高中物理第四章机械能及其守恒定律第五节机械能守恒定律学案粤教版必修2

--PAGE1-第五节机械能守恒定律学习目标（重点）.（重点）（重点、难点）

STSE情境导学ft车关闭发动机后，若不计阻力，机械能守恒车辆进站时，冲上站台，动能转化为势能知识点一动能与势能的相互转化动能与势能（包括重力势能和弹性势能）统称为机械能.2.机械能的转化.通过重力或弹力做功，机械能可以从一种形式转化成另外一种形式.知识点二机械能守恒定律的理论验证设一个质量为m设一个质量为m的小球从点Ah的点B时速度为v；下落到高度为h的点C时速度为v1 1 2 2B运动到点C的过程中，重力所做的功为W，则由动能定理，可得W＝m2－m，11G G2221由重力做功与重力势能变化的关系，可知W＝mgh－mgh.G 1 2由以上两式，可得12m2－m2＝mghmgh.122112可见，在自由落体运动中，重力做了多少功，就有多少重力势能转化为等量的动能.把上式移项后，得到1 1mgh＋m2＝mgh＋m，1 21 2 22即E＋E＝E＋E.p1 k1 p2 k2小试身手在只有重力或弹力做功的系统内，动能和势能发生相互转化，而系统的机械能总量保持不变.这就是机械能守恒定律.小试身手如图所示，距离地面h高处以初速度v0

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，下列说法正确的是（ ）物体在c点比在a点具有的重力势能大物体在c点比在a点具有的动能大物体在a点比在b点具有的动能大物体在、、c三点具有的动能一样大ac点的重力势能，在、c点的动能大于在a、CD答案：B下列说法正确的是（ ）机械能守恒时，物体一定不受阻力C.物体做匀速运动时，机械能必守恒D.物体所受的合外力不等于零，其机械能也可以守恒解析：机械能守恒的条件是只有重力做功或系统内物体间的弹力做功.机械能守恒时，物体或系统可能不只受重力和弹力作用，也可能受其他力，但其他力不做功或做的总功一定为零，AB答案：D1.机械能的定义.1.机械能的定义.学习小结2.机械能的转化.3.机械能守恒定律3.机械能守恒定律探究一机械能守恒的判断只有重力或弹力做功，可以从以下三个方面进行理解：更不是某个物体所受的合力等于零.从能量转化来判断：系统只有动能和势能的相互转化，无其他形式能量（如内能从做功来判断“只有重力或弹力做功①只受重力或系统内的弹力.②还受其他力，但只有重力或系统内的弹力做功，其他力不做功.【典例1】关于机械能是否守恒的叙述，正确的是（ A.做匀速直线运动的物体机械能一定守恒做变速运动的物体机械能不可能守恒外力对物体做功为零时，机械能一定守恒若只有重力对物体做功，物体的机械能一定守恒解析：物体在竖直方向做匀速直线运动，机械能不守恒，A错误；物体在重力作用下的各种抛体运动虽是变速运动，但机械能守恒，B错误；物体在粗糙的斜面上向上匀速滑动时，外力做功为零，但机械能不守恒，C错误；由机械能守恒条件可知D正确.答案：D1.（多选）忽略空气阻力，下列物体在运动过程中满足机械能守恒的是（ A.电梯匀速下降铅球从被抛出到落地前重物被起重机从地面提升到楼顶物体从固定的光滑斜面顶端下滑到底端解析：机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功.电梯匀速下降有一向上的力做负功，有重力做功，机械能守恒，所以、D正确；重物被起重机从地面提升到楼顶，向上的拉力做正功，机械能增加，故C答案：BD2.如图所示，上表面有一段光滑圆弧且质量为M的小车A置于光2.如图所示，上表面有一段光滑圆弧且质量为M的小车A置于光滑水平面上.在一质量为m的物体B自圆弧上端自由滑下的同时释放则（）轨道对B的支持力对B不做功BB和地球组成的系统的机械能守恒解析：A、、CBA有压力，ABA位移，BAB、B.D、B和地球组成的系统没有与外界发生机械能的转移，也没有摩擦，机械能没有转化为其他形式的能，系统答案：D探究二机械能守恒定律的应用1.应用机械能守恒定律的基本思路.应用机械能守恒定律时，相互作用的物体间的力可以是变力，也可以是恒力，只要符合守恒条件，机械能就守恒.而且机械能守恒定律，只涉及物体系的初、末状态的物理量，而不需分析中间过程的复杂变化，使问题得到简化.2.应用机械能守恒定律求解问题的角度.从守恒的角度：系统的初、末两状态机械能守恒，即E＝E.2 1从转化的角度：系统动能的增加等于势能的减少，即＝－ΔE.k p从转移的角度：系统中一部分物体机械能的增加等于另一部分物体机械能的减少，ΔE＝－ΔE.A B（1“总机械能保持不变”并不是指各个物体的机械能不变，而是指相互作用着的所有物体即系统的总机械能不变.【典例2】一个同学设计了一种玩具的模型如图所示.该模型由足够长的倾斜直轨道AB与水平直轨道BC平滑连接于BCCDmAB滑的.要使小球从D点飞出并落在水平轨道上，重力加速度取释放点至水平轨道高度的范围；小球到达C（1）小球恰能通过D点时，释放点高度最小，2，有，R1 5从A到，根据机械能守恒定律得mgh2mg＋m2，联立得h＝；1 21 2小球从D点飞出后恰好落在B点时，释放点高度最大，有12＝g2，＝v，2 1从A到，根据机械能守恒定律得mgh2mg＋m2，联立得h2

25Rh

2释放点至水平轨道高度的范围为≤2

≤4.时，C1A到mg＝m2，2C2，C点：FC，N R联立得FN根据牛顿第三定律，压力大小为＝FN N5（1）≤≤R2）mg233kg5kg、33kg5kg、接跨在一个定滑轮两侧，轻绳正好拉直，且A面0.8g取10m/2）（2）B物体着地后A物体还能上升多高？（1）在BA与B在B、B当B（1）方法一由E＝E解1 2、BB下落时系统机械能守恒，以地面为零势能参考面，则mB1mg＋（m＋m2，A 2 A B2×（5－3）×10×0.83＋52（m－m）gh2×（5－3）×10×0.83＋5解得v＝

B A ＝

m/s＝2m/s.m＋mA BΔE＝－ΔE解k p1对B组成的系统，有mm）＝－mg－mg，2 A B A B解得v＝2m/s.（2当BA以2m/sA上升的高度由机械能守恒可得mg′A1＝m，2A解得h′＝

2 22m＝0.2m.2 2×10（12m/s（0.2m机械能守恒定律表达式的选取技巧E＋E＝E＋E或ΔE＝－ΔEk1 p1 k2 p2 k p来求解.当研究对象为两个物体组成的系统时：若A物体的机械能减少，可优先考虑用表达式ΔE＝－ΔEA B来求解.若两个物体的重力势能都在减小（或增加，动能都在增加（或减小，可优先考虑应用表达式ΔE＝－ΔE来求解.k p3.如图所示，长为L3.如图所示，长为L的匀质链条放在光滑水平桌面上，且有悬于桌面外，链L32gL 22gL3 B.323gL 6gLC.3 D.3解析：链条释放之后，到离开桌面，由于桌面无摩擦，整个链条的机械能守恒.取桌面1 L1m·＝mm（0.3 62v2＝3答案：B多选内壁光滑的环形凹槽半径为固定在竖直平面内一根长度为2R的轻杆一端固定有质量为m的小球甲，另一端固定有质量为2m的小球乙，将两小球放入凹槽内，小球乙位于凹槽的最低点，如图所由静止释放后（ ）下滑过程中甲球减少的机械能总等于乙球增加的机械能C.甲球可沿凹槽下滑到槽的最低点D.杆从右向左滑回时，乙球一定能回到凹槽的