《河北省邢台市高中物理 第七章 机械能守恒定律 第15课时 机械能守恒定律学案（无答案）新人教版必修2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《河北省邢台市高中物理 第七章 机械能守恒定律 第15课时 机械能守恒定律学案（无答案）新人教版必修2（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、- 1 -学案 15 机械能守恒定律【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.能够根据动能定理、重力做功与重力势能变化间的关系，推导出机械能守恒定律.3.会根据机械能守恒的条件判断机械能是否守恒，能运用机械能守恒定律解决有关问题【学习任务】一、动能与势能的相互转化问题设计1物体沿光滑斜面下滑，重力对物体做正功，物体重力势能减少，减少的重力势能到哪里去了？2射箭时，发生弹性形变的弓恢复到原来形状时，弹性势能减少了，减少的弹性势能到哪里去了？要点提炼1重力势能与动能的转化重力做正功，重力势能减少，动能增加，重力势能转化为动能重力做负功，重力势能增加，动能减少，动能转化
2、为重力势能2弹性势能与动能的转化弹力做正功，弹性势能减少，动能增加，弹性势能转化为动能弹力做负功，弹性势能增加，动能减少，动能转化为弹性势能3重力势能、弹性势能和动能统称为机械能二、机械能守恒定律问题设计如图 1 所示，质量为 m 的物体自由下落的过程中，经过高度为 h1的 A 点时速度为 v1，下落到高度为 h2的 B 点处时速度为 v2，不计空气阻力，选择地面为参考平面，求：- 2 -图 1(1)物体在 A、B 处的机械能各是多少？(2)比较物体在 A、B 处的机械能的大小要点提炼1机械能守恒定律的内容在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而总的机械能保持不变2三种表达
3、式(1)从不同状态看：E k1E p1E k2E p2(或 E1E 2)此式表示系统的两个状态的机械能总量相等(2)从能的转化角度看：E kE p此式表示系统动能的增加(减少)量等于势能的减少(增加)量(3)从能的转移角度看：E A 增 E B 减此式表示系统 A 部分机械能的增加量等于 B 部分机械能的减少量3守恒的三类常见情况(1)只受重力、弹力，不受其他力(2)除重力、弹力外还受其他力，但其他力都不做功(3)除重力、弹力外有其他力做功，但其他力做功之和为零延伸思考做匀速直线运动的物体机械能一定守恒吗？三、机械能守恒定律的应用步骤1确定研究对象2对研究对象进行正确的受力分析3判断各个力是否
4、做功，并分析是否符合机械能守恒的条件4视解题方便与否选取零势能参考平面，并确定研究对象在初、末状态时的机械能- 3 -5根据机械能守恒定律列出方程，或再辅以其他方程，进行求解一、机械能是否守恒的分析例 1 下列运动的物体，机械能守恒的是( )A物体沿斜面匀速下滑B物体从高处以 0.9g 的加速度竖直下落C物体沿光滑曲面滑下D拉着一个物体沿光滑的斜面匀速上升针对训练 如图 2 所示，用一轻绳系一小球悬于 O 点现将绳拉直使小球处于水平位置，然后静止释放，不计阻力小球下落到最低点的过程中，下列表述正确的是( )图 2A小球的机械能守恒B小球所受的合力不变C小球的动能不断减小D小球的重力势能增加二、
5、机械能守恒定律的应用例 2 如图 3 所示，让摆球从图中 A 位置由静止开始下摆，正好摆到最低点 B 位置时线被拉断设摆线长 l1.6 m，O 点离地高 H5.8 m，不计绳断时的机械能损失，不计空气阻力，g 取 10 m/s2，求：图 3(1)摆球刚到达 B 点时的速度大小；- 4 -(2)落地时摆球的速度大小【补充学习材料】1(机械能是否守恒的判断)关于机械能守恒，下列说法正确的是( )A做自由落体运动的物体，机械能一定守恒B人乘电梯加速上升的过程，机械能守恒C物体必须在只受重力作用的情况下，机械能才守恒D合外力对物体做功为零时，机械能一定守恒2(机械能是否守恒的判断)如图 4 所示，一轻
6、绳的一端系在固定粗糙斜面上的 O 点，另一端系一小球给小球一足够大的初速度，使小球在斜面上做圆周运动在此过程中( )图 4A小球的机械能守恒B重力对小球不做功C轻绳的张力对小球不做功D在任何一段时间内，小球克服摩擦力所做的功总是等于小球动能的减少量3(机械能守恒的应用)如图 5 所示，荡秋千是一种常见的娱乐休闲活动，也是我国民族运动会上的一个比赛项目若秋千绳的长度为 2.0 m，荡到最高点时秋千绳与竖直方向成60角，求荡到最低点时秋千的速度(忽略空气阻力和摩擦，g9.8 m/s 2)- 5 -图 54(机械能守恒定律的应用)如图 6 所示，一固定在竖直平面内的光滑的半圆形轨道 ABC，其半径
7、R0.5 m，轨道在 C 处与光滑的水平地面相切，在地面上给一物块某一初速度 v0，使它沿 CBA 运动，且通过 A 点水平飞出求水平初速度 v0需满足什么条件？(g 取 10 m/s2)图 6【实验班特供题组】题组一 机械能是否守恒的判断1下列物体在运动过程中，可视为机械能守恒的是( )A飘落中的树叶B乘电梯匀速上升的人C被掷出后在空中运动的铅球D沿粗糙斜面匀速下滑的木箱2以下说法正确的是( )A物体做匀速运动，它的机械能一定守恒B物体所受合力的功为零，它的机械能一定守恒C物体所受的合力不等于零，它的机械能可能守恒D物体所受的合力等于零，它的机械能一定守恒3物体在平衡力作用下运动的过程中，下
8、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若物体的势能变化，机械能一定变化- 6 -D若物体的势能变化，机械能不一定变化4如图 1 所示，下列几种情况，系统的机械能守恒的是( )图 1A图甲中一颗弹丸在光滑的碗内做复杂的曲线运动B图乙中运动员在蹦床上越跳越高C图丙中小车上放一木块，小车的左侧由弹簧与墙壁相连小车在左右运动时，木块相对于小车无滑动(车轮与地面摩擦不计)D图丙中如果小车运动时，木块相对小车有滑动5下列四个选项的图中，木块均在固定的斜面上运动，其中选项 A、B、C 中斜面是光滑的，选项 D 中的斜面是粗糙的，选项 A、B 中的 F 为木块所受的外力，方
9、向如图中箭头所示，选项 A、B、D 中的木块向下运动，选项 C 中的木块向上运动在这四个图所示的运动过程中木块机械能守恒的是( )题组二 机械能守恒定律的应用6一个人站在阳台上，以相同的速率 v0，分别把三个球竖直向上抛出，竖直向下抛出，水平抛出，不计空气阻力，则三球落地时的速率( )A上抛球最大 B下抛球最大C平抛球最大 D三球一样大7把质量为 3 kg 的石块从 20 m 高的山崖上以沿水平方向成 30角斜向上的方向抛出(如图2 所示)，抛出的初速度 v05 m/s，石块落地时的速度大小与下面哪些量无关(g 取 10 - 7 -m/s2，不计空气阻力)( )图 2A石块的质量B石块初速度的
10、大小C石块初速度的仰角D石块抛出时的高度8在足球赛中，红队球员在白队禁区附近主罚定位球，如图 3 所示，并将球从球门右上角擦着横梁踢进球门球门高度为 h，足球飞入球门的速度为 v，足球的质量为 m，则红队球员将足球踢出时对足球做的功 W(不计空气阻力，足球视为质点)( )图 3A等于 mgh mv212B大于 mgh mv212C小于 mgh mv212D因为球入球门过程中的曲线的形状不确定，所以做功的大小无法确定9由光滑细管组成的轨道如图 4 所示，其中 AB 段和 BC 段是半径为 R 的四分之一圆弧，轨道固定在竖直平面内一质量为 m 的小球，从距离水平地面高为 H 的管口 D 处静止释放
11、，最后能够从 A 端水平抛出落到地面上下列说法正确的是( )图 4- 8 -A小球落到地面时相对于 A 点的水平位移值为 2 RH 2R2B小球落到地面时相对于 A 点的水平位移值为 2 2RH 4R2C小球能从细管 A 端水平抛出的条件是 H2RD小球能从细管 A 端水平抛出的最小高度 Hmin R5210以 10 m/s 的速度将质量为 m 的物体从地面上竖直向上抛出，若忽略空气阻力，取地面为零势能面，g 取 10 m/s2，则：(1)物体上升的最大高度是多少？(2)上升过程中在何处重力势能与动能相等？题组三 综合应用11如图 5 所示，质量为 m 的物体，以某一初速度从 A 点向下沿光滑的轨道运动，不计空气阻力，若物体通过轨道最低点 B 时的速度为 3 ，求：gR图 5(1)物体在 A 点时的速度大小；(2)物体离开 C 点后还能上升多高12一质量为 m2 kg 的小球从光滑的斜面上高 h3.5 m 处由静止滑下，斜面底端平滑连接着一个半径 R1 m 的光滑圆环，如图 6 所示，求：图 6(1)小球滑到圆环顶点时对圆环的压力的大小；(2)小球至少应从多高处由静止滑下才能越过圆环最高点？(g 取 10 m/s2)
