)會在具體的問題中判定物體的機(jī)械能是否守恒;
2.初步學(xué)會從能量轉(zhuǎn)化和守恒的觀點(diǎn)來解釋物理現(xiàn)象，分析問題。
三、情感、態(tài)度與價(jià)值觀
通過能量守恒的教學(xué)，使學(xué)生樹立科學(xué)觀點(diǎn)，理解和運(yùn)用自然規(guī)律，并用來解決實(shí)際問題。
【教學(xué)重點(diǎn)】
1.掌握機(jī)械能守恒定律的推導(dǎo)、建立過程，理解機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容;
2.在具體的問題中能判定機(jī)械能是否守恒，并能列出定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式。
【教學(xué)難點(diǎn)】
1.從能的轉(zhuǎn)化和功能關(guān)系出發(fā)理解機(jī)械能守恒的條件;
2.能正確判斷研究對象在所經(jīng)歷的過程中機(jī)械能是否守恒，能正確分析物體系統(tǒng)所具有的機(jī)械能，尤其是分析、判斷物體所具有的重力勢能。
【教學(xué)方法】
演繹推導(dǎo)法、分析歸納法、交流討論法。
【教具】
細(xì)線、小球、帶標(biāo)尺的鐵架臺。
【教學(xué)過程】
一、引入新課
教師活動：我們已學(xué)習(xí)了重力勢能、彈性勢能、動能。這些不同形式的能是可以相互轉(zhuǎn)化的，那么在相互轉(zhuǎn)化的過程中，他們的總量是否發(fā)生變化?這節(jié)課我們就來探究這方面的問題。
二、進(jìn)行新課
1.動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化
演示實(shí)驗(yàn)：如圖所示，用細(xì)線、小球、帶有標(biāo)尺的鐵架臺等做實(shí)驗(yàn)。
把一個小球用細(xì)線懸掛起來，把小球拉到一定高度的
點(diǎn)，然后放開，小球在擺動過程中，重力勢能和動能相互轉(zhuǎn)化。我們看到，小球可以擺到跟
點(diǎn)等高的
點(diǎn)，如圖甲。
如果用尺子在某一點(diǎn)擋住細(xì)線，小球雖然不能擺到
點(diǎn)，但擺到另一側(cè)時(shí)，也能達(dá)到跟
點(diǎn)相同的高度，如圖乙。
問題：這個小實(shí)驗(yàn)中，小球的受力情況如何?各個力的做功情況如何?這個小實(shí)驗(yàn)說明了什么?
學(xué)生：觀察演示實(shí)驗(yàn)，思考問題，選出代表發(fā)表見解。
小球在擺動過程中受重力和繩的拉力作用。拉力和速度方向總垂直，對小球不做功;只有重力對小球能做功。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：小球在擺動過程中重力勢能和動能在不斷轉(zhuǎn)化。在擺動過程中，小球總能回到原來的高度。可見，重力勢能和動能的總和，即機(jī)械能應(yīng)該保持不變。
教師：通過上述分析，我們得到動能和勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化，那么在動能和勢能的轉(zhuǎn)化過程中，動能和勢能的和是否真的保持不變?下面我們就來定量討論這個問題。
2.機(jī)械能守恒定律
物體沿光滑曲面滑下，只有重力對物體做功。用我們學(xué)過的動能定理以及重力的功和重力勢能的關(guān)系，推導(dǎo)出物體在
處的機(jī)械能和
處的機(jī)械能相等。
教師：為學(xué)生創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識獨(dú)立推導(dǎo)出機(jī)械能守恒定律。讓學(xué)生親歷知識的獲得過程。
學(xué)生：獨(dú)立推導(dǎo)。
教師：巡視指導(dǎo)，及時(shí)解決學(xué)生可能遇到的困難。
推導(dǎo)的結(jié)果為：，
即
。
可見：在只有重力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能和重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變。
同樣可以證明：在只有彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能和彈性勢能可以相互轉(zhuǎn)化，總的機(jī)械能也保持不變。
結(jié)論：在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能和彈性勢能可以相互轉(zhuǎn)化，總的機(jī)械能也保持不變。這就是機(jī)械能守恒定律。
3.例題與練習(xí)
例題：把一個小球用細(xì)線懸掛起來，就成為一個擺，如圖，擺長為
，最大擺角為
，小球運(yùn)動到最低位置時(shí)的速度是多大?
學(xué)生：學(xué)生在實(shí)物投影儀上講解自己的解答，并相互討論;
教師：幫助學(xué)生總結(jié)用機(jī)械能守恒定律解題的要點(diǎn)、步驟，體會應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題的優(yōu)越性。
總結(jié)：
1.機(jī)械能守恒定律不涉及運(yùn)動過程中的加速度和時(shí)間，用它來處理問題要比牛頓定律方便;
2.用機(jī)械能守恒定律解題，必須明確初末狀態(tài)機(jī)械能，要分析機(jī)械能守恒的條件。
練習(xí)一：如圖所示，下列四個選項(xiàng)的圖中，木塊均在固定的斜面上運(yùn)動，其中圖A、B、C中的斜面是光滑的，圖D中的斜面是粗糙的，圖A、B中的
為木塊所受的外力，方向如圖中箭頭所示，圖A、B、D中的木塊向下運(yùn)動，圖C中的木塊向上運(yùn)動。在這四個圖所示的運(yùn)動過程中機(jī)械能守恒的是()
解析：機(jī)械能守恒的條件是：物體只受重力或彈力的作用，或者還受其它力作用，但其它力不做功，那么在動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化過程中，物體的機(jī)械能守恒。依照此條件分析，ABD三項(xiàng)均錯。答案：C。
練：長為L的均勻鏈條，放在光滑的水平桌面上，且使其長度的1/4垂在桌邊，如圖所示，松手后鏈條從靜止開始沿桌邊下滑，則鏈條滑至剛剛離開桌邊時(shí)的速度大小為多大?
解析：鏈條下滑時(shí)，因桌面光滑，沒有摩擦力做功。整根鏈條總的機(jī)械能守恒，可用機(jī)械能守恒定律求解。設(shè)整根鏈條質(zhì)量為
，則單位長度質(zhì)量(質(zhì)量線密度)為
，設(shè)桌面重力勢能為零，由機(jī)械能守恒定律得：
解得
4.課下作業(yè)：完成25“問題與練習(xí)”中4.5題。
5.教學(xué)體會
機(jī)械能守恒定律是能量守恒定律的一個特例，要使學(xué)生對定律的得出、含義、適用條件有一個明確的認(rèn)識，這是能夠用該定律解決力學(xué)問題的基礎(chǔ)。
本節(jié)知識點(diǎn)包括：機(jī)械能守恒定律的推導(dǎo);機(jī)械能守恒定律的含義和適用條件。
1、驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律一般采用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器算加速度的方法。
2、在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)(或者不受其他外力的作用下），物體系統(tǒng)的動能和勢能（包括重力勢能和彈性勢能）發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總能量保持不變。這個規(guī)律叫做機(jī)械能守恒定律。
3、機(jī)械能守恒條件是：只有系統(tǒng)內(nèi)的彈力或重力所做的功?！炯春雎阅Σ亮υ斐傻哪芰繐p失,所以機(jī)械能守恒也是一種理想化的物理模型】,而且是系統(tǒng)內(nèi)機(jī)械能守恒。一般做題的時(shí)候好多是機(jī)械能不守恒的，但是可以用能量守恒，比如說把丟失的能量給補(bǔ)回來。
（來源：文章屋網(wǎng) ）
1、在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)(或者不受其他外力的作用下），物體系統(tǒng)的動能和勢能（包括重力勢能和彈性勢能）發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總能量保持不變。這個規(guī)律叫做機(jī)械能守恒定律。
2、機(jī)械能守恒定律：在只有重力或系統(tǒng)內(nèi)彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，物體的動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能保持不變。
（來源：文章屋網(wǎng) ）
機(jī)械能守恒定律教學(xué)內(nèi)容的重要性
機(jī)械能守恒定律是高中物理力學(xué)中的重要定律之一，是在學(xué)生初步了解動能和勢能后所提出的，在高中階段的物理學(xué)習(xí)中占有重要地位，在整個高中力學(xué)中起著承前啟后的作用。且在力學(xué)相關(guān)問題的解題過程中，相較于牛頓定律，運(yùn)用機(jī)械能守恒定律更加簡單便捷。但機(jī)械能守恒定律相關(guān)概念和規(guī)律具有抽象性強(qiáng)，難于理解的特點(diǎn)，要達(dá)到讓學(xué)生靈活運(yùn)用機(jī)械能守恒定律的教學(xué)目標(biāo)，可謂是難上加難。因此，在機(jī)械能守恒定律的教學(xué)過程中，教師往往由淺入深，逐步深化，使學(xué)生牢牢掌握定律相關(guān)內(nèi)容及其應(yīng)用條件。
械能守恒定律的教學(xué)思路
課程目標(biāo)。教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計(jì)是教師備課過程中必不可少的環(huán)節(jié)，教師應(yīng)從知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀三個維度來設(shè)立具體的教學(xué)目標(biāo)。例如：知識與技能目標(biāo)可以設(shè)立為：理解動能與重力勢能及彈性勢能的相互轉(zhuǎn)化規(guī)律 ；理解并掌握機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式。過程與方法目標(biāo)可以設(shè)立為：理解機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用條件。情感態(tài)度與價(jià)值觀方面的目標(biāo)可以設(shè)立為： 鍛煉并培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、學(xué)以致用的思想。以此更加全面的使學(xué)生了解本堂課的任務(wù)與目標(biāo)，同時(shí)提高教師教學(xué)的針對性。
課前準(zhǔn)備。教師的課前準(zhǔn)備工作包括教學(xué)方案的設(shè)計(jì)、教學(xué)課件和導(dǎo)學(xué)案的制作等。在課件的制作方面，應(yīng)緊貼教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)過程，達(dá)到板書與課件的完美配合，在課件中展示部分難以用語言表達(dá)清楚的圖片或視頻等，提高課堂的趣味性與高效性。在導(dǎo)學(xué)案制作方面，應(yīng)做到具體但又不失精煉，突出重難點(diǎn)。
2.3教學(xué)過程
因機(jī)械能守恒定律在力學(xué)中起著承前啟后的作用，因此，在課程開始時(shí)，應(yīng)帶領(lǐng)學(xué)生回顧之前所學(xué)的動能、勢能和機(jī)械能相關(guān)知識。結(jié)合課件展示生活中較為常見的動能與勢能轉(zhuǎn)化的例子，例如游樂園中過山車的精彩片斷，擺鐘等等，以此引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并引出本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容。在學(xué)生觀看過山車視頻時(shí)，教師可適時(shí)的引導(dǎo)學(xué)生分析其中動能和勢能的轉(zhuǎn)化關(guān)系，然后讓學(xué)生自主分析擺鐘的動能勢能轉(zhuǎn)化關(guān)系。在同學(xué)闡述，教師總結(jié)過后，可以進(jìn)入具體的教學(xué)內(nèi)容：分別探討動能和重力勢能、動能和彈性勢能的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系。
首先，動能和重力勢能的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系。教師提出問題：物體進(jìn)行自由落體運(yùn)動，在此運(yùn)動過程中，物體的動能和重力勢能之和是否始終不變？以此，引導(dǎo)學(xué)生展開自主合作探究活動。題目設(shè)置如下：設(shè)圓球在下落過程中經(jīng)過高度分別為h1和h2的A、B任意兩點(diǎn)，小球再此兩點(diǎn)的速度分別為v1和v2 .如圖1所示，請分析小球在A、B兩點(diǎn)的機(jī)械能之間的數(shù)量關(guān)系。
A點(diǎn)到B點(diǎn)，由動能定理可以得到表達(dá)式：WG=Ek2一Ekl，由重力做功和重力勢能變化關(guān)系可以得到表達(dá)式：WG=Epl一Ep2，由此兩式綜合可得Ek2一Ekl=Epl一Ep2，移項(xiàng)整理后即可得E2=E1，由此便可的出結(jié)論：只有重力做功時(shí)，動能和勢能之和保持不變。
其次，動能和彈性勢能的相互轉(zhuǎn)化。教師可提出問題：光滑水平面上放置一水平彈簧，彈簧頂端固定一光滑小球（如圖2），在振動過程中，小球和彈簧整體的動能和彈性勢能的變化是否具有類似規(guī)律？由此引導(dǎo)學(xué)生自主探究分析，最終得出結(jié)論，在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變。
最后，強(qiáng)調(diào)機(jī)械能守恒定律的條件。通過課件展示定律內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生自主總結(jié)守恒條件。一、只受重力（彈力），不受其他力的情況，如自由落體的物體。二、除重力 （彈力 ）以外還有其他力，但其他力都不做功的情況，例如圖2所示運(yùn)動。
在講述完成后，結(jié)合習(xí)題幫助學(xué)生鞏固所學(xué)內(nèi)容。
2 學(xué)生分析
學(xué)生在初中已經(jīng)了解動能和勢能的概念，動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化。通過本章前面幾節(jié)的學(xué)習(xí)，學(xué)生加深對動能和勢能的概念理解，知道重力做功與重力勢能的關(guān)系，并會運(yùn)用動能定理解決簡單的問題。但中職學(xué)生物理水平普遍不高，學(xué)習(xí)物理的能力不強(qiáng)，本設(shè)計(jì)力圖通過生活實(shí)例和物理實(shí)驗(yàn)，展示相關(guān)情景，激發(fā)學(xué)生的求知欲，引出對機(jī)械能守恒定律的探究，體現(xiàn)從“生活走向物理”的理念，通過建立物理模型，由淺入深進(jìn)行探究，讓學(xué)生領(lǐng)會科學(xué)的研究方法，并通過規(guī)律應(yīng)用鞏固知識，體會物理規(guī)律對生活實(shí)踐的作用。
3 教學(xué)目標(biāo)
3.1 知識與技能
1）通過演示實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生知道物體的動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化。2）通過對物體做自由落體的例子分析、推導(dǎo)，得出物體做自由落體的機(jī)械能守恒；并理解機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容，知道它的含義和適用條件。3）在具體問題中，能判定機(jī)械能是否守恒，并能列出機(jī)械能守恒的方程式。
3.2 過程與方法
1）通過學(xué)習(xí)機(jī)械能守恒定律的推導(dǎo)過程，學(xué)會研究物理的科學(xué)方法。2）通過對機(jī)械能守恒定律的理解，學(xué)會在具體的問題中判定物體的機(jī)械能是否守恒；學(xué)會運(yùn)用能量轉(zhuǎn)化和守恒來解釋物理現(xiàn)象及分析問題的方法。
3.3 情感、態(tài)度與價(jià)值觀
1）通過實(shí)驗(yàn)及物理現(xiàn)象增加學(xué)生對物理知識規(guī)律的求知熱情；2）通過能量守恒的教學(xué)，使學(xué)生樹立科學(xué)觀點(diǎn)，理解和運(yùn)用自然規(guī)律，并用來解決實(shí)際問題。
4 教學(xué)重點(diǎn)
1）掌握機(jī)械能守恒定律的推導(dǎo)、建立過程，理解機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容；2）在具體的問題中能判定機(jī)械能是否守恒，并能列出定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式。
5 教學(xué)難點(diǎn)
1）從能的轉(zhuǎn)化和功能關(guān)系出發(fā)理解機(jī)械能守恒的條件；2）能正確判斷研究對象在所經(jīng)歷的過程中機(jī)械能是否守恒，能正確分析物體所具有的機(jī)械能，尤其是分析、判斷物體所具有的重力勢能。
6 教學(xué)方法
演繹推導(dǎo)法、分析歸納法、討論法。
7 教具
滾擺（或溜溜球）、鐵球、圓形軌道（過山車模型）、細(xì)線、鋼球、投影片、彈簧振子。
8 教學(xué)過程
8.1 復(fù)習(xí)提問，導(dǎo)入新課
1）教師提問。本章我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了哪幾種形式的能？動能定理的內(nèi)容和表達(dá)式是什么？物體重力做的功與重力勢能的變化之間有什么關(guān)系？
2）學(xué)生回答。本章我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了動能、重力勢能、彈性勢能。動能定理的內(nèi)容：合力對物體所做的功，等于物體動能的改變量。表達(dá)式：W合=EK1-EK2。物體重力做的功與重力勢能的變化之間的關(guān)系：物體重力做的功等于重力勢能的減少量。
3）教師總結(jié)。動能定理中物體動能的改變量是物體的末動能減去初動能，定理的表達(dá)式：W合=EK1-EK2。物體重力做的功與重力勢能的變化之間的關(guān)系中的重力勢能的減少量是初位置的重力勢能減去末位置的重力勢能，關(guān)系表達(dá)式：WG=EP1-EP2。動能、重力勢能、彈性勢能統(tǒng)稱為機(jī)械能，本節(jié)課我們就來研究有關(guān)機(jī)械能的問題。提出課題：機(jī)械能守恒定律。
8.2 進(jìn)行新課
1）舉例分析機(jī)械能之間的相互轉(zhuǎn)化。
演示實(shí)驗(yàn)1：滾擺
演示實(shí)驗(yàn)2：過山車模型（鐵球從圓形軌道某一高度滾下）
引導(dǎo)學(xué)生分析得出：通過重力做功，物體的動能和重力勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化。
展示圖片“撐桿跳高”“拉弓射箭”，引導(dǎo)學(xué)生分析得出：通過彈力做功，物體的動能和彈力勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化。
總結(jié)結(jié)論：機(jī)械能之間可以相互轉(zhuǎn)化。
2）探尋機(jī)械能之間相互轉(zhuǎn)化所遵循的規(guī)律。
①定性分析。
演示實(shí)驗(yàn)3：鋼球用細(xì)繩懸起，請一學(xué)生靠近，將鋼球偏至他鼻子處釋放，鋼球擺回時(shí)，觀察該生反應(yīng)。（調(diào)節(jié)課堂氣氛，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。）釋放鋼球后，鋼球來回?cái)[動，擺回到該生鼻子處返回，不會碰到鼻子。
演示實(shí)驗(yàn)4：將小鋼球用細(xì)線懸掛一端固定在黑板上部，把小球拉到一定高度的A點(diǎn)，然后放開，讓小球在同一平面內(nèi)擺動。觀察到小球可以擺到跟A點(diǎn)等高的C點(diǎn)，如圖1甲。再用一釘子固定在小黑板上某點(diǎn)擋住細(xì)線，再觀察，發(fā)現(xiàn)小球雖然不能擺到C點(diǎn)，但擺到另一側(cè)時(shí)，也能達(dá)到跟A點(diǎn)相同的高度，仍等高，如圖1乙。
問題1：這個小實(shí)驗(yàn)中，小球的受力情況如何？各個力的做功情況如何？能量轉(zhuǎn)化情況？問題2：小球擺動過程中總能回到原來高度，好像“記得”自己原來的高度，說明在擺動過程中有一個物理量是保持不變的，是什么呢？
學(xué)生觀察演示實(shí)驗(yàn)，思考問題，發(fā)表見解：“小球受重力和繩的拉力，繩的拉力不做功，只有重力做功。下降時(shí)，重力做正功，重力勢能減少，動能增加；上升時(shí)，重力做負(fù)功，重力勢能增加，動能減少。小球擺動過程中總能回到原來高度，說明重力勢能與動能的總和保持不變，也就是機(jī)械能保持不變?！?/p>
②定量分析推導(dǎo)。提出研究方法：在探究物理規(guī)律時(shí)，應(yīng)該是由簡單到復(fù)雜，逐步深入，先對簡單的物理現(xiàn)象進(jìn)行探究，然后加以推廣深化。在動能與勢能轉(zhuǎn)化的情景中，自由落體（只受重力）應(yīng)該是比較簡單的。
投影片如圖2所示，質(zhì)量為m的物體自由下落過程中，經(jīng)過位置1時(shí)，高度h1，速度v1；下落至位置2時(shí)，高度h 2，速度v2。引導(dǎo)學(xué)生思考分析：若不計(jì)空氣阻力，分析物體由h1下落到h2過程中機(jī)械能的變化。
分析：質(zhì)量為m的物體自由下落過程中，只有重力做功，根據(jù)動能定理，有WG=mv22-mv12。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WG=mgh1-mgh2。由以上兩式可以得到mv22-mv12=mgh1-mgh2①。移項(xiàng)得mgh1+mv12=mgh2+mv22②，即EP1+EK1=EP2+EK2，E1=E2。引導(dǎo)學(xué)生討論式①的含義是什么？式②的含義又是什么？
在表達(dá)式①中，左邊是物體動能的增加量，右邊是物體重力勢能減少量，該表達(dá)式說明：物體在下落過程中，重力做了多少正功，物體的重力勢能就減小多少，同時(shí)物體的動能就增加多少。在表達(dá)式②中，左邊是物體在初位置時(shí)的機(jī)械能，右邊是物體在末位置時(shí)的機(jī)械能，該式表示：動能和勢能之和不變即總的機(jī)械能守恒。
3）分析機(jī)械能守恒的條件。舉例分析：物體沿光滑斜面下滑，上述結(jié)論是否成立；物體沿光滑曲面下滑，上述結(jié)論是否成立。由學(xué)生推導(dǎo)、分析：物體沿光滑斜面或光滑曲面下滑時(shí)，受重力和支持力作用，支持不做功，只有重力做功，由動能定理和重力做功，同樣得出動能和勢能之和即總的機(jī)械能保持不變。
演示實(shí)驗(yàn)5：彈簧振子（水平方向）來回振動。引導(dǎo)學(xué)生分析得出：在只有彈力做功的情形下，系統(tǒng)的動能和彈力勢能可以相互轉(zhuǎn)化，總的機(jī)械能也保持不變。
演示實(shí)驗(yàn)6：豎直彈簧振子的振動。引導(dǎo)學(xué)生分析得出：只有重力和彈力做功的情形下，系統(tǒng)的動能和重力勢能、彈力勢能相互轉(zhuǎn)化，總的機(jī)械能也保持不變。
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4）歸納結(jié)論。在只有重力和彈力做功的情況下，物體（系統(tǒng)）的動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化，物體機(jī)械能總量保持不變。這個結(jié)論叫做機(jī)械能守恒定律。
8.3 鞏固拓寬
【投影片】
1.分析下列情況下機(jī)械能是否守恒
A.跳傘運(yùn)動員從空中勻速下降的過程
B.重物被起重機(jī)勻速吊起的過程
C.物體做平拋運(yùn)動的過程
D.物體沿光滑圓弧面下滑
【分析】機(jī)械能守恒的條件：物體只受重力或彈力的作用，或者還受其他力作用，但其他力不做功，那么在動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化過程中，物體的機(jī)械能守恒。依照此條件分析，AB項(xiàng)均錯。答案：CD。
2.某人站在h1=10 m高的陽臺上，以v1=10 m/s的速度隨意拋出一個小球，如果不計(jì)空氣阻力，求小球落地時(shí)速度的大小。
【分析與解答】小球被隨意拋出，可能上拋、斜拋或斜下拋，方向不定，用牛頓第二定律難以求解落地時(shí)的速度大小。本題用機(jī)械能守恒定律來解。
小球在空中飛行過程中，只有重力做功，機(jī)械能守恒。取地面為零勢能面，小球被拋時(shí)，重力勢能mgh1，動能mv12；小球落地時(shí)，重力勢能mgh2=0，動能mv22。根據(jù)機(jī)械能守恒定律，mgh1+mv12=mgh2+mv22，得mgh1+mv12=mv22，所以v22=2gh1+v12=2×9.8×10+102，v2≈17.2 m/s。
引導(dǎo)學(xué)生分析總結(jié)此題的解題要點(diǎn)、步驟。機(jī)械能守恒定律不涉及運(yùn)動過程中的加速度、時(shí)間及速度方向，用它處理問題要比牛頓定律方便。運(yùn)用機(jī)械能守恒定律解題的基本步驟：1）審題，明確研究對象；2）對研究對象進(jìn)行受力分析，并分析各力做功情況，判斷是否符合機(jī)械能守恒條件；3）（符合）選取零勢能面，找出物體初、末兩狀態(tài)的動能和勢能；4）根據(jù)機(jī)械能守恒定律列等式，求解。
8.4 總結(jié)（略）
8.5 作業(yè)布置
1）課本P131知識研讀；2）課本P132思考與練習(xí)“1.2”。
8.6 板書設(shè)計(jì)
5.5 機(jī)械能守恒定律
1、機(jī)械能
定義：動能、重力勢能、彈性勢能統(tǒng)稱為機(jī)械能
總的機(jī)械能：E=EK+EP
2、機(jī)械能之間可以相互轉(zhuǎn)化
3、機(jī)械能守恒定律
1）內(nèi)容：在只有重力做功的情形下，物體的動能和重力勢能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變。2）數(shù)學(xué)表達(dá)式：mgh1+mv12=mgh2+mv22或EP1+EK1=EP2+EK2。
4、機(jī)械能守恒條件
1）物體只受重力或彈力的作用；2）物體除受重力或彈力的作用外，還受其他力，其他力不做功或所做功的代數(shù)和為零。
在所研究的過程中，任選兩個不同的狀態(tài)，研究對象的機(jī)械能必定相等，即E2=E1。通常我們關(guān)心的是一個過程的首、末兩狀態(tài)，此式也可理解成首、末兩狀態(tài)機(jī)械能相等，但應(yīng)注意的是，首、末兩狀態(tài)機(jī)械能相等，不能保證研究對象在所研究過程中機(jī)械能一定守恒，只有在過程中任選一個狀態(tài)，其機(jī)械能都保持恒定值時(shí)，研究對象的機(jī)械能才是守恒的。
例1. 質(zhì)量為m的物體沿光滑的軌道滑下，軌道的形狀如圖1所示，與斜軌道相接的半圓軌道半徑為R，要使物體沿半圓光滑軌道恰能通過最高點(diǎn)，物體應(yīng)從離軌道最低處多高的地方由靜止開始滑下？
解析：物體在沿光滑的軌道滑動的整個過程中，只有重力做功，故物體機(jī)械能守恒，設(shè)物體應(yīng)從離軌道最低點(diǎn)h高的地方開始由靜止滑下，取軌道的最低點(diǎn)處水平面為零勢能面，物體在運(yùn)動到半圓形軌道的最高點(diǎn)時(shí)速度為v，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得mgh=mv2+2mgR
要使物體恰好能通過半圓軌道的最高點(diǎn)，條件是
mg=m
由以上兩式得h=2R+=R
二、從轉(zhuǎn)化的角度理解
在所研究的過程中，研究對象（或系統(tǒng)）動能的增加量等于勢能（包括重力勢能和彈性勢能）的減少量；反之，研究對象（或系統(tǒng)）動能的減少量等于勢能的增加量，即Ek=-Ep。
例2. 如圖2所示，跨過定滑輪的輕繩兩端各系一個物體，B物體的質(zhì)量是A物體質(zhì)量的一半，在不計(jì)摩擦阻力的情況下，A物體自H高度處由靜止開始下落，且B物體始終在平臺上，若以地面為參考平面，當(dāng)物體A的動能與其重力勢能相等時(shí)，物體A離地面的高度是多少？
解析：若選A為研究對象，在下落過程中，除重力做功外，還有繩子對它的拉力做負(fù)功，機(jī)械能不守恒，若以A、B系統(tǒng)（包括繩）作為研究對象，繩子拉力對A做負(fù)功與對B做正功的代數(shù)和為零，對系統(tǒng)而言只有重力做功，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，如果從能量轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn)理解這一系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，應(yīng)是A物體減少的重力勢能mAg(H-h)等于系統(tǒng)增加的動能(mA+mB)v2，即mAg(H-h)=(mA+mB)v2 （1）
當(dāng)A物體的動能和重力勢能相等時(shí)有mAgh =mAv（2）
根據(jù)題意有mA=2 mB （3）
由（1）（2）（3）式求得h =H
三、從轉(zhuǎn)移的角度理解
系統(tǒng)某一部分機(jī)械能減少了多少，其它部分的機(jī)械能就增加了多少；反之亦然，可用E1=-E2表示，這種表述形式適用于某一系統(tǒng)機(jī)械能守恒的表述。也可理解為系統(tǒng)內(nèi)某一物體動能（或勢能）減少了多少，該物體的勢能（或動能）以及系統(tǒng)內(nèi)其它物體的機(jī)械能就要增加多少。簡單地說，在所研究的系統(tǒng)內(nèi)，機(jī)械能有減就有增，減少的量值應(yīng)與增加的量值相等。
例3. 如圖3所示，一輕桿可繞O點(diǎn)的水平軸無摩擦地轉(zhuǎn)動，桿兩端各固定一個小球，球心到O軸的距離分別為r1和r2，球的質(zhì)量分別為m1和m2，且 m1>m2，r1>r2，將桿由水平位置從靜止開始釋放，不考慮空氣阻力，求小球m1擺到最低點(diǎn)時(shí)的速度是多少？
解析：以輕桿兩端的小球m1、m2組成的系統(tǒng)為研究對象，在m1擺下的過程中系統(tǒng)機(jī)械能守恒。m1擺到最低點(diǎn)時(shí)，其重力勢能減少了m1gr1，動能增加了m1v21，在此過程中，m2球的動能、勢能分別增加了m2v22和m2gr2。根據(jù)機(jī)械能守恒定律能量轉(zhuǎn)移的觀點(diǎn)有E1=-E2，m1減少的重力勢能應(yīng)等于m1增加的動能和m2增加的動能和重力勢能之和，列出表達(dá)式為
m1gr1=m1v21+m2v22+m2gr2 （1）
根據(jù)m1、m2的角速度ω相同，有v1=r1ω，v2=r2ω，即=
所以m1擺到最下端時(shí)的速度為v1=（1）
也可將（1）式寫成如下形式
“在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi),動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化,而總的機(jī)械能保持不變”,這是機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容。機(jī)械能守恒定律的適用條件是“只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)。”由這個條件可以推理出:在系統(tǒng)內(nèi)若還有其它力做功,并且做功不為零,那系統(tǒng)的機(jī)械能就不守恒。
例如“一架吊車吊起一質(zhì)量為m的重物并上升”這一物理過程,從力做功的角度看,在重物上升的過程中除了重力做功以外吊車對重物的拉力也做了功,所以重物的機(jī)械能不守恒。從能量轉(zhuǎn)化的角度來看,在這一過程中除了動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化以外,還存在其它形式能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)化,所以物體的機(jī)械能不守恒。
再例如:一輕質(zhì)彈簧一端固定在豎直的墻上,另一端與一質(zhì)量為m的物體相連,放在粗糙的水平面上,先壓縮彈簧然后釋放。彈簧與物體組成的系統(tǒng)在整個運(yùn)動過程中,除了彈簧的彈力做功以外還存在物體與水平面的摩擦力做功,在摩擦力做功的同時(shí)系統(tǒng)的一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,所以系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒。
由此可知,在一個物體系統(tǒng)內(nèi),除了重力或彈力做功以外其它力做功不為零,則系統(tǒng)的機(jī)械能將發(fā)生變化。那么機(jī)械能的變化與外力(除了重力或彈力以外的力,后面都稱為“外力”)做功存在什么關(guān)系呢?下面我們通過推導(dǎo)來尋找。
一架吊車用力F把質(zhì)量為m的物體吊起,當(dāng)物體距地面高度為h1時(shí)速度為v1,當(dāng)距地面高度為h2時(shí)速度為v2,求物體從h1到h2過程中拉力F做的功
解析:物體上升的過程中受到重力和拉力,并且兩個力都做功,由動能定理得:
W-mg(h2-h1)=12MV22-12MV21
所以W=12MV22-12MV21+mg(h2-h1),
或者W=(12MV22+mgh2)-(12MV21+mgh1)
其中12MV22+mgh2為物體末狀態(tài)的機(jī)械能,12MV21+mgh1為初狀態(tài)的機(jī)械能。這個公式說明:在一個物體系統(tǒng)內(nèi),外力做功等于系統(tǒng)機(jī)械能的變化量。
通過上面的內(nèi)容可以得到這樣一個結(jié)論:在一個物體系統(tǒng)內(nèi)除了重力或彈力以外的力做功不為零,則系統(tǒng)機(jī)械能不守恒,外力做功等于機(jī)械能的變化量。當(dāng)外力做正功時(shí),機(jī)械能增加,增加的機(jī)械能等于外力所做的功;當(dāng)外力做負(fù)功時(shí),機(jī)械能減少,減少的機(jī)械能等于物體克服外力所做的功。有了這個結(jié)論,在一些題目中就可以直接運(yùn)用。
例1,質(zhì)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(jī)械能守恒。B.物體的機(jī)械能減少mgh/2
C.物體的重力勢能減少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(shí)受到重力和一外力(阻力),并且這兩個力都對物體做功不為零,所以物體的機(jī)械能不守恒;阻力對物體做負(fù)功,由上面的結(jié)論可知物體的機(jī)械能減少。由牛頓第二定律可得阻力f=mg/2,所以物體克服阻力做功mgh/2,物體機(jī)械能減少mgh/2;重力做功mgh,所以重力勢能減少mgh。所以本題目答案是BCD。
例2,如圖所示,具有一定初速度的物體,沿傾角為30。的粗糙斜面向上運(yùn)動的過程中,受一個恒定的沿斜面向上的拉力F的作用,這時(shí)物塊的加速度大小為4m/s2,方向沿斜面向下,那么在物塊向上運(yùn)動過程中,正確的說法是()
A.物塊的機(jī)械能一定增加 B.物塊的機(jī)械能一定減少
C.物塊的機(jī)械能可能不變 D.物塊的機(jī)械能可能增加也可能減少
解析:本題中的物體受到重力、斜面的支持力、摩擦力和拉力,其中除了支持力不做功外,其它力都對物體做功,摩擦力做負(fù)功,拉力做正功。若兩個力的功的代數(shù)和為零,則物體的機(jī)械能不變,若不為零物體的機(jī)械能就發(fā)生變化。所以這個題目轉(zhuǎn)化為比較摩擦力和拉力的大小。對物體由牛頓第二定律可得
mgsin30。+f-F=ma
所以 F=mgsin30。+f-ma 由已知條件可得拉力大于摩擦力,所以拉力與摩擦力的合力做正功,物體的機(jī)械能增加,答案是A。
這種題目在力學(xué)中經(jīng)常出現(xiàn),即便在靜電場中也時(shí)有出現(xiàn),例如:(例3)一質(zhì)量為m的帶電小球,在豎直方向的勻強(qiáng)電場中以速度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.動能增加了2mgh/3B.電勢能增加了mgh/3
■ 例1 如圖1所示，長為L的輕質(zhì)硬棒的底端和中點(diǎn)各固定一個質(zhì)量為m的小球A、B，為使輕質(zhì)硬棒能繞轉(zhuǎn)軸O轉(zhuǎn)到最高點(diǎn)，求：A小球在圖示位置應(yīng)具有的最小速度？
■ 解析 雖桿對兩小球分別都做了功（功值難判斷），但因系統(tǒng)除機(jī)械能外，沒有其它形式的能產(chǎn)生，所以系統(tǒng)的機(jī)械能守恒. 因?yàn)樾∏蜣D(zhuǎn)到最高點(diǎn)的最小速度為0，且最低點(diǎn)時(shí)，vB=vA/2，設(shè)最低點(diǎn)A球最小速度為v，有：
■mv2+■m■2=mgL+mg×2L
得：v=■=■
2. 系統(tǒng)性 勢能是系統(tǒng)的概念，只有系統(tǒng)才具有勢能，而且存在于保守力場中，如：重力勢能（屬于地球和物體系統(tǒng)所有）、彈簧的彈性勢能（屬于彈簧和與之連接的物體所組成的系統(tǒng)所有）、靜電場中的電勢能（屬于電場和電荷系統(tǒng)所有）、分子勢能（屬于相互作用的分子系統(tǒng)），例1中系統(tǒng)的機(jī)械能即為兩球的動能與重力勢能的總和. 多物體系統(tǒng)的機(jī)械能守恒表達(dá)式，常常用ΔE=0，更簡單明了.
■ 例2 如圖2所示，質(zhì)量為m1的物體A經(jīng)一輕質(zhì)彈簧與下方地面上的質(zhì)量為m2的物體B相連，彈簧的勁度系數(shù)為k，A、B都處于靜止?fàn)顟B(tài). 一條不可伸長的輕繩繞過輕滑輪，一端連物體A，另一端連一輕掛鉤. 開始時(shí)各段繩都為伸直狀態(tài)，A上方的一段沿豎直方向. 現(xiàn)在掛鉤上掛一質(zhì)量為m3的物體C，由靜止釋放C，A上升，最后B剛要離開地面，但沒有向上運(yùn)動. 若將C換成另一個質(zhì)量為（m1+m3）的物體D，仍從上述初始位置由靜止?fàn)顟B(tài)釋放，則這次B剛離地時(shí)D的速度的大小是多少？已知重力加速度為g.
■ 解析 開始時(shí)，B靜止，設(shè)彈簧的壓縮量為x1，則
kx1=m1g
掛C后，當(dāng)B剛要離地時(shí)，設(shè)彈簧伸長量為x2，有
kx2=m2g
此時(shí)，A和C速度均為零. 從掛C到此時(shí)，根據(jù)機(jī)械能守恒定律，彈簧彈性勢能的改變量為ΔEp
ΔEp-m3g（x1+x2）+m1g（x1+x2）=0
將C換成D后，有
ΔEp+■（m1+m3+m1）v2-（m1+m3）g（x1+x2）+m1g（x1+x2）=0
聯(lián)立以上各式可以解得
v=■
3. 相對性 機(jī)械能包含動能和勢能，Ek=■mv2中涉及到參考系的選擇，這里只能選慣性參考系. Ep=mgh中涉及到零勢能位置（參考平面）的選取，（彈性勢能的零勢能位置為彈簧的原長處），因此相對于不同的參考系和零勢能面描述的結(jié)果不相同，涉及多個物體組成的系統(tǒng)或發(fā)生多個物理過程，要選取統(tǒng)一的慣性參考系和零勢能面.
■ 例3 如圖3所示，將質(zhì)量均為m、厚度不計(jì)的兩物塊A、B用輕質(zhì)彈簧相連接. 第一次只用手托著B物塊于H高度，A在彈簧彈力的作用下處于靜止，現(xiàn)將彈簧鎖定，此時(shí)彈簧的彈性勢能為Ep，現(xiàn)由靜止釋放A、B，B物塊剛要著地前瞬間彈簧瞬間自動解除鎖定（解除鎖定無機(jī)械能損失），B物塊著地后速度立即變?yōu)?，在隨后的過程中B物塊恰能離開地面但不繼續(xù)上升. 第二次用手拿著A、B兩物塊，使得彈簧豎直并處于原長狀態(tài)，此時(shí)物塊B離地面的距離也為H，然后由靜止同時(shí)釋放A、B，B物塊著地后速度同樣立即變?yōu)?. 求：
（1） 第二次釋放A、B后，A上升至彈簧恢復(fù)原長時(shí)的速度v1.
（2） 第二次釋放A、B后，B剛要離地時(shí)A的速度v2.
■ 解析 （1） 第二次釋放A、B后，A、B做自由落體運(yùn)動，B著地后，A和彈簧相互作用至A上升到彈簧恢復(fù)原長過程中，彈簧對A做的總功為零.
對A從開始下落至彈簧恢復(fù)原長過程，對A由機(jī)械能定律有mgH=■mv21
解得v1=■方向向上.
（2） 設(shè)彈簧的勁度系數(shù)為k，第一次釋放AB前，彈簧向上產(chǎn)生的彈力與A的重力平衡.
設(shè)彈簧的形變量（壓縮）為Δx2，有Δx2=■
第一次釋放AB后，B剛要離地時(shí)彈簧產(chǎn)生向上的彈力與B的重力平衡
設(shè)彈簧的形變量（伸長）為Δx2，有Δx2=■
第二次釋放AB后，在B剛要離地時(shí)彈簧產(chǎn)生向上的彈力與B的重力平衡
設(shè)彈簧的形變量（伸長）為Δx3，有Δx3=■
由上得：Δx2=Δx2=Δx3
即這三個狀態(tài)，彈簧的彈性勢能都為Ep.
在第一次釋放AB后至B著地前過程，對A、B和彈簧組成的系統(tǒng)由機(jī)械能守恒有
2mgH=■×2mv2
從B著地后到B剛要離地的過程，對A和彈簧組成的系統(tǒng)，由機(jī)械能守恒有
“在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變”，這是機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容。機(jī)械能守恒定律的適用條件是“只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)?！庇蛇@個條件可以推理出：在系統(tǒng)內(nèi)若還有其它力做功，并且做功不為零，那系統(tǒng)的機(jī)械能就不守恒。
例如“一架吊車吊起一質(zhì)量為m的重物并上升”這一物理過程，從力做功的角度看，在重物上升的過程中除了重力做功以外吊車對重物的拉力也做了功，所以重物的機(jī)械能不守恒。從能量轉(zhuǎn)化的角度來看，在這一過程中除了動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化以外，還存在其它形式能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)化，所以物體的機(jī)械能不守恒。
再例如：一輕質(zhì)彈簧一端固定在豎直的墻上，另一端與一質(zhì)量為m的物體相連，放在粗糙的水平面上，先壓縮彈簧然后釋放。彈簧與物體組成的系統(tǒng)在整個運(yùn)動過程中，除了彈簧的彈力做功以外還存在物體與水平面的摩擦力做功，在摩擦力做功的同時(shí)系統(tǒng)的一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒。
由此可知，在一個物體系統(tǒng)內(nèi)，除了重力或彈力做功以外其它力做功不為零，則系統(tǒng)的機(jī)械能將發(fā)生變化。那么機(jī)械能的變化與外力（除了重力或彈力以外的力，后面都稱為“外力”）做功存在什么關(guān)系呢？下面我們通過推導(dǎo)來尋找。
一架吊車用力F把質(zhì)量為m的物體吊起，當(dāng)物體距地面高度為h1時(shí)速度為v1，當(dāng)距地面高度為h2時(shí)速度為v2，求物體從h1到h2過程中拉力F做的功
解析：物體上升的過程中受到重力和拉力，并且兩個力都做功，由動能定理得：
W-mg（h2-h1）=12MV22-12MV21
所以W=12MV22-12MV21+mg（h2-h1），
或者W=（12MV22+mgh2）-（12MV21+mgh1）
其中12MV22+mgh2為物體末狀態(tài)的機(jī)械能，12MV21+mgh1為初狀態(tài)的機(jī)械能。這個公式說明：在一個物體系統(tǒng)內(nèi)，外力做功等于系統(tǒng)機(jī)械能的變化量。
通過上面的內(nèi)容可以得到這樣一個結(jié)論：在一個物體系統(tǒng)內(nèi)除了重力或彈力以外的力做功不為零，則系統(tǒng)機(jī)械能不守恒，外力做功等于機(jī)械能的變化量。當(dāng)外力做正功時(shí)，機(jī)械能增加，增加的機(jī)械能等于外力所做的功；當(dāng)外力做負(fù)功時(shí)，機(jī)械能減少，減少的機(jī)械能等于物體克服外力所做的功。有了這個結(jié)論，在一些題目中就可以直接運(yùn)用。
例1，質(zhì)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(jī)械能守恒。B．物體的機(jī)械能減少mgh/2
C．物體的重力勢能減少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(shí)受到重力和一外力（阻力），并且這兩個力都對物體做功不為零，所以物體的機(jī)械能不守恒；阻力對物體做負(fù)功，由上面的結(jié)論可知物體的機(jī)械能減少。由牛頓第二定律可得阻力f=mg/2，所以物體克服阻力做功mgh/2，物體機(jī)械能減少mgh/2；重力做功mgh，所以重力勢能減少mgh。所以本題目答案是BCD。
例2，如圖所示，具有一定初速度的物體，沿傾角為30。的粗糙斜面向上運(yùn)動的過程中，受一個恒定的沿斜面向上的拉力F的作用，這時(shí)物塊的加速度大小為4m/s2，方向沿斜面向下，那么在物塊向上運(yùn)動過程中，正確的說法是（）
A．物塊的機(jī)械能一定增加 B．物塊的機(jī)械能一定減少
C．物塊的機(jī)械能可能不變 D．物塊的機(jī)械能可能增加也可能減少
解析：本題中的物體受到重力、斜面的支持力、摩擦力和拉力，其中除了支持力不做功外，其它力都對物體做功，摩擦力做負(fù)功，拉力做正功。若兩個力的功的代數(shù)和為零，則物體的機(jī)械能不變，若不為零物體的機(jī)械能就發(fā)生變化。所以這個題目轉(zhuǎn)化為比較摩擦力和拉力的大小。對物體由牛頓第二定律可得
mgsin30。+f-F=ma
所以 F=mgsin30。+f-ma
由已知條件可得拉力大于摩擦力，所以拉力與摩擦力的合力做正功，物體的機(jī)械能增加，答案是A。
這種題目在力學(xué)中經(jīng)常出現(xiàn)，即便在靜電場中也時(shí)有出現(xiàn)，例如：（例3）一質(zhì)量為m的帶電小球，在豎直方向的勻強(qiáng)電場中以速度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.動能增加了2mgh/3B.電勢能增加了mgh/3
動能定理是無附加條件的,因此動能定理應(yīng)用范圍更廣泛一些。
例1：一個物體從光滑的斜面頂端由靜止開始下滑，斜面高1m，長2m，不計(jì)空氣阻力，物體滑到斜面底端的速度是多大？（如圖1）
12mv2-0=mgh …………………………………………………①
mgh=12mv2……………………………………………………②
點(diǎn)評：此題既可以用動能定理解答，也可以用機(jī)械能守恒解答，因?yàn)榇祟}滿足機(jī)械能守恒的條件。不過在用機(jī)械能守恒解答時(shí)，首先要判斷是否滿足機(jī)械能守恒的條件，若滿足才能用機(jī)械能守恒解答。在用機(jī)械能守恒解答時(shí)，還要注意參考平面的選取。這兩點(diǎn)是學(xué)生容易忽視的，因此我在授課的過程中反復(fù)強(qiáng)調(diào)，讓學(xué)生自己有切身體會，在解題時(shí)才能更好的把握這兩個定理的區(qū)別。
例2：質(zhì)量為m的跳水運(yùn)動員從高為H的跳臺上以速率 v1 起跳，落水時(shí)的速率為 v2 ，運(yùn)動中遇有空氣阻力，那么運(yùn)動員起跳后在空中運(yùn)動克服空氣阻力所做的功是多少？
解：對象——運(yùn)動員。
過程——從起跳到落水。
受力分析——如圖2示。
由動能定理 。
W=12mv22-12mv12
mgH+Wf=12mv22-12mv12
-Wf=mgH-12mv22+12mv12
點(diǎn)評：此題不滿足機(jī)械能守恒的條件，因此只能用動能定理解答。在用動能定理解答時(shí)，受力分析，確定哪些力做功對于學(xué)生來說是難點(diǎn)，因此在授課的過程中，不能急于求成，要由易到難
機(jī)械能守恒有三種表達(dá)式：
EK1+EP1=EK2+EP2
12mv12+mgh1=12mv22+mgh2
EK=-EP
動能定理有一種表達(dá)式：
W=12mv22-12mv12
公式中W為合外力對物體做的功，它等于各力做功的代數(shù)和。
由表達(dá)式不同可以看出, 動能定理 只注重動能 的變化及其改 變動能的方式( 做功)情況 , 機(jī)械能守恒定律注重的是初，末狀態(tài)能量形式, 與過程無關(guān). 注意, 動能定理和機(jī)械能守恒定律 表達(dá)規(guī)律的方程都是標(biāo)量方程。
搞清楚這兩個規(guī)律的表達(dá)式和內(nèi)容是分清楚這兩個規(guī)律的首要條件，學(xué)生不僅要記住這兩個規(guī)律的表達(dá)式，更重要的是理解和應(yīng)用。尤其是機(jī)械能守恒定律各個字母表示的是什么物理含義，在不同的物理情境中個物理量所表示的物理意義又是什么，學(xué)生在做題練習(xí)要不是時(shí)機(jī)的加以強(qiáng)化理解。
3. 研究對象選取上要求不同
例3：如圖所示，光滑的水平桌面離地面高度為2L，在桌邊緣，一根長為L的軟繩，一半擱在水平桌面，一半自然垂直于桌面下，放手后，繩子開始下落。試問，當(dāng)繩子下端剛觸地時(shí)，繩子的速度是多少？
解析：鏈條下滑時(shí)，每一節(jié)要受到相鄰兩節(jié)的拉力，且合力不為零，即除去重力以外還有其他力做功，故每一節(jié)機(jī)械能都不守恒，但因桌面光滑，沒有摩擦力做功，整根鏈條總機(jī)械能守恒，故可用機(jī)械能守恒求解。設(shè)整根鏈條質(zhì)量為m，則單位長度質(zhì)量為m/L，設(shè)地面重力勢能為零。由機(jī)械能守恒定律得：
12mv2=12mg3L2+12mg(3L2-L4)
解得， v=11gL2
點(diǎn)評：此種類型的題，用機(jī)械能守恒定律解起來比較方便，容易理解，若用動能定理解就顯的不那么容易了，物體的運(yùn)動是一個動態(tài)過程，物體兩部分重力做功也不同，分析起來較麻煩，因此本題更適合用機(jī)械能守恒定律解。
例4：質(zhì)量均為m的物體A和B分別系在一根不計(jì)質(zhì)量的細(xì)繩兩端，繩子跨過固定在傾角為30o的斜面頂端的定滑輪上，斜面固定在水平地面上，開始時(shí)把物體B拉到斜面低端，這時(shí)物體A離地面的高度為0.8m，如圖所示，若摩擦力均不計(jì)，從靜止開始放手讓他們運(yùn)動。
求：(1)物體A著地時(shí)的速度；
（2）物體A著地后物體B沿斜面上滑的最大距離。
解析：對于A，B組成的系統(tǒng)，當(dāng)A下落時(shí)，系統(tǒng)機(jī)械能守恒，但對于A,B個體機(jī)械能不守恒，因此此題只能就A，B組成的系統(tǒng)應(yīng)用機(jī)械能守恒定律，選B所在的初始位置為零勢能參考平面，則
（1）mgh= 12(m+m)v2+mgh2 解得 v=2ms
（2）0-12mv2=-mgh0 解得 h0=0.2m
l=2h0=0.4m
上滑的最大距離為0.4m
點(diǎn)評：此題既可以用動能定理解答，也可以用機(jī)械能守恒解答。但用動能定理解答起來更復(fù)雜一些，學(xué)生理解起來麻煩一些，而用機(jī)械能守恒解答，更直觀更簡介。若用動能定理解答要分析A，B 各自的受力情況，還要對A,B各自用動能定理列式，學(xué)生沒有耐心，容易搞混淆，因此本題采用機(jī)械能守恒解答更為合適。
4. 解題步驟不同
（1）利用機(jī)械能守恒解題的一般步驟：
①明確研究對象；
②對物體進(jìn)行受力分析，研究運(yùn)動過程中各力是否做功，判斷物體的機(jī)械能是否守恒；
③選取參考平面，確定物體（系統(tǒng)）在初，末狀態(tài)的機(jī)械能；
④根據(jù)機(jī)械能守恒定律列方程求解（選取不同的參考平面，方程的形式不同，但不影響解題結(jié)果，故參考平面的選取應(yīng)以解題方便為原則）
（2）利用動能定理解題的一般步驟：
①確定研究對象和研究過程，
②分析受力情況和做功情況，
