7.8【機(jī)械能守恒定律】導(dǎo)學(xué)案

1、班級 姓名 學(xué)號高一物理7. 8機(jī)械能守恒定律導(dǎo)學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】L正確理解機(jī)械能及機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容。.能判斷物體的機(jī)械能是否守恒。.掌握利用機(jī)械能守恒定律解題的基本方法【重點(diǎn)】L機(jī)械能。2.機(jī)械能守恒定律以及它的含義和適用條件?！倦y點(diǎn)】機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用解題?！咀灾鲗?dǎo)學(xué)】一、動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化勢能的統(tǒng)稱。1.&z/1、機(jī)械能定義：能、勢能、勢能的統(tǒng)稱。1.&z/例如：例如：說明：同一狀態(tài)的動能和勢能之和為該狀態(tài)的機(jī)械能，即E = EK+Ep,不同時刻或狀態(tài)的動能與勢能之和不表示機(jī)械能。3、機(jī)械能的不同形式之間可以相互 二、機(jī)械能守恒定律：1、推導(dǎo)(物理情景請參考課本76頁)2、定律內(nèi)容

2、：3、表達(dá)式為： + = + 表示物體在初始狀態(tài)的機(jī)械能和在末狀態(tài)的機(jī)械能相等. = 表示物體動能的增加等于勢能的減少或者物體勢能的增加等于動能的減少.=假設(shè)系統(tǒng)內(nèi)由AB兩物體組成，那么A物體機(jī)械能的增加等于B物體機(jī)械能的減少4、機(jī)械能守恒的條件只有 力對物體 O說明：只有重力做功與物體只受重力不同。所謂只有重力做功，包括兩種情況：a.物體只受重力，不受其他的力；b.物體除重力外還受其他的力，但其他力不做功或做功的代數(shù)和為零。只有 力做功條件下，彈簧和物體組成的系統(tǒng)的機(jī)械能守恒對某一系統(tǒng),物體間只有動能和重力勢能及彈性勢能相互轉(zhuǎn)化,系統(tǒng)跟外界沒有發(fā) 生機(jī)械能的傳遞，機(jī)械能也沒有轉(zhuǎn)變成其它形式的

3、能（如沒有內(nèi)能產(chǎn)生），那么系統(tǒng)的 機(jī)械能守恒.5、附加說明：假設(shè)除了重力和彈簧彈力以外的其它力對物體做正功，物體的機(jī)械能 ;做負(fù)功，物體的機(jī)械能。6、應(yīng)用機(jī)械能守恒定律處理問題的解題步驟：（1）根據(jù)題意選取研究對象（物體或物體系）（2）明確研究對象的運(yùn)動過程，分析研究對象在運(yùn)動過程中的受力情況，弄清各力 做功的情況，判斷機(jī)械能是否守恒。（3）恰當(dāng)?shù)倪x取零勢面，確定研究對象在研究過程的初末態(tài)的機(jī)械能。（4）根據(jù)機(jī)械能守恒定律列方程（5）求解驗(yàn)證題型一：概念的理解例1：不考慮彈性勢能時，以下運(yùn)動中機(jī)械能一定守恒的是（）A、自由落體運(yùn)動B、豎直方向上做勻變速運(yùn)動C、在豎直方向上做勻速直線運(yùn)動D、在水

4、平面上作勻加速直線運(yùn)動通型二：單個物體的機(jī)械能守恒問圾例題2：在距離地面201n高處以15m/s的初速度水平拋出一小球，不計空氣阻力， g=10m/s2,求小球落地速度的大小。變式：如下圖，輕質(zhì)彈簧的一端與墻相聯(lián)，質(zhì)量為2kg的滑塊以5m/s的速度沿光 滑平面運(yùn)動并壓縮彈簧，求：（1）彈簧在被壓縮過程中最大彈性勢能，（2）當(dāng)木塊的速度減為2 m/s時，彈簧具有的彈性勢能。| lMAW-弓ZzZZzzzzzzz/zzz題翹三：系統(tǒng)機(jī)械能守恒例3 如下圖，質(zhì)量都是m的物體A和B,通過輕繩子跨過滑輪相連。斜面光滑, 不計繩子和滑輪之間的摩擦。開始時A物體離地的高度為h, B物體位于斜面的底端,用手托

5、住A物體，A、B兩物均靜止。撤去手后，求:A物體將要落地時的速度多大？A物落地后，B物由于慣性將繼續(xù)沿斜面上升， 那么B物在斜面上的最遠(yuǎn)點(diǎn)離地的高度多大？題型四：繩子，健條類柔軟物體的機(jī)械柜守恒問題例4：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，那么鏈條滑至剛剛離開桌邊時的速度大小 為多大？圖 5416題型五：機(jī)械能的綜合應(yīng)用圖 5416例5：如圖5416所示，讓擺球從圖中的4位置由靜 止開始下擺，正好擺到最低點(diǎn)H位置時線被拉斷。設(shè)擺長 7=1. 6m,懸點(diǎn)到地面的豎直高度為H=6. 6m不計空氣阻力, 求：擺球落地時的速度

6、大小。(g=10m/s2)【當(dāng)堂檢測】（A級要求）1、在以下實(shí)例中運(yùn)動的物體，不計空氣阻力，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）。 TOC o 1-5 h z 2.如圖，兩個質(zhì)量相同的小球A、B分別用用線懸在等高的01、。2點(diǎn)。A球的懸線 比B球的長，把兩球的懸線拉至水平后無初速釋放，那么經(jīng)過最低點(diǎn)時：（）A、A球的機(jī)械能大于B球的機(jī)械能；、一、 o2iB、A球的機(jī)械能等于B球的機(jī)械能；1r ）C、A球的速度小于B球的速度；/ 7

7、D、A球的動能等于B球的動能； 3、如下圖，小球從高處下落到豎直放置的輕彈簧上，在彈簧壓縮到最短的整個過 程中，以下關(guān)于能量的表達(dá)中正確的應(yīng)是（）A.重力勢能和動能之和總保持不變。OB.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保持不變。三D.重力勢能、彈性勢能和動能之和總保持不變。iOH4、如下圖，桌面高度為h,質(zhì)量為m的小球從離桌面高H處自 由落下，不計空氣阻力，假設(shè)桌面處的重力勢能為零，小球落到 地面前的瞬間的機(jī)械能應(yīng)為：（）A、 mgh； B、 mgH； C mg（H+h）； D、 mg（H-h）eOH班級 姓名 學(xué)號高一物理7.8機(jī)械能守恒定律導(dǎo)學(xué)案【課外拓展】（B級要

8、求）.以下四個選項(xiàng)的圖中，木塊均在固定的斜面上運(yùn)動，其中A、B、C中的斜面是光 滑的，D中的斜面是粗糙的，A、B中的F為木塊所受的力，方向如圖中箭頭所示.A、 B、D中的木塊向下運(yùn)動，C中的木塊向上運(yùn)動.在這四個圖所示的運(yùn)動過程中，木塊 的機(jī)械能守恒的是（）.如圖4-2-5所示，一輕彈簧固定于0點(diǎn)，另一端系一重物，將重物從與懸點(diǎn)。在 同一水平面且彈簧保持原長的A點(diǎn)無初速地釋放，讓它自由擺下，不計空氣阻力,在。重物由A點(diǎn)擺向最低點(diǎn)B點(diǎn)的過程中，以下四個選項(xiàng)中正確的選項(xiàng)是（）圖 4-2 -5圖 4-2 -5圖 4-2 -5A.重物的機(jī)械能守恒B.重物的機(jī)械能減少圖 4-2 -5C.重物的重力勢能與

9、彈簧的彈性勢能之和不變D.重物與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒.如下圖，一輕繩跨過定滑輪懸掛質(zhì)量為叫、叱的A、B兩物塊， 滑輪的質(zhì)量以及所有摩擦不計，mBnu初始時兩物塊均靜止，在 兩物塊運(yùn)動過程中，以下說法中正確的選項(xiàng)是（）A、B減少的重力勢能等于A增加的重力勢能B、B的機(jī)械能守恒C、系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，但兩物體各自的機(jī)械能都在變化D、B機(jī)械能的減少等于A機(jī)械能的增加.質(zhì)量為9的物體，在距地面為力的高處，以與的加速度由靜止豎直下落到地面， 以下說法中正確的選項(xiàng)是（）A.物體的重力勢能減少等B.物體的機(jī)械能減少弊C.物體的動能增加等 -2g4g4g2高一物理7. 8機(jī)械能守恒定律導(dǎo)學(xué)案答案例1答案：A

10、解析 不考慮彈性勢能時機(jī)械能守恒的條件是：“只有重力做功，只存在重力勢能和 動能的轉(zhuǎn)化。自由落體運(yùn)動滿足此條件，故機(jī)械能守恒；在豎直方向上做勻變速運(yùn) 動時，并不一定只受重力作用，可能有重力以外的力作用并做功，所以機(jī)械能不一 定守恒；在豎直方向做勻速直線運(yùn)動時，物體的動能不變，可重力勢能在變化，所 以機(jī)械能不守恒；在水平面上做勻加速直線運(yùn)動時，物體的重力勢能不變，可動能 在增加，所以機(jī)械能不守恒，此題的正確選項(xiàng)是A。例2：:解：方法一：取地面為參考面，拋出時小球具有的重力勢能跖=mgh,動能= 7mvo20落地時，小球的重力勢能Epa = O,動能為Ek2=1m/。根據(jù)機(jī)械能守叵定律，有E1 =

11、 Ez，即,1212mgh +-mv0 = -mv落施時小球而速度大小為v=標(biāo) + 2gh = 7152 +2X 10X 20m/s= 25m/s方法二：此題也這樣理解：小球下落過程中減少的重力勢能等于小球動能的增加，即：mgh = mv2 - mv? 22變式：解析 （1）滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)只有彈力做功，機(jī)械能守恒，當(dāng)彈簧壓縮 到最短時，彈性勢能最大，滑塊的動能最小，此時滑塊的動能全部轉(zhuǎn)化為彈性勢能, 所以 Epmax =tnv（）2/2 =25J；（2）短據(jù)機(jī)械能守恒mi/o2/2=mv/2#p,解得Ep=2拓展如果不用機(jī)械能守恒來處理，那么需要求出彈簧的彈力對物體做的功，由于彈 力為變

12、力做功聆面/2,此題沒有告知k,往往會陷入無法求解的局面。例3：解析 (1)開始時A、B兩物同時運(yùn)動，并且速率相等，由于兩物構(gòu)成的整 體(系統(tǒng))只有重力做功，故整體的機(jī)械能守恒，從能量轉(zhuǎn)化及分配來看，A物體 減少的重力勢能，一局部用來增加B物體的重力勢能，另一局部用來增加整體的動 能。對應(yīng)整體列出機(jī)械能守恒方程，就可以求出A物體將要落地時的速度。mgh-mghsin&m+mfv2 (1)整理得 v=gh(l-sind)1/2(2)當(dāng)A物體落地后，B物體由于慣性將繼續(xù)上升，此時繩子松了，對B物體 而言，只有重力做功，故B物體的機(jī)械能守恒，對應(yīng)B物列出機(jī)械能守恒方程，就 可以求出B物體離地的最大高

13、度。取B為研究對象，設(shè)其上升的最遠(yuǎn)點(diǎn)離地高度為 H,根據(jù)機(jī)械能守恒定律得：mv2/2=mg(H-h sinO) (2)整理得=加加5加列/2例4：解析：鏈條下滑時，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)量為冽，那么單位長度質(zhì)量(質(zhì)量線密 度)為活設(shè)桌面重力勢能為零，由機(jī)械能守恒定律得： TOC o 1-5 h z L mL 2 Lw mv - mg HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 4 Z8 22解得八防V lo例5：對擺球由開始運(yùn)動至落地，由機(jī)械能守恒得o 12mg(H - lcom6Q0) = mv代入數(shù)據(jù)得v=10. 8m/s【當(dāng)堂檢測】ABDB高一物理7.8機(jī)械能守恒定律導(dǎo)學(xué)案【課外拓展】(B級要求).【解析】選c.在A、B、D中均有除重力以外的其他力做功，機(jī)械能不守恒，在C 中只有重力做功，機(jī)械能守恒，故C正確.【解析】選B、D.重物由A點(diǎn)擺到B點(diǎn)的過程中，彈簧被拉長，彈簧的彈力對重 物做了負(fù)功，所以重物的機(jī)械能減少，故A錯，B正確;此過程中，由于有重力和彈 簧的彈力做功，所以重物與彈簧所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，即重物減少的重力勢能, 等于重物獲得的動能與彈簧增加的彈性勢能之和，故C錯，D正確. CD. 答案：BD解析：物體在力高處時，重力勢能為磔