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1、浙江省临海市白云高级中学高中物理 7.8 机械能守恒定律学案2 新人教版必修2 【学习目标】1、知道什么是机械能，知道物体的动能和势能可以相互转化；2、会正确推导物体在光滑曲面上运动过程中的机械能守恒，理解机械能守恒定律的内容，知道它的含义和适用条件；3、能判定机械能是否守恒，并能列出机械能守恒的方程式【学习重点】在具体的问题中能判定机械能是否守恒，并能列出定律的数学表达【学习难点】能正确判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒【预学检测】（12min）1. 物体在平衡力作用下运动的过程中，下列说法正确的是( )A. 机械能一定不变B. 物体的动能保持不变，而势能一定变化C. 若物体的势能变
2、化，则机械能一定变化D. 若物体的势能变化，则机械能不一定有变化2. 如图所示，斜面置于光滑水平地面，其光滑斜面上有一物体由静止沿斜面下滑，在物体下滑过程中，下列说法正确的是( )A. 物体的重力势能减少，动能增加B. 斜面的机械能不变C. 斜面对物体的作用力垂直于接触面，不对物体做功D. 物体和斜面组成的系统机械能守恒3. 如图所示，在地面上以速度v0抛出质量为m的物体， 抛出后物体落到比地面低h的海平面。若以地面为参考平面且不计空气阻力，则( )A. 物体落到海平面时的重力势能为mghB. 重力对物体做的功为mghC. 物体在海平面上的动能为mghD. 物体在海平面上的机械能为【问题探究】
3、（15min）一、动能和势能的转化规律试分析各个物体在运动过程中能量的转化情况（1）自由下落的物体 能转化为 能（2）沿光滑斜面向下运动的物体 能转化为 能（3）竖直上抛的物体，上升时： 能转化为 能；下落时： 能转化为 能二、机械能守恒定律，表达式为：（1）_ + _ _ + _表示物体在 初始状态 的机械能和在 末状态 的机械能相等.（2）_ _表示物体动能的 增加 等于势能的 减少 或者物体势能的 增加 等于动能的 减少.例1. 桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高为H处自由落下，不计空气阻力，假设桌面处的重力势能为零，则小球落到地面前瞬间的机械能为 ( )A.mgh B.mgH C.m
4、g(H+h) D.mg(Hh)三、机械能守恒的条件 只有重力对物体做功。说明：只有重力做功与物体只受重力不同。所谓只有重力做功，包括两种情况： a物体只受重力，不受其他的力；b物体除重力外还受其他的力，但其他力不做功。 只有重力和弹簧力做功条件下，弹簧和物体组成的系统的机械能守恒综上所述，机械能守恒的条件是： 四、附加说明：若除了重力和弹簧弹力以外的其它力对物体 做正功，物体的机械能_ ；做负功，物体的机械能_ 。五、应用机械能守恒定律处理问题的解题步骤：1. 根据题意选取研究对象（物体或系统）2. 明确研究对象的运动过程，分析对象在过程中的受力情况，弄清各力做功的情况，判断机械能是否守恒。3
5、. 恰当地选取零势能面，确定研究对象在过程中的始态或末态的机械能。4. 根据机械能守恒定律的不同表达式列方程，并求解结果。例2. 如图所示是滑板运动的轨道，AB和CD是一段圆弧形轨道，BC是一段长7 m的水平轨道。一运动员从AB轨道上的P点以6 m/s的速度下滑，经BC轨道后冲上CD轨道，到Q点时速度减为零。已知运动员的质量为50 kg，h=1.4 m，H=1.8 m，不计圆弧轨道上的摩擦。(g=10 m/s2)求：(1)运动员第一次经过B点、C点时的速度各是多少？(2)运动员与BC轨道的动摩擦因数。【达标检测】（10min）1关于机械能是否守恒的叙述，正确的是()A做匀速直线运动的物体机械能
6、一定守恒B做变速运动的物体机械能可能守恒C外力对物体做功为零时，机械能一定守恒D若只有重力对物体做功，物体的机械能一定守恒2. 如图,表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮,小物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦)。初始时刻,A、B处于同一高度并恰好处于静止状态。剪断轻绳后,A下落、B沿斜面下滑,则从剪断轻绳到物块着地,两物块( )A.速率的变化量不同B.机械能的变化量不同C.重力势能的变化量相同D.重力做功的平均功率相同【课堂小结】课下作业3、如图所示，小球沿水平面通过O点进入半径为R的半圆弧轨道后恰能通过最高点P，然后落回水平面，不计一切阻力。下列说法正确的是( )A.小球落地
7、点离O点的水平距离为2RB.小球落地时的动能为C.小球运动到半圆弧最高点P时向心力恰好为零D.若将半圆弧轨道上部的圆弧截去，其他条件不变，则小球能达到的最大高度比P点高0.5R4如图所示，轻弹簧一端与墙相连处于自然状态，质量为4 kg的木块沿光滑的水平面以5 m/s的速度运动并开始挤压弹簧，求：(1)弹簧的最大弹性势能；(2)木块被弹回速度增大到3 m/s时弹簧的弹性势能。78 机械能守恒定律 习题课1. 甲、乙两球的质量相等,悬线一长一短,将两球由图示位置的同一水平面无初速度释放,不计阻力,则对小球过最低点时的正确说法是()A.甲球的动能与乙球的动能相等B.两球受到线的拉力大小相等C.两球的
8、向心加速度大小相等D.相对同一参考面,两球的机械能相等2. 利用传感器和计算机可以研究力的大小变化的情况,实验时让某消防队员从平台上跳下,自由下落H后双脚触地,他顺势弯曲双腿,他的重心又下降了h。计算机显示消防队员受到地面支持力F随时间变化图像如图所示。根据图像提供的信息,以下判断不正确的是()A. t2时刻消防队员重心向下运动的速度最大B. t4时刻消防队员的动能为零C. t2时刻消防队员的重力势能最小D. 在t1至t4时间内,消防队员的机械能在减少3. 质量为40kg的物体,在一个水平外力作用下,沿直径为40m的水平圆形轨道匀速运动一周,若物体与轨道间动摩擦因数为0.5,求水平外力在此过程中做的功为多少。(g取10m/s2)4. 如图所示，光滑斜轨和光滑圆轨相连，固定在同一竖直面内，圆轨的半径为R，一个小球(可视为质点)，从离水平面高h处由静止自由下滑，由斜轨进入圆轨。求：(1)为了使小球在圆轨内运动的过程中始终不脱离圆轨，h应至少多高？(2)若小球到达圆轨最高点时圆轨对小球的压力大小恰好等 于它自身重力大小，那么小球开始下滑时的h是多大？
