《人教 高一物理 必修2--7.8 机械能守恒定律 1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教 高一物理 必修2--7.8 机械能守恒定律 1（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第七章机械能守恒定律第八节机械能守恒定律 人教版必修2 教学目标 1 知道什么是机械能 理解物体的动能和势能可以相互转化 2 理解机械能守恒定律的内容和适用条件 3 会判定具体问题中机械能是否守恒 能运用机械能守恒定律分析实际问题 释放钢球后 学生联系到伽利略理想实验中的判断 认识到若无空气阻力 应该摆到等高处 不会碰到鼻子 一 导入新课 1 复习巩固 说出我们前面学过的三种功能关系 2 实验 激疑 钢球用细绳悬起 请一同学靠近 将钢球偏至同学鼻子处释放 摆回时 观察该同学反应 一 动能和势能的相互转化 探究一 机械能中动能和势能能否相互转化 力做功的过程也是能量从一种形式转化为另一种形式的过
2、程 物体的动能和势能总和称为机械能 1 同学们举出生活中的例子 说明动能和势能的相互转化 瀑布 自由落体 过山车 重力势能 动能 荡秋千 重力势能 撑杆跳高 动能 2 以自由落体运动的物体为例 从功能关系着手 解释动能和势能的变化原因 根据合外力做功与动能的关系 即动能定理 得到合外力即重力做正功 动能增加 所以重力势能转化为动能 根据重力做功与重力势能的关系 得到重力做正功 重力势能减少 二 机械能守恒定律 探究二 动能和势能转化的过程中机械能是否守恒 1 实验探究 如图 一个用细线悬挂的小球从A点开始摆动 记住它向右能够达到的最大高度 然后一把直尺在P点挡住摆线 看一看这种情况下小球所能达
3、到的最大高度 你认为这个实验说明了什么 小球摆动过程中总能达到原来高度 好像 记得 自己原来的高度 说明在摆动过程中有一个物理量是保持不变的 是什么呢 重力势能与动能的总和保持不变 也就是机械能保持不变 研究方法 探究物理规律时 应该是由简单到复杂 逐步深入 先对简单的物理现象进行探究 然后加以推广深化 情景设置 质量为m的物体自由下落过程中经过高度h1的A点速度v1 高度h2的B点时速度为v2 不计空气阻力 分析A B两位置的机械能的关系 由动能定理WG mv22 2 mv12 2 EK2 EK1又WG mgh1 mgh2 EP1 EP2得到EK2 EK1 EP1 EP2 移项后 得EP2
4、EK2 EP1 EK1 即E2 E1 由于A B是任意选择的 所以在整个过程中机械能守恒 得出结论 自由下落过程物体机械能守恒 2 理论分析 探究三 机械能守恒是否有条件 举例分析 分析如下情况机械能是否守恒 例 1 物体沿光滑斜面下滑 WG mgh1 mgh2 机械能守恒 例 2 探究二中例题计空气阻力时 WG mgh1 mgh2 机械能不守恒 结论 只有重力做功时 总机械能守恒 拓展分析 只有弹力做功时 能量如何变化 机械能是否守恒 注意研究对象 如图 光滑小球套在水平杆上运动 C为原长处 从A到B过程中分析能量的变化 判定机械能是否守恒 分析 WF EK2 EK1又WF EP1 EP2则
5、EK2 EK1 EP1 EP2即EP2 EK2 EP1 EK1 注意 弹簧的弹性势能转化为物体的动能 结论 只有弹力做功时 系统机械能守恒 注意是系统 机械能守恒的条件为系统内只有重力 或弹力 做功 深入理解 对守恒条件的理解下列说法正确吗 1 只有重力 或弹力 做功意思是物体只受重力或弹力 不受其它力 2 只有重力 或弹力 做功意思是除重力 或弹力 其它力都不做功 得出结论 1 内容 在只有重力和弹力做功的物体系统内 动能和势能可以互相转化 而总的机械能保持不变2 条件 系统内只有重力 或弹力 做功 3 表达式 EP2 EK2 EP1 EK1 E2 E1 机械能守恒定律 问题分析 一小球在真
6、空中下落 有一质量相同的小球在粘滞性较大的液体中匀速下落 它们都因高度为h1的地方下落到h2的地方 在两种情况下 重力所做的功相等吗 重力势能各转化为什么形式的能 机械能守恒吗 探究四 书本中的思考与讨论 答案 重力所做的功相等 第一种情况重力势能转化为动能 机械能守恒 第一种情况重力势能转化为动能和内能 机械能不守恒 从能量转化角度判定 拓展思考 1 能的变化对应什么力做功 除重力外的其它力做功等于机械能的变化 2 有其它方法判定机械能是否守恒吗 探究五 探究机械能守恒定律解题的解题步骤及优点例题 把一个小球用细绳悬挂起来 就成为一个摆 如图 摆长为l 最大偏角为 小球运动到最低位置时的速度
7、是多大 三 机械能守恒定律的应用 分析 1 小球受几个力 做功情况怎样 2 小球运动过程中机械能守恒吗 3 选取什么方法求解 能用前面学过的牛顿运动定律和运动学公式求解吗 4 列公式求解前要注意什么 过程见课本 对比总结优点 机械能守恒定律不涉及运动过程中的加速度和时间 用它来处理问题要比牛顿定律方便 应用机械能守恒定律解决问题 只需考虑运动的始末状态 不必考虑两个状态之间过程的细节 因此一些难以用牛顿运动定律解决的问题 应用机械能守恒定律则易于解决 总结解题的方法和步骤 选取研究对象 根据研究对象所经历的物理过程 进行受力 做功分析 判断机械能是否守恒 恰当地选取参考平面 确定研究对象在过程
8、的初末时刻的机械能 根据机械能守恒定律列方程 进行求解 课堂练习 1 一辆小车静止在光滑的水平面上 小车立柱上固定一条长为L 拴有小球的细绳 小球由与悬点在同一水平面处释放 如下图所示 小球在摆动的过程中 不计阻力 则下列说法中正确的是 A 小球的机械能守恒B 小球的机械能不守恒C 小球和小车的总机械能守恒D 小球和小车的总机械能不守恒 BC 2 如图 一子弹以水平速度射入木块并留在其中 再与木块一起共同摆到最大高度的过程中 下列说法正确的是 A 子弹的机械能守恒 B 木块的机械能守恒 C 子弹和木块的总机械能守恒 D 以上说法都不对 D 1 子弹射中木块的过程机械能不守恒2 整体从最低位置摆到最高位置的过程机械能守恒 机械能条件 除重力做功或弹簧弹力做功外 内力做功的代数和为零 3 如图 长度相同的三根轻杆构成一个正三角形支架 在A处固定质量为2m的小球 B处固定质量为m的小球 支架悬挂在O点 可绕过O点与支架所在平面相垂直的固定轴转动 开始时OB与地面相垂直 放手后开始运动 在无任何阻力的情况下 下列说法中正确的是 A A球到达最低点时速度为零B A球机械能减小量等于B球机械能增加量C 当支架从左向右回摆时 A球一定能回到起始高度D B球向左摆动所能达到的最高位置应高于A球开始运动的高度 BCD
