機械能守恒導學案

1、課題：§7. 8機械能守恒定律導學案組長評價:編者：張建閣【學習目標】教師評價:1. 知道機械能的概念，知道物體的動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化。2. 理解機械能守恒定律的內(nèi)容。3. 在具體問題中，能判定機械能是否守恒，并能列岀機械能守恒的方程式 機械能守恒定律的理解和應用1.2.3.【重點難點】（第一課時）預習部分（20分鐘）（一）動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化1 ?閱讀教材75頁，物體自由下落或沿光滑斜面滑下時，重力對物體做功，能轉(zhuǎn)化為 能；由于慣性在空中豎直上升或沿光滑斜面上升的物體，重力對物體做功，能轉(zhuǎn)化為 能；被壓縮的彈簧把跟它接觸的物體彈出去，彈力做功,能轉(zhuǎn)化為 能。2. 總結(jié)：我們把 、

2、 和 統(tǒng)稱為機械能。結(jié)論：以上實例表明，通過 做功或 做功，機械能可以從一種形式轉(zhuǎn)化成另一種形式（二）機械能守恒定律1. 機械能守恒定律的推導：如圖7.8-6,質(zhì)量為m的小球從光滑曲面上滑下。當它到達高度為hi的位置A時，速度的大小為V,滑到高度為h2的位置B時，速度的大小為 V2。在山高度乂/町滑到高度h?的過程中，重力做的功為Wo_ /（1） 根據(jù)動能定理列岀方程，描述小球在A、B兩點間動能的 關 ffi I* |系。Z； I（2） 根據(jù)重力做功與重力勢能的關系，把以上方程變形，以反映團7露七岀小球運動過程中機械能是守恒的。2. 定律內(nèi)容：在只有 或做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，但

3、機械能的總量保持不變。3. 多種表達方式：（1）初狀態(tài)的動能和勢能之和等于末狀態(tài)的動能和勢能之和：(2)能（或勢能）的增加量等于勢能（或動能）的減少量:（3）A物體機械能的增加量等于B物體機械能的減少量：。探究部分（30分鐘）：探究點一、動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化問題1:做平拋運動的小球，在運動過程中 能轉(zhuǎn)化為 能。問題2:如圖，物體在光滑的水平面上滑行，碰到彈簧上，在_彈簧被壓縮的過程中，物體的能轉(zhuǎn)化為7TR 能，當物體速度為 時，彈簧壓縮量最大，一77777777777777777人此時彈簧 的彈性勢能達到，之后彈簧把物體彈回，彈簧的 向物體的轉(zhuǎn)化。問題3 : 個小球在真空中自由下落，另一個質(zhì)量

4、相同的小球在粘滯性較大的液體中勻速下落，它們都由高度為 4的地方下落到高度為的地方。在這兩種情況下，重力所做的功相等嗎？重力勢能各轉(zhuǎn)化成什么形式的能量？探究點二、物體的機械能守恒定律的判斷問題1 :總結(jié)判斷機械能守恒的方法：根據(jù)定律，是否只有或做功。除動能和勢能外，看是否有其他形式的能參與轉(zhuǎn)化。問題2 :只有重力做功和只受重力是一回事嗎？物體的合外力為0,機械能守恒嗎？問題3:下列運動中機械能守恒的是（）A. 降落傘在空中勻速下降B.拋出去的鉛球（不計空氣阻力）C.流星劃過天空發(fā)岀明亮的光D.光滑曲面上自由下滑的物體問題4.物體在平衡力作用下，下列說法正確的是（）A. 物體的機械能一定不變B.

5、物體的機械能一定增加C.物體的機械能一定減小D.以上說法都不對問題5.圖中的四個選項，木塊均在固定的斜面上運動，其中圖（B）（ C）中的斜面是光滑的，圖 （A）中F與滑動摩擦力大小相等，在這四個圖所示的運動過程中，機械能守恒的是者的系統(tǒng)機械能守恒嗎？從靜止釋放，分析 M 的機械能守恒嗎？ m 的機械能守恒嗎？探究點三、機械能守恒定律的應用問題1 : 一根長為L的均勻繩索一部分放在光滑水平面上，長為丄1最大O問題3:根長為1的輕質(zhì)桿，下端固定一質(zhì)量為m的小球，欲使它以上端O為轉(zhuǎn)軸剛好能在L的另一部分自然垂3在桌面下，如圖所示，開始時繩索靜止，釋放后繩索將沿桌面滑下，則繩索剛滑離桌面時的速度大小為

6、多大？X-。厶一問題2 :把一個小球用細繩懸掛起來，就成為一個擺(如圖)，擺長為偏角為0。小球運動到最低位置時的速度是多大？L的細線，則又如豎直平面內(nèi)作圓周運動，球在最低點A的速度至少多大？如將桿換成長為何？問題4:討論：應用機械能守恒定律解題，與直接用牛頓定律解題相比，具有哪些優(yōu)點和不足？ 問題5:把質(zhì)量為0.5kg的石塊從10m高處以30°角斜向上方拋岀(圖 7.8-7)，初速度是 vo=5m/so不計空氣阻力。(1) 石塊落地時的速度是多大？請用機械能守恒定律和動能定理分別討論。(2) 石塊落地時的速度的大小與下列哪些量有關，與哪些量無關？說明理由A、石塊的質(zhì)量 B、石塊初速度

7、的大小 C、石塊初速度的仰角D、石塊拋岀時的高度當堂檢測（15分鐘）1. 從離地高為h的陽臺上以速度 v豎直向上拋岀質(zhì)量為 m的物體，它上升 H后又返回下落，最后落在地面上，則下列說法中正確的是（不計空氣阻力，以地面為參考面）（）A. 物體在最高點時機械能為mg （ H+h ）;B. 物體落地時的機械能為mg （ H+h ） + mv2/2C. 物體落地時的機械能為mgh+mv 2/2D. 物體在落回過程中，經(jīng)過陽臺時的機械能為mgh+mv2/22. 如圖所示，質(zhì)量相同的兩個小球，分別用長1和21的細繩懸掛在天花板上，分別拉起小球使線伸直呈水平狀態(tài)，然后輕輕釋放？當小球到達最低位置時（）.A兩

8、球運動的線速度相等B兩球運動的角速度相等C兩球的向心加速度相等D細繩對兩球的拉力相等3. a、b、c三球自同一高度以相同速率拋岀，a球豎直上拋，b球水平拋岀，c球豎直下拋.設三球落地的速率分別為V、"弘則（）.A V a>Vb>V cB Va=Vb>VcC Va>Vb=VcD Va=Vb=Vc4. 質(zhì)量為m的物體，以初速度 vo由固定的光滑斜面的底端沿斜面向上滑動，在滑動過程 中，當高度為h時，該物體具有的機械能為（）.171 n1In iA mvo B mvA + mgh C mgh D mvo -mgh5. 槍豎直向上以初速度vo發(fā)射子彈，忽略空氣阻力 ，

9、當子彈離槍口距離為多少時，子彈的動能是其重力勢能的一半？6. 有一種地下鐵道，車站的路軌建得高些，車輛進站時要上坡，出站時要下坡，如圖7.880設坡高h為2m,進站車輛到達坡下的A點時，速度為25.2km/h,此時切斷電動機的電源，車輛能不能“沖”到坡上？如果能夠，到達坡上的速度是多大？亠IU1.K-8燈的地的站臺7. 固定的光滑圓弧豎直放置，半徑為R,體積不計的金屬球在圓弧的最低點至少具有多大的速度才能作一個完整的圓周運動？一 -§7. 8機械能守恒定律（第二課時）探究點四：判斷系統(tǒng)機械能是否守恒的方法:（1）從做功的角度看，系統(tǒng)內(nèi)只有 或做功機械能守恒。（2）從能量角度看，系統(tǒng)內(nèi)

10、只有 和的相互轉(zhuǎn)化，沒有 與其他形式能量之間的轉(zhuǎn)化。問題1 :如圖所示，剛性小球從高處下落到豎直放置的輕彈簧上。在將彈簧壓縮到最短的整個過程中，下列關于能量的敘述中正確的是（）*A. 重力勢能和動能之和總保持不變?nèi)葿. 重力勢能和彈性勢能之和總保持不變C. 動能和彈性勢能之和不斷增加D. 重力勢能、彈性勢能和動能之和總保持不變問題2:如圖，質(zhì)量分別為加和2加的兩個小球 A和中間用輕質(zhì)桿相連，在桿的中點0處有-固定轉(zhuǎn)動軸，把桿置于水平位置后釋放，在B球順時針擺動到最低位置的過程中（）A. B球的重力勢能減少，動能增加，B球和地球組成的系統(tǒng)機械能守恒B. /球的重力勢能增加，動能也增加，A球和地球

11、組成的系統(tǒng)機械能不守恒C. /球、B球和地球組成的系統(tǒng)機械能守恒D. 乂球、B球和地球組成的系統(tǒng)機械不守恒；2，”_探究點五：系統(tǒng)機械能守恒的應用：一I問題1:系統(tǒng)機械能定律表達式：角度表達式守恒角度EI=E 2, Ek計 Epi=轉(zhuǎn)化角度AE R減（增）二轉(zhuǎn)移角度AE' A增（減尸問題2: 一根細繩繞過光滑的定滑輪， 兩端分別系住質(zhì)量為 M和加的長方形物塊， 且M>m開始 時用手握住M,使系統(tǒng)處于如圖示狀態(tài)。求 （1）當M由靜止釋放下落力高 時的速度4遠小于半 繩長，繩與滑輪的質(zhì)量不計 ）。（2）如果M下降剛好觸地，那么 加上升的總高度是多少？問題3:質(zhì)量m=5 kg的小球系于

12、彈簧的一端，套在光滑豎直圓環(huán)上，彈簧的另一端固定在環(huán)上的A點，環(huán)半徑 R=0.5m,彈簧原長lo=R=O.5m.當球從圖中位置C滑至最低點 B時，測得VA=3m/s,則在B點時彈簧的彈性勢能Ep為多少?.問題4:如圖所示，質(zhì)量均為加的小球2、B、C,用兩條等長的輕繩相連，置于高為的光滑水平桌面上，繩長為厶且 L>h, /球剛好在桌邊，設 B球離開桌面后，在特殊裝置的作用下，立即向下運動而不計能量損失，若廈、B球著地后均不彈起，求C球離開桌邊時的速度為多大？問題5:如圖，質(zhì)量均為 m的兩個小球固定在輕桿的端，輕桿可繞水平轉(zhuǎn)軸在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動，兩小球到軸的距離分別為 L、2L,開始桿處于

13、水平靜止狀態(tài)，放手后兩球開始運動，求桿轉(zhuǎn)動到豎直狀態(tài)時，兩球的速度大小2L當堂檢測（15分鐘）1.如圖，傾角為e的光滑斜面上有一質(zhì)量為 M的物體，通過一 根 跨過定滑輪的細繩與質(zhì)量為 m的物體相連，開始時兩物體均處于 靜止狀態(tài)，且m離地面的高度為 h,求它們開始運動后 m著地時的 速度？2.如圖所示，輕質(zhì)彈簧一端與墻相連，質(zhì)量為4 kg的木塊沿光滑的水平面以 Vo-5m/s的速度運動并壓縮彈簧 K,求彈簧在被壓縮的過程中的最大彈性能以及木塊的速度Vi=3m/S時的彈簧的彈性勢能？卜II AAAAAAAAAA/§7.8機械能守恒定律課后鞏固（30分鐘）1. 以下說法正確的是（）A. 物

14、體做勻速運動，它的機械能一定守恒B. 物體所受合力的功為零，它的機械能一定守恒C. 物體所受的合力不等于零，它的機械能可能守恒D. 物體所受的合力等于零，它的機械能一定守恒2. 在下列實例中運動的物體，不計空氣阻力，機械能不守恒的是（）A. 起重機吊起物體勻速上升；B. 物體做平拋運動C. 圓錐擺球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動；D. 一個輕質(zhì)彈簧上端固定，下端系一重物，重物在豎直方向上做上下振動（以物體和彈簧為研究對象）（）3. 當物體克服重力做功時，物體的A. 重力勢能一定減少，機械能可能不變B. 重力勢能一定增大，機械能一定增大C. 重力勢能一定減少，動能可能減小D. 重力勢能一定增大，動能可

15、能不變4. 在離地高為H處以初速度v。豎直向下拋一個小球，若與地球碰撞的過程中無機械能損失那么此球回跳的高度為（）2 2 2A、H+ 也; B、C、眾 D、咗2g2g2gg5. 以初速度V。沖上傾角為0光滑斜面，求物體在斜面上運動的距離是多少？2-8-6. 為R的半圓形光滑軌道豎直固定在水平地面上，A點是最低點，B點是最高點，如圖13所示，質(zhì)量為 M的小球以某一速度自 A點進入軌道，它經(jīng)過最高點后飛岀，最后落在水平 地面上的C點，現(xiàn)測得 AC=2R,求小球自A點進入軌道時的速度大??？7.如圖所示，放置在水平面上的質(zhì)量為0.2 kg的物塊m壓縮著彈簧，當彈簧的彈性勢能為10 J時由靜止釋放物塊。傾角為30 °勺斜面與水平面間有一小段圓弧相連，各接觸面均光滑，g 取 10 m/s'，問:(1)物塊被彈簧彈開時在水平面上運動的速度為多大？(2)物塊在斜面上能滑行多遠？& 一質(zhì)量m = 2千克的小球從光滑斜面上高h = 3.5米高處由靜