高二物理人教版必修27.8机械能守恒定律教案（精编版）

1、高二物理人教版必修2 7.8 机械能守恒定律教案第 3 页第 4 页在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和弹性势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。2对机械能守恒定律的理解：（1）机械能守恒定律的研究对象一定是系统，至少包括地球在内。通常我们说“小球的机械能守恒”其实一定也就包括地球在内，因为重力势能就是小球和地球所共有的。另外小球的动能中所用的v，也是相对于地面的速度。（2）当研究对象（除地球以外）只有一个物体时，往往根据是否“只有重力做功” 来判定机械能是否守恒；当研究对象 （除地球以外） 由多个物体组成时，往往根据是否“没有摩擦和介质阻力”来判定机械能是否守恒。（3） “只有重力做功

2、”不等于“只受重力作用”。在该过程中，物体可以受其它力的作用，只要这些力不做功，或所做功的代数和为零，就可以认为是“只有重力做功”。3对机械能守恒条件的认识如果没有摩擦和介质阻力，物体只发生动能和势能的相互转化时，机械能的总量保持不变，这就是机械能守恒定律。没有摩擦和介质阻力，这是守恒条件。具体的讲，如果一个物理过程只有重力做功，是重力势能和动能之间发生相互转化，没有与其它形式的能发生转化，物体的动能和重力势能总和保持不变。如果只有弹簧的弹力做功，弹簧与物体这一系统，弹性势能与动能之间发生相互转化，不与其它形式的能发生转化，所以弹性势能和动能总和保持不变。分析一第 5 页个物理过程是不是满足机

3、械能守恒，关键是分析这一过程中有哪些力参与了做功，这一力做功是什么形式的能转化成什么形式的能。如果只是动能和势能的相互转化， 而没有与其它形式的能发生转化，则机械能总和不变。 如果没有力做功，不发生能的转化，机械能当然也不发生变化。例 1 如图物块和斜面都是光滑的，物块从静止沿斜面下滑过程中，物块机械能是否守恒？系统机械能是否守恒？解析：以物块和斜面系统为研究对象，很明显物块下滑过程中系统不受摩擦和介质阻力，故系统机械能守恒。又由水平方向系统动量守恒可以得知：斜面将向左运动，即斜面的机械能将增大，故物块的机械能一定将减少。点评：有些同学一看本题说的是光滑斜面，容易错认为物块本身机械能就守恒。这

4、里要提醒两条：由于斜面本身要向左滑动，所以斜面对物块的弹力n 和物块的实际位移s 的方向已经不再垂直，弹力要对物块做负功，对物块来说已经不再满足“只有重力做功”的条件。斜面一定会向右运动，其动能也只能是由物块的机械能转移而来，所以物块的机械能必然减少。4机械能守恒定律的各种表达形式（1）221122mghmvmghmv，即pkpkeeee；（2）0pkee；120ee；pkee。点评：用（ 1）时，需要规定重力势能的参考平面。用（2）时则不必规定重力势能的参考平面，因为重力势能的改变量与参考平面的选取没有关系。尤其是第 6 页用pkee，只要把增加的机械能和减少的机械能都写出来，方程自然就列出

5、来了。5解题步骤确定研究对象和研究过程。判断机械能是否守恒。选定一种表达式，列式求解。4应用举例【例 2】如图所示，质量分别为2m 和 3m 的两个小球固定在一根直角尺的两端a、b，直角尺的顶点o 处有光滑的固定转动轴。 ao、bo 的长分别为 2l 和 l。开始时直角尺的ao部分处于水平位置而b 在 o 的正下方。让该系统由静止开始自由转动，求：当a 到达最低点时， a 小球的速度大小v； b 球能上升的最大高度 h；开始转动后b 球可能达到的最大速度mv。解析：以直角尺和两小球组成的系统为对象，由于转动过程不受摩擦和介质阻力，所以该系统的机械能守恒。 程中 a 的重力势能减少，a、b 的动

6、能和 b 的重力势能增加，a 的即时速度总是 b 的 2 倍。221122323222vmglmg lm vm， 解得811glv。a 第 7 页 b球不可能到达 o 的正上方， 它到达最大高度时速度一定为零，设该位置比 oa竖直位置向左偏了角。22 cos31 sinmglmg l （），此式可化简为4cos3sin3，利用三角公式可解得sin53sin37（），16。b 球速度最大时就是系统动能最大时，而系统动能增大等于系统重力做的功gw。设 oa 从开始转过角时 b 球速度最大，4sin3cos32mglmgl（），解得411mglv。例 3 如图所示，半径为r的光滑半圆上有两个小球ab、，质量分别为mm和，由细线挂着，今由静止开始无初速度自由释放，求小球a升至最高点 c时ab、两球的速度？解析： a 球沿半圆弧运动，绳长不变，ab、两球通过的路程相等，a 上升的高度为hr； b 球下降的高度为242rrh； 对于系统，由机械能守恒定律得：突破反思本节课的教学中，以生活中常见情境为例，让学生分析动能、势能的相互转化，提出机械能如何变化的问题，顺势引入新课；创设不同情境，让学生用所学v1a v1 a 第