《机械能守恒定律》学案3(粤教版必修2)

机械能守恒定律【学习目标】知道机械能的概念，能确定机械能的大小。会正确推导自由落体运动、竖直上抛的上升过程中的机械能守恒定律。掌握机械能守恒定律，知道它的含义和适用条件。在具体问题中，能判断机械能是否守恒，并能列出机械能守恒方程式。初步掌握用机械能守恒定律解决力学问题。【学习重点】机械能。机械能守恒定律以及它的含义和适用条件。【学习难点】机械能守恒定律以及它的含义和适用条件。【主要内容】一、机械能E1．定义：物体由于做机械运动而具有的能叫机械能。用符号E表示，它是动能和势能(包括重力势能和弹性势能)的统称。2．+EK P能之和。②机械能是标量。没有方向，只有大小，可有正负(因势能可有正负)。机械能的几种不同形式之间可以相互转化。如自由落体和竖直上抛过程中，重力势能和动能之间发生相互转化。将弹簧的一端接在气垫导轨的一端，另一端弹簧上后的运动过程中，动能与重力势能及弹性势能发生相互转化。二、机械能守恒定律推导：定律的表述：因研究对象的选取不同，机械能守恒定律有以下三种表述：①只有重力做功系统（研究对象是物体和地球组成的系统发生相互转化，但机械能的总量保持不变。只有重力和弹簧弹力做功系(研究对象是物 相互转化，但机械能的总量保持不变。3．+E=E+E或者E=EK2 P2 Kl Pl 2 1式中E、E、E分别是初状态时的动能、势能和机械能；E、E、E分别是末状Kl Pl 1 K2 P2 2态时的动能、势能和机械能。几种不同的表达形式：为零。总量总保持恒定不变。对定律的理解：机械能守恒的条件必须是“只有重力和弹性力做功．没有其他外力做功”。不是不同的两个物理概念，不能相混．这里的弹性力，在中学物理中狭义地指弹簧中的弹力。。7．重要意义：三、如何判断机械能是否守恒(3)在下列几种情况下，系统机械能守恒①物体只受重力或弹簧弹力作用；②只有系统内的重力或弹簧弹力做功，其他力均不做功；③虽有多个力做功，但除系统内的重力或弹簧弹力以外的其他力做功的代数和为零；④系统跟外界没有发生机械能的传递，系统内外也没有机械能与其他形式能之间的转化。【例一】在下列实例中，不计空气阻力，机械能守恒的( A．作自由落体运动的物体。B．小球落在弹簧上，把弹簧压缩后又被弹起。C．沿光滑曲面自由下滑的物体。D．起重机将重物匀速吊起。【例二】如图所示，两个质量相同的物体A和B，在同一高度处物体自由落下物沿光滑斜面下滑，则它们到达地面(空气阻力不)( )A．速率相同，动能相同。B．B物体的速率大，动能也大。C．A、B两物体在运动过程中机械能都守恒。D．B物体重力所做的功比A物体重力所做的功多。10m/s6030【例四】用一根长lmαA小球摆到最低点O若在悬点正下方P处有一钉子，课堂训练：关于机械能守恒定律适用条件的下列说法中正确的( )A．只有重力和弹性力作用时，机械能守恒。B．当有其他外力作用时，只要合外力为零，机械能守恒。C．当有其它外力作用时，只要合外力的功为零，机械能守恒。D．炮弹在空中飞行不计阻力时，仅受重力作用，所以爆炸前后机械能守恒从地面竖直向上抛出一小球，若在上升和下落过程中不计阻力，则小球两次经离地h高的某点时，小球具( )A．不同的速度 不同的加速度C．不同的动能D．不同的机械3．关于机械能是否守恒的叙述，正确的( )作匀速直线运动的物体的机械能一定守恒。B．作匀变速运动的物体机械能可能守恒。C．外力对物体做功为零时，机械能一定守恒。D．只有重力对物体做功，物体机械能一定守恒质量为的物体以加速度g／2竖直下落5m时，物体的动能重力势能减在此过程中，物体的机械填：守恒或不守恒。课后作业：下列说法中，正确的( )A．机械能守恒时，物体一定不受阻力机械能守恒时，物体一定只受重力和弹力作用。C．物体处于平衡状态时，机械能必守恒。D如图所示，距地面h高处以初速度Vo沿水平方向抛出一个物体，不计空气阻力物体在下落过程中，下列说法正确的( )物体在ca物体在ac物体在ab、c三点具有的动能一样大。物体在ab、c三点具有的机械能相等。从离地面h高处以初速va，b，c0三个质量相同的小球，则它( )落地时的动能相同 落地时的动能大小是E＞E＞Ekc ka kbC．落地时重力势能的减少量相同D．在运动过程中任一位置上的机械能都相同。自由落下的小球从接触竖直放要的弹簧开始到弹簧被压缩到最大形变的过程中下列说法中正确的( )小球的动能逐渐减小。 小球的重力势能逐渐减小C．系统的机械能逐渐减小。 。系统的机械能保持不变如图所示，从高Hv抛出一个质量为mO出点下方h处时的动能( )1/2mv2+mgH B．1/2mv2+mgh0 0C．mgH-mgh 0长1的线的一端系住质量为m的小球，另一端固定，使小球在竖直平面内以绳固定点为圆心恰能做完整的圆周运动，下列说法正确的( )小球、地球组成的系统机械能守恒。 小球做匀速圆周运动C．小球对绳拉力的最大值与最小值相差6mg。D．以最低点为参考平面，小球机械能的最小值为2mgl。有一斜轨道AB与同材料的l／4圆周轨道BC3R，现让一个小滑块从D点自由下落，沿轨道刚好能滑动到A点，则它再从A（不计空气阻力）()A．R C．在0与R之间 在R与2R之间8．如图所示，两个半径不同内壁光滑的半圆轨道，固定于地面，一小球先后从与心在同一高度上的AB两点由静止出发自由滑下，通过最低点时，下述说法中正确的( )A．小球对轨道底端的压力是相同的C．通过最低点的速度不同，半径大的速度大。D．通过最低点时向心加速度是相同的。质量为O．5kg的物体作自由落体运动，下落ls后，物体的动能重力势能减在此过程中，物体的机械填：守恒或不守恒。一根全长为上，如图所示，受到轻微的扰动后，铁链开始滑动，当铁链脱离滑轮瞬间铁链速度大小为多少？阅读材料：能的概念101的铁锤，具有50焦的动能，这个能量是高度有序的。当铁锤回复到静止状态时，它可以做出很接近于50焦的功。但是，假如以同样大小的能量使分子做无规则运动，其结果将是温度升高约0．12K。在回到原来的状态时，在理论上它可能做一些功，但同时必须在较低温度下放出一些热。在室温下，可以转化为功的能量与输入能量的比值约为0．12K／300K=-4×104。我们能得到的功仅为2×10-2焦，远小于50也有人认为，功只不过是能量转化的方式之一。为了突出能量概念的广阔外延和能量的能量，讨论能量从一种形式向另一种形式的转化。看来，很难给能的概念下一个简单的一般定义。荷兰物理学家HA念。1853