機(jī)械能守恒導(dǎo)學(xué)案

1、課題：§7. 8機(jī)械能守恒定律導(dǎo)學(xué)案組長評價(jià):編者：張建閣【學(xué)習(xí)目標(biāo)】教師評價(jià):1. 知道機(jī)械能的概念，知道物體的動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化。2. 理解機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容。3. 在具體問題中，能判定機(jī)械能是否守恒，并能列岀機(jī)械能守恒的方程式 機(jī)械能守恒定律的理解和應(yīng)用1.2.3.【重點(diǎn)難點(diǎn)】（第一課時(shí)）預(yù)習(xí)部分（20分鐘）（一）動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化1 ?閱讀教材75頁，物體自由下落或沿光滑斜面滑下時(shí)，重力對物體做功，能轉(zhuǎn)化為 能；由于慣性在空中豎直上升或沿光滑斜面上升的物體，重力對物體做功，能轉(zhuǎn)化為 能；被壓縮的彈簧把跟它接觸的物體彈出去，彈力做功,能轉(zhuǎn)化為 能。2. 總結(jié)：我們把 、

2、 和 統(tǒng)稱為機(jī)械能。結(jié)論：以上實(shí)例表明，通過 做功或 做功，機(jī)械能可以從一種形式轉(zhuǎn)化成另一種形式（二）機(jī)械能守恒定律1. 機(jī)械能守恒定律的推導(dǎo)：如圖7.8-6,質(zhì)量為m的小球從光滑曲面上滑下。當(dāng)它到達(dá)高度為hi的位置A時(shí)，速度的大小為V,滑到高度為h2的位置B時(shí)，速度的大小為 V2。在山高度乂/町滑到高度h?的過程中，重力做的功為Wo_ /（1） 根據(jù)動能定理列岀方程，描述小球在A、B兩點(diǎn)間動能的 關(guān) ffi I* |系。Z； I（2） 根據(jù)重力做功與重力勢能的關(guān)系，把以上方程變形，以反映團(tuán)7露七岀小球運(yùn)動過程中機(jī)械能是守恒的。2. 定律內(nèi)容：在只有 或做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，但

3、機(jī)械能的總量保持不變。3. 多種表達(dá)方式：（1）初狀態(tài)的動能和勢能之和等于末狀態(tài)的動能和勢能之和：(2)能（或勢能）的增加量等于勢能（或動能）的減少量:（3）A物體機(jī)械能的增加量等于B物體機(jī)械能的減少量：。探究部分（30分鐘）：探究點(diǎn)一、動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化問題1:做平拋運(yùn)動的小球，在運(yùn)動過程中 能轉(zhuǎn)化為 能。問題2:如圖，物體在光滑的水平面上滑行，碰到彈簧上，在_彈簧被壓縮的過程中，物體的能轉(zhuǎn)化為7TR 能，當(dāng)物體速度為 時(shí)，彈簧壓縮量最大，一77777777777777777人此時(shí)彈簧 的彈性勢能達(dá)到，之后彈簧把物體彈回，彈簧的 向物體的轉(zhuǎn)化。問題3 : 個(gè)小球在真空中自由下落，另一個(gè)質(zhì)量

4、相同的小球在粘滯性較大的液體中勻速下落，它們都由高度為 4的地方下落到高度為的地方。在這兩種情況下，重力所做的功相等嗎？重力勢能各轉(zhuǎn)化成什么形式的能量？探究點(diǎn)二、物體的機(jī)械能守恒定律的判斷問題1 :總結(jié)判斷機(jī)械能守恒的方法：根據(jù)定律，是否只有或做功。除動能和勢能外，看是否有其他形式的能參與轉(zhuǎn)化。問題2 :只有重力做功和只受重力是一回事嗎？物體的合外力為0,機(jī)械能守恒嗎？問題3:下列運(yùn)動中機(jī)械能守恒的是（）A. 降落傘在空中勻速下降B.拋出去的鉛球（不計(jì)空氣阻力）C.流星劃過天空發(fā)岀明亮的光D.光滑曲面上自由下滑的物體問題4.物體在平衡力作用下，下列說法正確的是（）A. 物體的機(jī)械能一定不變B.

5、物體的機(jī)械能一定增加C.物體的機(jī)械能一定減小D.以上說法都不對問題5.圖中的四個(gè)選項(xiàng)，木塊均在固定的斜面上運(yùn)動，其中圖（B）（ C）中的斜面是光滑的，圖 （A）中F與滑動摩擦力大小相等，在這四個(gè)圖所示的運(yùn)動過程中，機(jī)械能守恒的是者的系統(tǒng)機(jī)械能守恒嗎？從靜止釋放，分析 M 的機(jī)械能守恒嗎？ m 的機(jī)械能守恒嗎？探究點(diǎn)三、機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用問題1 : 一根長為L的均勻繩索一部分放在光滑水平面上，長為丄1最大O問題3:根長為1的輕質(zhì)桿，下端固定一質(zhì)量為m的小球，欲使它以上端O為轉(zhuǎn)軸剛好能在L的另一部分自然垂3在桌面下，如圖所示，開始時(shí)繩索靜止，釋放后繩索將沿桌面滑下，則繩索剛滑離桌面時(shí)的速度大小為

6、多大？X-。厶一問題2 :把一個(gè)小球用細(xì)繩懸掛起來，就成為一個(gè)擺(如圖)，擺長為偏角為0。小球運(yùn)動到最低位置時(shí)的速度是多大？L的細(xì)線，則又如豎直平面內(nèi)作圓周運(yùn)動，球在最低點(diǎn)A的速度至少多大？如將桿換成長為何？問題4:討論：應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題，與直接用牛頓定律解題相比，具有哪些優(yōu)點(diǎn)和不足？ 問題5:把質(zhì)量為0.5kg的石塊從10m高處以30°角斜向上方拋岀(圖 7.8-7)，初速度是 vo=5m/so不計(jì)空氣阻力。(1) 石塊落地時(shí)的速度是多大？請用機(jī)械能守恒定律和動能定理分別討論。(2) 石塊落地時(shí)的速度的大小與下列哪些量有關(guān)，與哪些量無關(guān)？說明理由A、石塊的質(zhì)量 B、石塊初速度

7、的大小 C、石塊初速度的仰角D、石塊拋岀時(shí)的高度當(dāng)堂檢測（15分鐘）1. 從離地高為h的陽臺上以速度 v豎直向上拋岀質(zhì)量為 m的物體，它上升 H后又返回下落，最后落在地面上，則下列說法中正確的是（不計(jì)空氣阻力，以地面為參考面）（）A. 物體在最高點(diǎn)時(shí)機(jī)械能為mg （ H+h ）;B. 物體落地時(shí)的機(jī)械能為mg （ H+h ） + mv2/2C. 物體落地時(shí)的機(jī)械能為mgh+mv 2/2D. 物體在落回過程中，經(jīng)過陽臺時(shí)的機(jī)械能為mgh+mv2/22. 如圖所示，質(zhì)量相同的兩個(gè)小球，分別用長1和21的細(xì)繩懸掛在天花板上，分別拉起小球使線伸直呈水平狀態(tài)，然后輕輕釋放？當(dāng)小球到達(dá)最低位置時(shí)（）.A兩

8、球運(yùn)動的線速度相等B兩球運(yùn)動的角速度相等C兩球的向心加速度相等D細(xì)繩對兩球的拉力相等3. a、b、c三球自同一高度以相同速率拋岀，a球豎直上拋，b球水平拋岀，c球豎直下拋.設(shè)三球落地的速率分別為V、"弘則（）.A V a>Vb>V cB Va=Vb>VcC Va>Vb=VcD Va=Vb=Vc4. 質(zhì)量為m的物體，以初速度 vo由固定的光滑斜面的底端沿斜面向上滑動，在滑動過程 中，當(dāng)高度為h時(shí)，該物體具有的機(jī)械能為（）.171 n1In iA mvo B mvA + mgh C mgh D mvo -mgh5. 槍豎直向上以初速度vo發(fā)射子彈，忽略空氣阻力 ，

9、當(dāng)子彈離槍口距離為多少時(shí)，子彈的動能是其重力勢能的一半？6. 有一種地下鐵道，車站的路軌建得高些，車輛進(jìn)站時(shí)要上坡，出站時(shí)要下坡，如圖7.880設(shè)坡高h(yuǎn)為2m,進(jìn)站車輛到達(dá)坡下的A點(diǎn)時(shí)，速度為25.2km/h,此時(shí)切斷電動機(jī)的電源，車輛能不能“沖”到坡上？如果能夠，到達(dá)坡上的速度是多大？亠IU1.K-8燈的地的站臺7. 固定的光滑圓弧豎直放置，半徑為R,體積不計(jì)的金屬球在圓弧的最低點(diǎn)至少具有多大的速度才能作一個(gè)完整的圓周運(yùn)動？一 -§7. 8機(jī)械能守恒定律（第二課時(shí)）探究點(diǎn)四：判斷系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒的方法:（1）從做功的角度看，系統(tǒng)內(nèi)只有 或做功機(jī)械能守恒。（2）從能量角度看，系統(tǒng)內(nèi)

10、只有 和的相互轉(zhuǎn)化，沒有 與其他形式能量之間的轉(zhuǎn)化。問題1 :如圖所示，剛性小球從高處下落到豎直放置的輕彈簧上。在將彈簧壓縮到最短的整個(gè)過程中，下列關(guān)于能量的敘述中正確的是（）*A. 重力勢能和動能之和總保持不變?nèi)葿. 重力勢能和彈性勢能之和總保持不變C. 動能和彈性勢能之和不斷增加D. 重力勢能、彈性勢能和動能之和總保持不變問題2:如圖，質(zhì)量分別為加和2加的兩個(gè)小球 A和中間用輕質(zhì)桿相連，在桿的中點(diǎn)0處有-固定轉(zhuǎn)動軸，把桿置于水平位置后釋放，在B球順時(shí)針擺動到最低位置的過程中（）A. B球的重力勢能減少，動能增加，B球和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒B. /球的重力勢能增加，動能也增加，A球和地球

11、組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒C. /球、B球和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒D. 乂球、B球和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械不守恒；2，”_探究點(diǎn)五：系統(tǒng)機(jī)械能守恒的應(yīng)用：一I問題1:系統(tǒng)機(jī)械能定律表達(dá)式：角度表達(dá)式守恒角度EI=E 2, Ek計(jì) Epi=轉(zhuǎn)化角度AE R減（增）二轉(zhuǎn)移角度AE' A增（減尸問題2: 一根細(xì)繩繞過光滑的定滑輪， 兩端分別系住質(zhì)量為 M和加的長方形物塊， 且M>m開始 時(shí)用手握住M,使系統(tǒng)處于如圖示狀態(tài)。求 （1）當(dāng)M由靜止釋放下落力高 時(shí)的速度4遠(yuǎn)小于半 繩長，繩與滑輪的質(zhì)量不計(jì) ）。（2）如果M下降剛好觸地，那么 加上升的總高度是多少？問題3:質(zhì)量m=5 kg的小球系于

12、彈簧的一端，套在光滑豎直圓環(huán)上，彈簧的另一端固定在環(huán)上的A點(diǎn)，環(huán)半徑 R=0.5m,彈簧原長lo=R=O.5m.當(dāng)球從圖中位置C滑至最低點(diǎn) B時(shí)，測得VA=3m/s,則在B點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢能Ep為多少?.問題4:如圖所示，質(zhì)量均為加的小球2、B、C,用兩條等長的輕繩相連，置于高為的光滑水平桌面上，繩長為厶且 L>h, /球剛好在桌邊，設(shè) B球離開桌面后，在特殊裝置的作用下，立即向下運(yùn)動而不計(jì)能量損失，若廈、B球著地后均不彈起，求C球離開桌邊時(shí)的速度為多大？問題5:如圖，質(zhì)量均為 m的兩個(gè)小球固定在輕桿的端，輕桿可繞水平轉(zhuǎn)軸在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動，兩小球到軸的距離分別為 L、2L,開始桿處于

13、水平靜止?fàn)顟B(tài)，放手后兩球開始運(yùn)動，求桿轉(zhuǎn)動到豎直狀態(tài)時(shí)，兩球的速度大小2L當(dāng)堂檢測（15分鐘）1.如圖，傾角為e的光滑斜面上有一質(zhì)量為 M的物體，通過一 根 跨過定滑輪的細(xì)繩與質(zhì)量為 m的物體相連，開始時(shí)兩物體均處于 靜止?fàn)顟B(tài)，且m離地面的高度為 h,求它們開始運(yùn)動后 m著地時(shí)的 速度？2.如圖所示，輕質(zhì)彈簧一端與墻相連，質(zhì)量為4 kg的木塊沿光滑的水平面以 Vo-5m/s的速度運(yùn)動并壓縮彈簧 K,求彈簧在被壓縮的過程中的最大彈性能以及木塊的速度Vi=3m/S時(shí)的彈簧的彈性勢能？卜II AAAAAAAAAA/§7.8機(jī)械能守恒定律課后鞏固（30分鐘）1. 以下說法正確的是（）A. 物

14、體做勻速運(yùn)動，它的機(jī)械能一定守恒B. 物體所受合力的功為零，它的機(jī)械能一定守恒C. 物體所受的合力不等于零，它的機(jī)械能可能守恒D. 物體所受的合力等于零，它的機(jī)械能一定守恒2. 在下列實(shí)例中運(yùn)動的物體，不計(jì)空氣阻力，機(jī)械能不守恒的是（）A. 起重機(jī)吊起物體勻速上升；B. 物體做平拋運(yùn)動C. 圓錐擺球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動；D. 一個(gè)輕質(zhì)彈簧上端固定，下端系一重物，重物在豎直方向上做上下振動（以物體和彈簧為研究對象）（）3. 當(dāng)物體克服重力做功時(shí)，物體的A. 重力勢能一定減少，機(jī)械能可能不變B. 重力勢能一定增大，機(jī)械能一定增大C. 重力勢能一定減少，動能可能減小D. 重力勢能一定增大，動能可

15、能不變4. 在離地高為H處以初速度v。豎直向下拋一個(gè)小球，若與地球碰撞的過程中無機(jī)械能損失那么此球回跳的高度為（）2 2 2A、H+ 也; B、C、眾 D、咗2g2g2gg5. 以初速度V。沖上傾角為0光滑斜面，求物體在斜面上運(yùn)動的距離是多少？2-8-6. 為R的半圓形光滑軌道豎直固定在水平地面上，A點(diǎn)是最低點(diǎn)，B點(diǎn)是最高點(diǎn)，如圖13所示，質(zhì)量為 M的小球以某一速度自 A點(diǎn)進(jìn)入軌道，它經(jīng)過最高點(diǎn)后飛岀，最后落在水平 地面上的C點(diǎn)，現(xiàn)測得 AC=2R,求小球自A點(diǎn)進(jìn)入軌道時(shí)的速度大小？7.如圖所示，放置在水平面上的質(zhì)量為0.2 kg的物塊m壓縮著彈簧，當(dāng)彈簧的彈性勢能為10 J時(shí)由靜止釋放物塊。傾角為30 °勺斜面與水平面間有一小段圓弧相連，各接觸面均光滑，g 取 10 m/s'，問:(1)物塊被彈簧彈開時(shí)在水平面上運(yùn)動的速度為多大？(2)物塊在斜面上能滑行多遠(yuǎn)？& 一質(zhì)量m = 2千克的小球從光滑斜面上高h(yuǎn) = 3.5米高處由靜