2019-2020学年高中物理7.8机械能守恒定律学案(含解析)新人教版

1、8机械能守恒定律1ll11*fc*,I11'!11-1!-11-.,学习目标(1)知道机械能的各种形式，能够分析动能和势能之间的相互转化问题.(2)能够根据动能定理和重力做功与重力势能变化间的关系，推导出机械能守恒定律.(3)会根据机械能守恒的条件判断机械能是否守恒，能运用机械能守恒定律解决有关问题.(4)能从能量转化的角度理解机械能守恒的条件，领会用机械能守恒定律解决问题的优越性.自主探究1 .总结本章中我们学习的三种形式的能：物体由于运动而具有的能叫；物体由于被举高而具有的能叫；物体由于发生弹性形变而具有的能叫.2 .动能定理的表达式.3 .重力所做的功与物体重力势能的变化之间有什

2、么关系？_.4 .机械能包括和，物体自由下落能转化成能.5.课前交流分析：质量为1kg的物体从2m高处自由下落.求下列四个过程中，重力所做的功及物体的动能、重力势能(以最低点为零势能面，gWl0m/s2).卜落位移/m重力做的功/J物体的动能/J物体重力势能/J0.51.01.5由以上数据分析可以得到结论合作探究一、机械能守恒定律的推导合作探究一：分析在小球下摆的过程中的机械能的转化规律实例：能和能可以相互转化，势能变小时动能变(选填“大”或小).合作探究二：理论推导动能和势能的转化规律情景：如图所示，质量为m的小球沿任意一光滑曲面从距地面hi高度的A处开始下滑，初速度为vi,当下滑到距地面高

3、度为h2处时，速度为V2,尝试推导出该过程中机械能守恒的表达式(取最低点水平面为零势能面).推导:结论:拓展提升：若只有弹力做功，又能得到什么结论呢？二、机械能守恒定律(i)内容：(2)表达式：用系统的状态量表述：,即.用系统动能增量和势能增量间的关系表述：,即.(3)条件：.合作探究三：机械能守恒定律的应用把一个小球用细绳悬挂起来，就成为一个摆，摆长为1,最大偏角为e.小球运动到最低位置时的速度是多大？【小组合作】请总结一下利用机械能守恒定律解题的步骤课堂检测1.关于物体的机械能是否守恒的叙述，下列说法中正确的是()A.做匀速直线运动的物体，机械能一定守恒B.做匀变速直线运动的物体，机械能一

4、定守恒C.外力对物体所做的功等于0时，机械能一定守恒D.若只有重力做功，物体机械能一定守恒2.从离地高为H的阳台上以速度v竖直向上抛出质量为m的物体，它上升h后又返回下落，最后落在地面上，则下列说法中正确的是（不计空气阻力，以地面为参考面）（）A.物体在最高点时机械能为mgH+h）12B.物体洛地时的机械能为mgjH+h+2mvC.物体落地时的机械能为mgH+m2D.物体在落回过程中，经过阳台时机械能为mgH+mV3 .下列过程中，在不计空气阻力的情况下机械能守恒的是（）A.物体做自由落体运动B.用轻绳系一小球，给小球一初速度，使小球以另一端为圆心，在竖直面内做圆周运动，小球在做圆周运动的过程

5、中C.自由下落的炸弹在空中爆炸D.物体以一定的初速度冲上光滑的斜面4 .将质量相同的三个小球A、BC在地面上方同一高度以相同的初速率抛出，八球竖直上抛，B球竖直下抛，C球水平抛出，不计空气阻力，三个小球刚好落在同一地面上，则下列说法正确的是（）A.重力对三个小球做的功相同B.三个小球落地速度相同C.三个小球落地时动能相同D.三个小球的机械能相同5 .体积相同的木块和铁块，它们的重心在同一水平面O上.关于它们的重力势能，下列说法中正确的是（）A.不管参考平面怎样选取，铁块的重力势能一定比木块大B.若参考平面选取在O之上，铁块的重力势能比木块重力势能小C.若参考平面选取在O之下，铁块的重力势能比木

6、块重力势能大D.重力势能的正、负与参考平面的选择有关6 .如图所示，长度为l的轻弹簧和长度为L（L>l）的轻绳，一端分别固定在同一高度的O点和O'点，另一端各系一个质量为m的小球A、B,把它们拉成水平状态，如图甲和乙，这时弹簧未伸长.由静止释放，到最低点，弹簧的长度也等于L（在弹性PM度内），这时A、B两球在最低点的速度分别为VA和VB,则（）A.VA>VBB.VA<VB参考答案自主探究1 .动能重力势能弹性势能112 .Ek=2?22-2?123 .W=-AEp4 .动能势能重力势动5 .卜落位移/m重力做的功/J物体的动能/J物体重力势能/J0.555151.01

7、010101.515155结论：在只有重力做功的情况下，动能和重力势能相互转化，机械能总量保持不变.合作探究一、机械能守恒定律的推导合作探究一势动大合作探究二推导：由动能定理得：mghi-h2)=2?22-2?12mgh-mgb=2?22-2?121 1-mgh+2?i2=mgh+2?226 ：匕+玲=丘2+&27 2=E结论：在只有重力做功白物体系统内，物体的动能和重力势能可以相互转化，但机械能的总量保持不变拓展提升：若只有弹力做功，物体的弹性势能和动能可以相互转化，但机械能的总量保持不变二、机械能守恒定律8 1)在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能

8、保持不变9 2)初状态的机械能等于末状态的机械能E2+82=国+国动能的增加量等于势能的减少量AE=-A日10 )只有重力或弹力做功合作探究三解：取最低点为重力势能的零点，小球在下摆的过程中只有重力做功，机械能守恒初状态的机械能为&+E)i=0+mg(1-cos8)12末状态的机械能为E<2+E)2=2mv+01 2由机械能寸恒th律：mgl(1-cos0)=2mv由此解出：丫=搂？?(1-cos?)【小组合作】1 .选取研究对象系统.2 .根据研究对象所经历的物理过程进行受力、做功分析，判断机械能是否守恒3 .恰当地选取参考平面，确定研究对象在物理过程中的初末状态时的机械能4 .根据机械能守恒定律列方程，