7.8第一课时.doc

高一物理 讲义编号15 20154-21 第七章机械能守恒定律 学号 姓名 7.8 机械能守恒定律【学习目标】1.知道什么是机械能，知道物体的动能和势能可以相互转化；2.明确机械能守恒定律的内容，知道它的含义和守恒条件；3.会根据机械能守恒定律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。【预习自测】一、动能与势能的相互转化1.动能与重力势能间的转化只有重力做功时，若重力做正功，则_转化为_；若重力做负功，则_转化为_。2.动能与弹性势能间的转化弹力做_功，_转化为_；弹力做负功，_转化为_。可见，通过_或_做功，机械能可以从_转化为_。3.动能、重力势能和弹性势能统称为 能,势能包括重力势能和弹性势能。二、机械能守恒定律1.内容：在只有_或_做功的物体系统内，动能与势能可以_，而总的机械能保持_。2.表达式：_ _ _3.守恒条件：只有_或（弹力）做功。【学习过程】1.推导：物体沿光滑曲面滑下，在A位置时动能为，重力势能为。运动到B位置时动能为，重力势能为用我们学过的动能定理以及重力的功和重力势能的关系，推导物体在A处的机械能和B处的机械能相等推导过程：【结论】在只有重力做功的物体系统内，_【补充】在只有弹力做功的物体系统内，动能与弹性势能也可以相互转化，总的机械能保持不变。（证明略）2.定律内容：3.三种等价表达式：（1）_ + _ _ + _ 或 即系统初状态的机械能等于末状态的机械能.（2）_ _ ； _ _ 即系统动能的增加量等于势能的减少量或者动能的减少量等于势能的增加量. 即把系统内的物体分为、两组，组机械能的增加量等于组机械能的减少量.4.机械能守恒的条件:只有重力或弹力做功,包括以下三种情况:(1)只有重力或弹力作用,没有其他力作用;(2)除重力、弹力外，还受其他力,但这些力都不做功;(3)除重力、弹力外，还有其他力做功,但这些力做功的代数和为零.例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物体若只有重力做功，机械能一定守恒变1.如图所示的四个选项中，木块均在固定的斜面上运动，其中图A、B、C中的斜面是光滑的，图D中的斜面是粗糙的，图A、B中的F为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，图A、B、D中的木块向下运动，图C中的木块向上运动，在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是 （ ） A B C D变2.如图所示,一轻质弹簧固定于O点,另一端系一重物,将重物从与悬挂点等高的地方无初速度释放,让其自由摆下,不及空气阻力,重物在摆向最低点的位置的过程中( )A 重物重力势能减小 B重物重力势能与动能之和增大C重物的机械能不变 D. 重物的机械能减少 例3.从h高处以初速度v0竖直向上抛出一个质量为m的小球，如图所示若取抛出处物体的重力势能为0，不计空气阻力，则物体着地时的机械能为()Amgh BmghmvC.mv D.mvmghAlCO变3.把一个小球用细绳悬挂起来，就成为一个摆，摆长为L，最大偏角为。如果阻力可以忽略，小球运动到最低位置时的速度是多大？变4.质量为m的物体，在距地面h高处以g/2的加速度由静止开始竖直下落到地面，下列说法正确的是 ( )A物体的重力势能减少了mgh B物体的机械能减少了mgh C物体的动能增加了mgh D重力对物体做功mgh【课堂练习】1机械能守恒的条件是“只有重力对物体做功”这句话的意思是( )A物体只能受重力的作用，而不能受其他力的作用B物体除受重力以外，还可以受其他力的作用，但其他力不做功C只要物体受到的重力做了功，物体的机械能就守恒，与其他力做不做功无关D以上说法均不正确2.关于机械能守恒定律的适用条件，下列说法中正确的是 ( )A只有重力和弹力作用时，机械能守恒B内力只有重力和弹力作用，同时还有其他外力作用，但只要合外力为零机械能守恒C内力只有重力和弹力作用，同时还有其他外力作用，但只要其他外力的功为零，机械能守恒来源:学#科#网ZX#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3.如图所示，物体从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，在弹簧压缩到最短的整个过程中，下列关于能量的叙述中正确的应是（ ） A.重力势能和动能之和总保持不变 B.重力势能和弹性势能之和总保持不变Hh C.动能和弹性势能之和保持不变 D.重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变4.如图所示，桌面高度为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由落下，不计空气阻力，假设桌面处的重力势能为零，小球落到地面前的瞬间的机械能应为：（ ）A、mgh；B、mgH；C、mg(H+h)；D、mg(H-h)。5如图所示，长度为r的均匀直杆它的两端恰放在半径为r的四分之一光滑圆弧AB的两瑞BC为光滑水平轨道，直杆由静止开始下滑当直杆全部滑到水平轨道上时的速度为 6.在地面以10m/s的速度将质量为m的物体竖直上抛出，若空气阻力忽略，g10m/s2则：(以地面为零势能面)物体上升的最大高度是多少？上升过程在何处重力势能和动能相等？（3）何处重力势能是动能的两倍？（4）何处动能是重力势能的两倍？【课后练习】1如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是 ( )A甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，A机械能守恒B乙图中，在大小等于摩擦力的拉力作用下沿斜面下滑时，物体B机械能守恒C丙图中，不计任何阻力时，A加速下落，B加速上升过程中，A、B组成的系统机械能守恒D丁图中，小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时，小球的机械能守恒2 物体在平衡力作用下运动的过程中，下列说法正确的是 ( )A机械能一定不变B物体的动能保持不变，而势能一定变化C若物体的势能变化，机械能一定变化D若物体的势能变化，机械能不一定变化3 一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是( )A运动员到达最低点前重力势能始终减小B蹦极绳张紧后的下落过程中，弹力做负功，弹性势能增加C蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒D蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关4 两个质量不同的小铁块A和B，分别从高度相同且都光滑的斜面和圆弧斜面的顶点滑向底部，如图所示，如果它们的初速度都为零，则下列说法正确的是 ( )A下滑过程中重力所做的功相等B它们到达底部时动能相等C它们到达底部时速率相等D它们在下滑过程中各自机械能不变5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，以地面为参考平面) ()A物体在最高点时机械能为mg(Hh)B物体落地时的机械能为mg(Hh)mv2C物体落地时的机械能为mgHmv2D物体在落回过程中，经过阳台时的机械能为mgHmv26如图所示，从H高处以v平抛一小球，不计空气阻力，当小球距地面高度为h时，其动能恰好等于其势能，则 ( )Ah=H/2 BhH/2 D无法确定7 如图所示，具有一定初速度v的物块，在沿倾角为30的粗糙斜面向上运动的过程中，受一个恒定的沿斜面向上的拉力F作用，这时物块的加速度大小为5 m/s2，方向沿斜面向下，g取10 m/s2，那么在物块向上运动的过程中，下列说法正确的是( )A物块的机械能一定增加B物块的机械能一定减少C物块的机械能不变D物块的机械能可能增加，也可能减少8 如图所示，用一轻绳系一小球悬于O点现将绳拉直使小球处于水平位置，然后静止释放，不计阻力小球下落到最低点的过程中，下列表述正确的