2012高中物理 2.3 能量守恒定律學案3 魯科版必修2

1、PAGE PAGE 3用心 愛心 專心2.3能量守恒定律學案8【學習目標】通過實驗能驗證機械能守恒定律。理解機械能守恒定律。會用機械能守恒定律分析生活和生產中的有關問題。 了解自然界中存在多種形式的能量。知道能量守恒定律是最基本，最普遍的自然規(guī)律之一?！緦W習重點】掌握物體系統(tǒng)機械能守恒的條件；能夠正確分析物體系統(tǒng)所具有的機械能；能夠應用機械能守恒定律解決有關問題?！局R要點】1.機械能(1)定義：機械能是動能、重力勢能和彈性勢能的統(tǒng)稱.(2)機械能的相對性因重力勢能、彈性勢能具有相對性,故機械能也具有相對性.(3)機械能的系統(tǒng)性機械能守恒定律的研究對象是系統(tǒng).由于機械能包括重力勢能和彈性勢能,

2、而凡是勢能總是相互作用的物體所共有的能,所以勢能是屬于系統(tǒng)的,于是機械能也是一個系統(tǒng)所具有的.2.機械能守恒定律(1)內容在只有重力和彈簧彈力對物體做功的情況下,物體的動能和勢能可以相互轉化,物體機械能總量保持不變.E1=E2或Ek1+Ep1Ek2+Ep2或EpEk其中E1表示開始時系統(tǒng)的機械能,包括初狀態(tài)時系統(tǒng)內各個物體的動能與勢能;E2表示末態(tài)時系統(tǒng)的機械能,包括末狀態(tài)時系統(tǒng)內各個物體的動能與勢能.(2)條件機械能守恒的條件可以有兩類表述:一類是從做功的特點表述,另一類是從能的轉化表述,其實質是一致的.從做功的特點表述,可正面敘述為：只有系統(tǒng)內部的重力和彈力做功.或反面敘述為：既無外力做功

3、又無其他內力做功.從能的轉化表述,可正面敘述為：只有系統(tǒng)內部的動能、重力勢能、彈性勢能之間的轉化.或反面敘述為：既無外界能量與系統(tǒng)內部機械能之間的轉化或轉移,也沒有系統(tǒng)內部其他能量與機械能之間的轉化.方法：(1)機械能守恒定律應用的基本思路根據題意,選取研究對象(物體或相互作用的物體系)；分析研究對象在運動過程中所受各力的做功情況,判斷是否符合機械能守恒的條件；若符合定律成立的條件,先要選取合適的零勢能的參考平面,確定研究對象在運動過程中初、末狀態(tài)的機械能的值；據機械能守恒定律列方程,并代入數值求解.(2)判斷機械能守恒的方法：判斷系統(tǒng)內物體間的相互作用是否只有重力和彈力.如果有別的力,這個力

4、是否做功及外界是否對系統(tǒng)不做功;根據能量的轉化判斷：對于一個物體或系統(tǒng),分析是否只存在動能和重力勢能(彈性勢能)的相互轉化.如果只存在動能和重力勢能(彈性勢能)的相互轉化,則機械能守恒.否則,機械能不守恒.3.能量轉化與守恒定律能量既不會憑空產生,也不會憑空消失,它只能從一種形式轉化為別的形式,或者從一個物體轉移到別的物體.【典型例題】【例1】 在高為h的地方以速度v豎直向上運動的物體,如果只受重力作用,則它的動能是重力勢能2倍時的高度是多少？解析：物體只受重力作用,則機械能守恒.那么就有E1E2物體的初始位置在h高處,在此處物體既有動能也有重力勢能.即E1=mgh+mv2.物體的末位置在新高

5、處,此處物體的動能恰好是重力勢能的2倍.則此時物體具有的機械能是：E2=mgh2+mv22.動能是重力勢能的2倍,可寫成代數式：mv22=2mgh2所以h2=h/3+v2/6g.【達標訓練】1一人站在高為H的懸崖邊上,向斜上方拋出一個小球,拋出的速度為v0,則物體落到地面上的速度大小為多少?2.如圖所示,一根輕彈簧下端固定,豎立在水平面上.其正上方A位置有一只小球.小球從靜止開始下落,在B位置接觸彈簧的上端,在C位置小球所受彈力大小等于重力,在D位置小球速度減小到零.小球下降階段下列說法中正確的是A.在B位置小球動能最大B.在C位置小球動能最大C.從AC位置小球重力勢能的減少大于小球動能的增加

6、D.從AD位置小球重力勢能的減少等于彈簧彈性勢能的增加3.一人站在陽臺上,以相同的速率分別把三個球豎直向下拋出、豎直向上拋出、水平拋出,不計空氣阻力,則三球落地時的速率A.上拋時最大B.下拋時最大C.平拋時最大D.三種情況下一樣大4.從離地高為H的陽臺上以速度v豎直向上拋出質量為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(不計空氣阻力,以地面為參考面)A.物體在最高點時機械能為mg(H+h)B.物體落地時的機械能為mg(H+h)+mv2/2C.物體落地時的機械能為mgH+mv2/2D.物體在落回過程中,過陽臺時的機械能為mgH+mv2/25.質量為m的物體從距地面h高處由靜止開始以加速度a=g/3豎直下落到地面.在這個過程中A.物體的動能增加mgh/3B.物體的重力勢能減少mgh/3C.物體的機械能減少2mgh/3D.物體的機械能保持不變6.從高處自由下落的物體,它的機械能E隨高度變化的規(guī)律由圖所示的