高一物理机械能守恒定律1

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1、亿库教育网 http:/www.eku.cc 百万教学资源免费下载亿库教育网 http:/www.eku.cc 百万教学资源免费下载7、6 机械能守恒定律一、教学目标 1掌握机械能守恒的条件 2掌握应用机械能守恒定律分析、解决问题的基本方法。 二、重点、难点分析1机械能守恒定律是本章教学的重点内容，本节教学的重点是使学生掌握物体系统机械能守恒的条件；能 够正确分析物体系统所具有的机械能；能够应用机械能守恒定律解决有关问题。2分析物体系统所具有的机械能，尤其是分析、判断物体所具有的重力势能，是本节学习的难点之一。在 教学中应让学生认识到，物体重力势能大小与所选取的参考平面（零势面）有关；而重力势

2、能的变化量是与所 选取的参考平面无关的。在讨论物体系统的机械能时，应先确定参考平面。3能否正确选用机械能守恒定律解决问题是本节学习的另一难点。通过本节学习应让学生认识到，从功和 能的角度分析、解决问题是物理学的重要方法之一；同时进一步明确，在对问题作具体分析的条件下，要能够 正确选用适当的物理规律分析、处理问题。 三、教具演示物体在运动中动能与势能相互转化。 器材包括：麦克斯韦滚摆；单摆；弹簧振子。 四、主要教学过程（一）引入新课演示实验依次演示麦克斯韦滚摆、单摆和弹簧振子，提醒学生注意观察物体运动中动能、势能的变化 情况。 通过观察演示实验，学生回答物体运动中动能、势能变化情况，教师小结：物

3、体运动过程中，随动能增大，物体的势能减小；反之，随动能减小，物体的势能增大。提出问题：上述运动过程中，物体的机械能是否变化呢？这是我们本节要学习的主要内容。（二）讲授新课1只有重力对物体做功时物体的机械能问题：质量为 m 的物体自由下落过程中，经过高度几处速度为此，下落至高度 h2。处速度为 v2，不计空气 阻力，分析由 h1下落到 h2过程中机械能的变化（引导学生思考分析） 。分析：根据动能定理，有2 12 221 21mvmvWG下落过程中重力对物体做功，重力做功在数值上等于物体重力势能的变化量。 取地面为参考平面，有21mghmghWG由以上两式可以得到12 122 221 21mghm

4、vmghmv引导学生分析上面式子所反映的物理意义，并小结： 下落过程中，物体重力势能转化为动能，此过程中物体的机械能总量不变。指出问题：上述结论是否具有普遍意义呢？请同学们课后进一步分析物体做平抛和竖直上抛运动时的情况。明确：在只有重力做功的情况下，物体动能和势能可以相互转化，而机械能总量保持不变。2弹簧和物体组成的系统的机械能以弹簧振子为例（未讲振动，不必给出弹簧振子名称，只需讲清系统特点即可） ，简要分析系统势能与动能 的转化。进一步定量研究可以证明，在只有弹簧弹力做功条件下，物体的动能与势能可以相互转化，物体的机 械能总量不变。综上所述，可以得到如下结论：亿库教育网 http:/www.

5、eku.cc 百万教学资源免费下载亿库教育网 http:/www.eku.cc 百万教学资源免费下载3机械能守恒定律的内容和表达式在只有重力和弹簧弹力对物体做功的情况下，物体的动能和势能可以相互转化，物体机械能 总量保持不变。这个结论叫做机械能守恒定律。机械能守恒定律的数学表达式： 第一种：+=+从守恒的角度：物体运动过程中，初状态和末状态机械能相等 1kE 1pE 2kE 2pE第二种：Ek =-EP 从转化的角度动能的增加量等于势能减小量 第三三种: E1=-E2 从转移的角度物体 1 的机械能增加量等于物体 2 的机械能的减少量 例 1：关于物体的机械能是否守恒的叙述，下列说法中正确的是

6、( ) A做匀速直线运动的物体，机械能一定守恒； B做匀变速直线运动的物体，机械能一定守恒； C外力对物体所做的功等于 0 时，机械能一定守恒； D物体若只有重力做功，机械能一定守恒。 解答：做匀速直线运动的物体是动能不变；势能仍可能变化，选项 A 错；做匀变速直线运动的物体，动能 不断增加，势能仍可能不变，选项 B 错；外力对物体所做的功等于 0 时，动能不变；势能仍可能变化，选项 C 错；机械能守恒条件是物体只有重力做功或只有弹力做功，D 对。例 2：在下列实例中运动的物体，不计空气阻力，不守恒的是( ) A起重机吊起物体匀速上升， B物体做平抛运动， C圆锥摆球在水平面内做匀速圆周运动，

7、 D一个轻质弹簧上端固定，下端系一重物，重物在竖直方向上做上下振动（以物体和弹簧为研究对象） 。 解答：起重机吊起物体匀速上升，动能不变势能增加，机械能增加；物体做平抛运动，只有重力做功，机 械能守恒；圆锥摆球在水平面内做匀速圆周运动，没有力做功， ；一个轻质弹簧上端固定，下端系一重物，重物 在竖直方向上做上下振动，只有重力和弹力做功机械能守恒。不守恒的是 A例3：如图2-8-1所示,一轻质弹簧固定于O点,另一端系一重物,将重物从与悬挂点等高的地方无初 速度释放,让其自由摆下,不及空气阻力,重物在摆向最低点的位置的过程中( ) A重物重力势能减小 B重物重力势能与动能之和增大 C重物的机械能不

8、变 D. 重物的机械能减少 解答： 物体从水平位置释放后,在向最低点运动时,物体的重力势能不断减小,动能不断增 大.弹簧不断被拉长,弹性势能变大.所以物体减少的重力势能一部分转化为自身的动能,另一部分转化为弹簧的 弹性势能.对整个系统机械能守恒,而对重物来说,机械能减少.答案:AD4应用机械能守恒定律解题的基本步骤（l）根据题意，选取研究对象（物体或相互作用的物体系）（2）分析研究对象在运动过程中所受各力的做功情况，判断是否符合机械能守恒的条件（3）若符合定律成立的条件，先要选取合适的零势能的参考平面，确定研究对象在运 动过程的初、末状态的机械能值 （4）根据机械能守恒定律列方程，并代人数值求

9、解 例 4在 z 巨离地面 20m 高处以 15m/s 的初速度水平抛出一小球，不计空气阻力，取 g=10m/s2，求小球落地 速度大小。求解过程：取地面为参考平面，抛出时小球具有的重力势能，动能为 落mghEp12 0121mvEk地时，小球的重力势能，动能为。根据机械能守恒定律，有 E1=E2，即02pE2 221mvEk22 021 21mvmvmgh落地时小球的速度大小为smsmhgvv/25/2010215222 02-8-1亿库教育网 http:/www.eku.cc 百万教学资源免费下载亿库教育网 http:/www.eku.cc 百万教学资源免费下载2-8-9【同步检测】 1在

10、下列物理过程中，机械能守恒的有（ ） A把一个物体竖直向上匀速提升的过程 B人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程 C汽车关闭油门后沿水平公路向前滑行的过程 D从高处竖直下落的物体落在竖直的弹簧上，压缩弹簧的过程，对弹簧，物体和地球这一系统。 2如图 2-8-5 从离地高为 h 的阳台上以速度 v 竖直向上抛出质量为 m 的物体，它上升 H 后又返回下落，最后落在地面上，则下列说法中正确的是（不计空气阻力，以地面为参 考面） （ ） A物体在最高点时机械能为 mg(H+h); B物体落地时的机械能为 mg(H+h)+ mv2/2 C物体落地时的机械能为 mgh+mv2/2 D物体在落回过程中，经过

11、阳台时的机械能为mgh+mv2./2 3.在离地高为 H 处以初速度 v0竖直向下抛一个小球,若与地球碰撞的过程中无机械能损失,那么此球回跳的高度 为( )A、H+； B、H-； C、； D、。gv 22 0 gv 22 0 gv 22 0 gv2 04如图2-8-6所示,质量为m和3m的小球A和B,系在长为L的细线两端,桌面水平光滑,高 h(hL),A球无初速度从桌边滑下,落在沙地上静止不动,则B球离开桌边的速度为( )A. B.3/2ghgh2C. D. 3/gh6/gh5.如图2-8-7所示,一斜面放在光滑的水平面上,一个小物体从斜面顶端无摩擦的自由滑下,则在下滑的过程中 下列结论正确的

12、是( ) A. 斜面对小物体的弹力做的功为零 B. 小物体的重力势能完全转化为小物体的动能 C. 小物体的机械能守恒 D. 小物体，斜面和地球组成的系统机械能守恒 6. 如图2-8-8所示，一滑块从半圆形光滑轨道上端由静止开始滑下，当滑到最低点时，关于滑块动 能大小和对轨道最低点的压力，下列结论正确的是（ ）A轨道半径越大，滑块动能越大，对轨道的压力越大 B轨道半径越大，滑块动能越大，对轨道的压力与半径无关C轨道半径越大，滑块动能越大，对轨道的压力越小D轨道半径变化时，滑块动能、对轨道的正压力都不变 7.水平抛出的一个物体,物体落地时速度的方向与水平方向的夹角为,取地面为零势能面,则物体刚被抛

13、出时,其重力势能和动能之比为( )A .tan B .cot C .cot2 D. tan28.如图2-8-9所示,将小球拉紧,悬线在水平位置无初速释放,当小球达到最低点时,细线被与悬点在同一竖直线上的小钉P挡住,则在悬线被钉子挡住的前后瞬间比较( ) A小球的机械能减少 B.小球的动能减小C. 悬线上的张力变小 D.小球的向心加速度变大 9.如图2-8-10所示长度相等的三根轻质竿构成一个正三角形支架,在A处固定一质量为2m的小球,B处固定一质量为m的小球,支架悬挂于O点,可饶O点并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,不计任何阻力,下列说法正确的是( )

14、2-8-52-8-62-8-72-8-82-8-10亿库教育网 http:/www.eku.cc 百万教学资源免费下载亿库教育网 http:/www.eku.cc 百万教学资源免费下载2-8-11A、A球到达最低点时速度为零 B、A球机械能减少量等于B球机械能增加量C、B球向左摆动所达到的最高点位置应高于A球开始时的高度D、当支架从左向右回摆时,A球一定能回到原来的高度 10. 如图 2-8-11 所示，倾斜轨道 AC 与有缺口的圆轨道 BCD 相切于 C，圆轨道半径为 R，两轨道在同一竖直平内，D 是圆轨道的最高点，缺口 DB 所对的圆心角为 900，把 一个小球从斜轨道上某处由静止释放，它下滑到 C 点后便进入圆轨道，要想使它上升 到 D 点后再落到 B 点，不计摩擦，则下列说法确的是 （ ） A释放点须与 D 点等高 B释放点须比 D 点高 R/4 C释放点须比 D 点高 R/2 D使小球经 D 点后再落到 B 点是不可能的 11.气球以 10m/s 的速度匀速上升，当它上升到离地 15 米高处，从气球上掉下一个物体，不计空气阻力则物体 落地时的速度为 。12一根长为 L 的均匀绳索一部分