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1、高三物理备课组 自信的人生从探究问题开始物理高考复习教学案课题：第六章 第三节 机械能守恒定律及其应用 验证机械能守恒定律课时：2课时使用时间：2013年12月9日教学目标：1.理解并掌握势能（重力势能、弹性势能）的概念及机械能守恒定律的表达式与本质含义；能够熟练运用机械能守恒定律解题. 2.理解验证机械能守恒定律的实验原理，掌握实验器材、方法、步骤及误差分析。教学重点：理解并掌握机械能守恒定律的表达式与本质含义；能够熟练运用机械能守恒定律解题.教学难点：理解验证机械能守恒定律的实验原理，掌握实验器材、方法、步骤及误差分析。教学方法：讲、练、评结合教学过程：一、 知识要点回顾（5分钟）1.重力
2、势能（1）表达式：（2）重力势能的变化与重力做功的关系2.机械能守恒定律（1）内容：（2）表达式：3. 验证机械能守恒定律（1）.实验器材：（2）.实验原理：（3）.实验步骤与数据处理（详见课本P99）（4）.误差分析及减少误差的做法二、 考纲解读与命题探讨1. 考纲解读：机械能守恒定律这一考点层级要求为，要求理解其确切含义，及与其他知识的联系，能够进行叙述和解释，并能在实际问题的分析、综合、推理和判断等过程中运用。2. 命题探讨：考查题型齐全，机械能定律广泛应用于力学综合题中，验证机械能守恒定律是高考的热点。三、 考点精讲考点一：重力做功与重力势能的理解例1：为了把一个大小可忽略质量为m的小
3、铁块移上高度为h的台阶，可以采用两种方法：在间架设一木板，用与木板平行的力将铁块沿木板缓慢推到；先用水平力从其沿地面缓慢推到，再从缓慢搬到如下图所示，下面说法正确的是（CD）第种情况要克服重力做的功较多第种情况要克服重力做的功较多两种情况克服重力做的功一样多. 小铁块增加的重力势能一样多练1：运动员跳伞将经历加速下降和减速下降两个过程将人和伞看成一个系统，在这两个过程中，下列说法正确的是（A）A阻力对系统始终做负功 B系统受到的合外力始终向下C重力做功使系统的重力势能增加 D任意相等的时间内重力做的功相等练2：（2013丰台区）用电梯将货物沿竖直方向匀速提升一段距离关于这一过程，下列说法中正确
4、的是（B）A重力对货物做正功，电梯对货物的支持力做负功，物体的动能增大B重力对货物做负功，电梯对货物的支持力做正功，物体的动能不变C重力对货物做负功，电梯对货物的支持力做正功，物体的动能增大D重力对货物不做功，电梯对货物的支持力做负功，物体的动能不变练3：如图所示，质量相同的小物块A和B，开始时离地面的高度相同，A物块自由下落到地面，重力做功为W1，B物块沿斜面下滑到地面，重力做功为W2，则（A）AW1=W2 BW1 W2CW1W2 D无法确定考点二、机械能是否守恒的理解例2关于机械能守恒的叙述，下列说法正确的是（BD）做匀速直线运动的物体机械能一定守恒做变速运动的物体机械能可能守恒外力对物体
5、做功为零，则物体的机械能守恒若只有重力对物体做功，则物体的机械能守恒练4（2013江苏）如图所示，从地面上同一位置抛出两小球A、B，分别落在地面上的M、N点，两球运动的最大高度相同空气阻力不计，则（CD）AB的加速度比A的大 BB的飞行时间比A的长CB在最高点的速度比A在最高点的大 DB在落地时的速度比A在落地时的大练5（2013增城市一模）一木块沿粗糙斜面匀速下滑的过程中（AD）A木块的机械能不守恒 B木块的动能转化为重力势能C木块的重力势能转化为动能 D木块减小的机械能转化为内能考点三、机械能守恒定律的基本应用例3：如图所示，一轻绳跨过定滑轮悬挂质量为m1、m2的两个物体，滑轮质量和所有摩
6、擦均不计，m1m2，系统由静止开始运动的过程中（m1未跨过滑轮）（BD）Am1、m2各自的机械能分别守恒Bm2减少的机械能等于m1增加的机械能能Cm2减少的重力势能等于m1增加的重力势能Dm1、m2组成的系统机械能守恒例4.从高为的地方以初速度v水平抛出一小球，若不计空气阻力，当小球的动能刚好等于势能时，求小球距离地面高度【审题突破】首先要判断机械能是否守恒，若守恒，要抓住机械能的总量在不同高度是相同的进行列式解答【解析】由于小球没有受到空气阻力，故平抛的过程中其机械能守恒定律，设小球距离地面为h时，动能刚好等于势能，有由题意 联立解得：练6（见P92随堂训练1、2）考点四、实验器材的选择及误
7、差分析、数据处理例4、5（详见P99）例6利用图甲装置验证机械能守恒定律，打出的一条纸带如图乙所示图乙中是打出的第一个点迹，、是依次打出的点迹，量出OE间的距离为l，DF间的距离为s，已知打点计时器打点的周期为本实验 （填“需要”或“不需要”）用天平测定重锤的质量打点计时器应接 电源如果发现图乙中OA距离大约为4mm，出现这种情况的原因可能是在实验操作中出现了 如果出现这种情况，上述各物理量间满足的关系式可能是 （选填序号） 【解析】因等号两边的动能及重力势能都可含m，故质量m不须测量因电磁打点计时器要用低压交流电源，一般用46V的交流电设想重物做自由落体运动，重力加速度取g=10m/s2，下
8、落的第一段（时间0.02s）的位移为：；第一段间距达到4mm，说明操作时先释放纸带后接通电源，即先产生了初动能由，得【答案】不需要；46V交流；先释放纸带后接通电源；例7.一研究小组设计如右图所示的实验装置来验证小球向下摆动过程中的机械能是否守恒(1)实验时为了借助安装在墙上的刻度尺直接读出小球从释放点到其最低点的高度，还需要辅助的仪器是(2)为测定小球通过光电门（最低点）时的速度，必须先测出小球的直径，通常采用的仪器是(3)若测出小球的质量为1.0kg，直径为5.00cm，从释放点到其最低点的高度为20.0cm，通过光电门的时间从计时装置测出为2.510-2s，g取9.8m/s2.计算重力势
9、能的减少量为；动能的增加量为（保留三位有效数字）(4)由(3)的结果表明：小球重力势能的减少量动能的增加量（选填“大于”或“小于”），但释放的高度准确无误，空气阻力也极小，这主要是小球在通过光电门时小球的中心 【解析】(1)只有采用直角三角板，才能把释放点水平对准刻度尺，从而准确读数；(2)只有采用游标卡尺（或螺旋测微器），切口与球相切，且小球直径小，才能准确测量(3)光电门记录的瞬时速度取经过光电门时的平均速度，即，计算小球通过最低点的动能为，重力势能的减少量为 (4) 由(3)的结果表明：小球重力势能的减少量小于动能的增加量，主要原因是小球在通过光电门时小球的中心高于或低于光电门的中心，通
10、过时实际长度小，而计算时长度偏大，造成速度偏大，动能的增加量自然偏大【答案】直角三角板；游标卡尺（或螺旋测微器）；2.00；2.16小于，高于或低于光电门的中心四、 跟踪演练1.下列关于“验证机械能守恒定律”实验的实验误差的说法中，正确的是(BD )A.重物质量的称量不准会造成较大误差B.重物质量选用得大些，有利于减小误差C.重物质量选用得较小些，有利于减小误差D.纸带下落和打点不同步会造成较大误差2.(1)在“验证机械能守恒定律”实验中，打出的纸带如图所示.设重锤质量为m，交流电源周期为T，则打点4时重锤的动能可以表示为_.(2)为了求起点0到点4重锤的重力势能变化，需要知道重力加速度g的值
11、，这个g值应该是( )A.取当地的实际g值B.根据打出的纸带，用s=gT2求出C.近似取10 m/s2即可D.以上说法均不对【解析】(1)由 =st=vt/2可知，(2)为了实验的精确性，重力加速度的数值应该取当地的重力加速度，选项A正确而C错误；由于摩擦阻力的存在，物体下落的加速度应该小于g，故选项B错误.3.(2012平顶山模拟)用如图实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒，m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律.图中给出的是实验中获取的一条纸带;0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出),计数点间的距
12、离如图所示.已知m1=50 g、m2=150 g，则(g取9.8 m/s2,所有结果均保留三位有效数字)(1)在纸带上打下计数点5时的速度v5=_m/s；(2)在打点05过程中系统动能的增量Ek=_J,系统势能的减少量Ep=_J,由此得出的结论是_;(3)若某同学作出 v2-h图象如图，则当地的实际重力加速度g=_ m/s2【解析】(1) =2.40 m/s.(2)在打点05过程中系统动能的增量Ek= J系统势能的减少量Ep=m2gh05-m1gh05=0.588 J由此得出：在误差允许的范围内，m1、m2组成的系统机械能守恒.(3)由mgh= mv2可知， v2-h图象的斜率为当地重力加速度
13、g，由图可知，g= m/s2=9.70 m/s2答案：(1)2.40 (2)0.576 0.588 结论见解析 (3)9.704.(2011海南高考)现要通过实验验证机械能守恒定律.实验装置如图所示：水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到导轨底端C点的距离，h表示A与C的高度差，b表示遮光片的宽度，s表示A、B两点的距离，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度.用g表示重力加速度.完成下列填空和作图.(1)若将滑块自A点由静止释放，则在滑块从A运动至B的过程中，滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为_.动能的增加量可表示为_.若在运动过程中机械能守恒， 与s的关系式为 =_.(2)多次改变光电门的位置，每次均令滑块自同一点(A点)下滑，测量相应的s与t值，结果如表所示：12345s/m0.6000.8001.0001.2001.400t/ms8.227.176.
