高二物理暑期輔導(dǎo)班 課題十一 機械能之機械能守恒定律教學(xué)案

1、課題十一 機械能之機械能守恒定律【走進考場】1重力勢能(1)重力做功的特點：重力做功與_無關(guān)，只與初末位置的_有關(guān)(2)重力勢能概念：物體由于_而具有的能表達式：Ep_.矢標性：重力勢能是_，正負表示其_ (3)重力做功與重力勢能變化的關(guān)系定性關(guān)系：重力對物體做正功，重力勢能就_；重力對物體做負功，重力勢能就_定量關(guān)系：重力對物體做的功_物體重力勢能的減少量即WG(Ep2Ep1)_.2彈性勢能(1)概念：物體由于發(fā)生_而具有的能(2)大小：彈簧的彈性勢能的大小與形變量及勁度系數(shù)有關(guān)，彈簧的形變量_，勁度系數(shù)_，彈簧的彈性勢能越大(3)彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系類似于重力做功與重力勢能變化的關(guān)

2、系，用公式表示：W_.【學(xué)習(xí)目標】正確理解機械能及機械能守恒定律的內(nèi)容。能判斷物體的機械能是否守恒。掌握利用機械能守恒定律解題的基本方法。【基礎(chǔ)知識】機械能及其守恒定律1機械能_和_統(tǒng)稱為機械能，即E_，其中勢能包括_和_2機械能守恒定律(1)內(nèi)容：在只有_做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能與勢能可以互相轉(zhuǎn)化，而總的機械能_(2)表達式：Ek1Ep1_.(要選零勢能參考平面)Ek_.(不用選零勢能參考平面)E增_.(不用選零勢能參考平面)3.應(yīng)用機械能守恒定律的基本思路(1)選取研究對象物體或系統(tǒng)；(2)根據(jù)研究對象所經(jīng)歷的物理過程，進行受力、做功分析，判斷機械能是否守恒；(3)恰當?shù)剡x取參考平面，確定研

3、究對象在過程初、末狀態(tài)時的機械能；(4)選取適當?shù)臋C械能守恒定律的方程形式(Ek1Ep1Ek2Ep2、EkEp或EAEB)進行求解【方法探究】例1升降機底板上放一質(zhì)量為100 kg的物體，物體隨升降機由靜止開始豎直向上移動5 m時速度達到4 m/s，則此過程中(g取10 m/s2)()A升降機對物體做功5800 J B合外力對物體做功5800 JC物體的重力勢能增加500 J D物體的機械能增加800 J【同步練習(xí)】當重力對物體做正功時，物體的（ ）A重力勢能一定增加，動能一定減小 B重力勢能不一定減小，動能一定增加 C重力勢能一定減小，動能不一定增加D重力勢能一定增加，動能一定增加【強化練習(xí)

4、】如圖所示，電梯質(zhì)量為M，它的水平地板上放置一質(zhì)量為m的物體，電梯在鋼索的拉力作用下由靜止開始豎直向上加速運動。當上升高度為H時，電梯的速度達到v，則在這段過程中，下列說法中正確的是( ) A.電梯地板對物體的支持力所做的功等于 B.電梯地板對物體的支持力所做的功大于C.鋼索的拉力所做的功等于 D.鋼索的拉力所做的功大于【例2】如圖所示，光滑水平面AB與豎直面內(nèi)的半圓形導(dǎo)軌在B點相接，導(dǎo)軌半徑為R.一個質(zhì)量為m的物體將彈簧壓縮至A點后由靜止釋放，在彈力作用下物體獲得某一向右速度后脫離彈簧，當它經(jīng)過B點進入導(dǎo)軌瞬間對導(dǎo)軌的壓力為其重力的7倍，之后向上運動恰能完成半個圓周運動到達C點試求： (1)

5、彈簧開始時的彈性勢能；(2)物體從B點運動至C點克服阻力做的功；(3)物體離開C點后落回水平面時的動能【同步練習(xí)】如圖所示，光滑坡道頂端距水平面高度為h，質(zhì)量為m的小物塊A從坡道頂端由靜止滑下，進入水平面上的滑道時無機械能損失，為使A制動，將輕彈簧的一端固定在水平滑道延長線M處的墻上，另一端恰位于坡道的底端O點已知在OM段上物塊A與水平面間的動摩擦因數(shù)均為，其余各處的摩擦不計，重力加速度為g，求：(1)物塊滑到O點時的速度大?。?2)彈簧為最大壓縮量d時的彈性勢能(設(shè)彈簧處于原長時彈性勢能為零)；(3)若物塊A能夠被彈回到坡道上，則它能夠上升的最大高度是多少？【例3】如圖是一個橫截面為半圓、半

6、徑為R的光滑柱面，一根不可伸長的細線兩端分別系物體A、B，且mA2mB，從圖示位置由靜止開始釋放A物體，當物體B到達半圓頂點時，求繩的張力對物體B所做的功 【同步練習(xí)】如圖所示，一很長的、不可伸長的柔軟輕繩跨過光滑定滑輪，繩兩端各系一小球a和b.a球質(zhì)量為m，靜置于地面；b球質(zhì)量為3m，用手托住，高度為h，此時輕繩剛好拉緊從靜止開始釋放b后，a可能達到的最大高度為 ( ) Ah B1.5h C2h D2.5h【強化練習(xí)】如圖所示，一固定的楔形木塊，其斜面的傾角為30， 另一邊與水平地面垂直，頂端有一個定滑輪，跨過定滑輪的細線兩端分別與物塊A和B連接，A的質(zhì)量為4m，B的質(zhì)量為m.開始時，將B按

7、在地面上不動，然后放開手，讓A沿斜面下滑而B上升，所有摩擦均忽略不計當A沿斜面下滑距離x后，細線突然斷了求物塊B上升的最大高度H.(設(shè)B不會與定滑輪相碰)【基礎(chǔ)回扣】功和能的關(guān)系不同的力做功對應(yīng)不同形式能的變化定量的關(guān)系合外力的功(所有外力的功)動能變化合外力對物體做功等于物體動能的增量W合Ek2Ek1重力的功重力勢能變化重力做正功，重力勢能減少；重力做負功，重力勢能增加WGEpEp1Ep2彈簧彈力的功彈性勢能變化彈力做正功，彈性勢能減少；彈力做負功，彈性勢能增加W彈EpEp1Ep2只有重力、彈簧彈力的功不引起機械能變化機械能守恒E0除重力和彈力之外的力做的功機械能變化除重力和彈力之外的力做多

8、少正功，物體的機械能就增加多少；除重力和彈力之外的力做多少負功，物體的機械能就減 W除G、彈力外E一對滑動摩擦力的總功內(nèi)能變化作用于系統(tǒng)的一對滑動摩擦力一定做負功，系統(tǒng)內(nèi)能增加QFfl相對【效果評估】1.一蹦極運動員身系彈性蹦極繩從水面上方的高臺下落，到最低點時距水面還有數(shù)米距離。假定空氣阻力可忽略，運動員可視為質(zhì)點，下列說法正確的是（ ）A. 運動員到達最低點前重力勢能始終減小B. 蹦極繩張緊后的下落過程中，彈性力做負功，彈性勢能增加C. 蹦極過程中，運動員、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)機械能守恒D. 蹦極過程中，重力勢能的改變與重力勢能零點的選取有關(guān)2.如圖所示，具有一定初速度的物塊，沿傾角為

9、30的粗糙斜面向上運動的過程中，受一個恒定的沿斜面向上的拉力F作用，這時物塊的加速度大小為4 m/s2，方向沿斜面向下，那么，在物塊向上運動的過程中，下列說法正確的是（ ） A物塊的機械能一定增加B物塊的機械能一定減小C物塊的機械能可能不變D物塊的機械能可能增加也可能減小3.如圖所示，在高1.5 m的光滑平臺上有一個質(zhì)量為2 kg的小球被一細線拴在墻上，球與墻之間有一根被壓縮的輕質(zhì)彈簧當燒斷細線時，小球被彈出，小球落地時的速度方向與水平方向成60角，則彈簧被壓縮時具有的彈性勢能為(g10 m/s2) ()A10 J B15 J C20 J D25 J4.如圖所示，A物體放在B物體的左側(cè)，用水平恒力F將A拉至B的右端，第一次B固定在地面上，F(xiàn)做功為W1，產(chǎn)生熱量Q1.第二次讓B在光滑地面上自由滑動，F(xiàn)做功為W2，產(chǎn)生熱量為Q2，則應(yīng)有 AW1W2，Q1Q2 BW1W2，Q1Q2CW1W2，Q1Q2 DW1W2，Q1Q25.如圖所示，ABC和DEF是在同一豎直平面內(nèi)的兩條光滑軌道，其中ABC的末端水平，DEF是半徑為r0.4 m的半圓形軌道，其直徑