專題四機(jī)械能守恒定律學(xué)案

1、授課時(shí)間 周星期 授課班級 授課教師方法、技巧、規(guī)律課 題專題四 機(jī)械能守恒定律學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)1、 強(qiáng)化對機(jī)械能概念的理解2、 鞏固機(jī)械能守恒條件的理解3、 會計(jì)算機(jī)械能的變化重點(diǎn)機(jī)械能及其變化的計(jì)算難點(diǎn)分析物體受力及做功情況及功的正負(fù)。學(xué) 習(xí) 過 程【考點(diǎn)透析】 一、本專題考點(diǎn)：本節(jié)中重力勢能、重力做功與重力勢能改變的關(guān)系、機(jī)械能守 恒及應(yīng)用是類要求，彈性勢能是類要求。要求準(zhǔn)確理解上述概念及定律的內(nèi) 容，熟練應(yīng)用它們解答相關(guān)實(shí)際問題，掌握應(yīng)用方法。二、理解和掌握的內(nèi)容1.勢能 （1）重力勢能：物體由于被舉高而具有的能叫重力勢能。表達(dá)式： Ep=mgh單位： J說明：重力勢能是地球和物體共有的

2、，而不是物體單獨(dú)有的。 重力勢能的大小和零勢面的選取有關(guān)。 重力勢能是標(biāo)量，但有正負(fù)號（正負(fù)號參與比較大?。?（2）彈性勢能：物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能，其大小與形變量及勁度系 數(shù)有關(guān)，且形變量、勁度系越大，彈性勢能越大。 （3）重力做功的特點(diǎn)：重力做功與路徑無關(guān)，只決定于物體運(yùn)動初末位置的高 度差。重力做正功，重力勢能減小，重力做負(fù)功，重力勢能增加。 2.機(jī)械能守恒定律 （1）機(jī)械能：動能、重力勢能、彈性勢能統(tǒng)稱為機(jī)械能。 （2）機(jī)械能守恒定律： 內(nèi)容：在只有重力（或彈力）做功的情況下，物體的重力勢能（彈性勢能）和 動能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但總的機(jī)械能保持不變。公式： Ek1+E p1=E k

3、2+E p2 Ep增= Ep減（ 3） 用機(jī)械能守恒解題的一般步驟：明確研究系統(tǒng) 分析研究系統(tǒng)各力做功情況 ,判斷是否符合機(jī)械能守恒條件 恰當(dāng)選零勢面 ,確定研究過程的始末狀態(tài)的機(jī)械能 根據(jù)機(jī)械能守恒定律列方程求解3難點(diǎn)釋疑： 對于單體，若只有重力做功（可能受其它力，但不做功） ，物體只發(fā)生動勢能的 相互轉(zhuǎn)化，所以機(jī)械能守恒若其它的力做功，則發(fā)生外界其它形式能與機(jī)械能 的轉(zhuǎn)化，機(jī)械能變化若外力做正功，機(jī)械能增加若外力做負(fù)功，機(jī)械能減少； 對于幾個(gè)物體組成的系統(tǒng)，若物體間只有動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，沒有其它形式能的轉(zhuǎn)化（如沒有熱能產(chǎn)生） ，則系統(tǒng)機(jī)械能 守恒?！纠}精析】例 1 如圖 36 所示，桌

4、面高為 h ，質(zhì)量為 m 的小 球從離桌面高為 H 處自由落下，不計(jì)空氣阻力，假設(shè) 桌面處為零勢面，則小球落地前瞬間的機(jī)械能為：A. mgh B. mgH C. mg(h+H) D. mg(H h)例 2 一根長為 l 的細(xì)繩，一端系一個(gè)小球，另一端懸于起使細(xì)繩與鉛直線成 60°角。 O 點(diǎn)正下方 A、B、C 三 處先后放一個(gè)小釘， 。小球由靜止擺下時(shí)分別被三個(gè)不 同位置的釘子擋住。已知 OA=AB=BC=CD =l/4（ 如圖 6-37） 。則小球繼續(xù)擺動的最大高度hA、hB、hC（與 D點(diǎn)的高度差）之間的關(guān)系是A. hA=h B=h cB.hA> hB >hCC. h

5、A>hB=h CD. hA=h B >hCO 點(diǎn)。將小球拉BCD圖 6-37思考與拓寬 重力勢能的大小與零勢面的選取有關(guān)，有時(shí)還可能出現(xiàn)負(fù) 值。它的正負(fù)值有什么含義呢？我們所學(xué)過的哪些物理量還有正負(fù)呢？它 們的含義你能區(qū)分嗎？【能力提升】 知識與技能1如圖 6-38所示， ABC 三個(gè)物體質(zhì)量相同。 A豎直向上拋， B沿光滑斜 面上滑，C 從固定的炮筒中射出， 斜面和炮筒的傾角相同， 若三個(gè)物體初速度大小 相同，初始都處于同一水平面上，斜面足夠長，則A. 物體 A 上升的最高B. 物體 A,B 上升得一樣高，物體 C 上升的較低C. 物體 A,B上升得一樣高， 物體 C上升的較高三

6、個(gè)物體上升的一樣 高D. 重力勢能一定增加，動能一定減小2將一物體以速度 v 從地面豎直上拋，當(dāng)物體運(yùn)動到某一高度時(shí)，它的動能恰為重力勢 能的一半，不計(jì)空氣阻力，則這個(gè)高度為2 2 2 2A. v2/gB. v2/2gC. v2 /3gD. v2/4g3圖 6-39 中圓弧軌道 AB 是在豎直平面內(nèi)的 1/4 圓周，在 B 點(diǎn)，軌道的切線是水平的，m1圖 6-41v0一質(zhì)點(diǎn)自 A 點(diǎn)從靜止開始下滑，不計(jì)滑塊與軌道間的摩擦和空氣阻力，則在質(zhì)點(diǎn) 剛要到達(dá)B 點(diǎn)時(shí)的加速度大小為 ，剛滑過 B 點(diǎn)時(shí)的加速度大小為 4如圖 6-40 所示，將懸線拉至水平位置無初速釋放，當(dāng)小球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)，細(xì) 繩被一與懸

7、點(diǎn)同一豎直線上的小釘 B 擋住，則在懸線被釘子擋住的前后瞬間 比較，有(不計(jì)空氣阻力) ：A 小球的機(jī)械能減小 B 小球的動能減小 C 懸線的張力變大 D 小球的向心加 速度變大如圖 6-41 所示，倔強(qiáng)系數(shù)為 k1 的輕質(zhì)彈簧兩端分別與質(zhì)量為 m1、m2 的物塊 1、2 栓接，倔強(qiáng)系數(shù)為 k2的輕質(zhì)彈簧上端與物塊 2 栓接，下端壓在桌面上，整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，現(xiàn)施力將物塊 1 緩慢的豎直上提，直到 下面那個(gè)彈簧的下端剛脫離桌面，在此過程中，物塊 2 的重力勢 能增加了 . 物塊 1 的重力勢能增加了 .能力與素質(zhì)9.如圖 6-45 所示，光滑軌道上，小車 A，B 用輕彈簧相連， 將彈簧壓縮

8、后用細(xì)繩系在 A，B 上。然后使 A，B 以速度 v0 沿軌道向右運(yùn)動， 運(yùn)動中細(xì)繩突然斷開， 當(dāng)彈簧第 一次恢復(fù)到自然長度時(shí) A 的速度剛好為零， 已知 A，B的質(zhì)量分別為 mA,mB 且 mA<m B。問在以后的運(yùn)動中，滑塊 B 是否會有速度等于零的時(shí)刻？試 通過定量分析證明你的結(jié)論。圖 6-455質(zhì)量為 m 的跳高運(yùn)動員先后用背躍式和跨躍式兩種跳高方式跳過某一高度， 該高度比他起跳時(shí)重心高出 h，則他在起跳過程中所做的功A 都必須大于 mghB 都不一定大于 mghC 用背躍式不一定大于 mgh ，用跨躍式必須大于 mgh D 用背躍式必須大于 mgh，用跨躍式不一定大于 mgh6

9、質(zhì)量為 m 的物體從距地面高度為h 高處，由靜止開始以加速度 a=g/3 豎直下落到地面，在這個(gè)過程中B. 物體的重力勢能能減D. 物體的機(jī)械能保持不A . 物體的動能增加了 mgh/3 少了 mgh/3AR圖 6-42C. 物體的機(jī)械能減少了 mgh/3 變7一根內(nèi)壁光滑色細(xì)圓管，形狀為圓形的四分之三，半徑為R，如圖 6-42 所示，在豎直平面內(nèi)，一個(gè)小球自 A 的正上方， 由靜止釋放，為使小球從 B 射出恰能再次進(jìn)入 A，小球下落s圖 6-43的高度為多少？8如圖 6-43 所示，位于豎直平面上的 l/4 圓弧光滑軌道， 半徑為 R，OB 沿豎直方向，上端 A 距地面高度為 H，質(zhì)量為 m 的