广西崇左市宁明县宁明中学高中物理 4.5《机械能守恒定律》导学案 教科版必修2(1).docVIP

广西崇左市宁明县宁明中学高中物理 4.5机械能守恒定律导学案 教科版必修2姓名： 班级： 学号： 【学习目标】1知道物体的动能和势能可以相互转化；会分析动能和势能相互转化的实例 2理解掌握机械能守恒定律的内容和适用条件 3掌握机械能守恒定律的表达式 4会判定具体问题中机械能是否守恒，会用机械能守恒定律分析生活和生产中的有关问题 【学习重点难点】1. 机械能守恒的条件 2灵活运用机械能守恒定律解决问题课前预习【知识链接】1. 动能定理的内容和表达式是什么？_2. 重力所做的功与物体重力势能的变化之间有什么关系？_【自主学习】 一动能与势能的相互转化1.物体沿光滑斜面上升，重力做_功，物体速度减小，重力势能增加，动能_。2.被压缩的弹簧恢复原长时， 弹力对做与它接触的物体做_功，弹簧的弹性势能_，物体动能_。二机械能守恒定律1机械能：若物体的动能为ek,系统势能为ep,则机械能表达式为e=_。2内容：在只有_ 或 _做功的物体系统内，物体的_和_可以相互转化，而总的机械能_3表达式：_4条件：只有_或_做功 课堂探究一 动能与势能转化的规律【观察思考】课本72页的观察思考【实验探究】实验1：如图所示，将金属球用细线悬挂起来固 定在黑板上部（在黑板上画出相应的水平线），让金属球摆动，通过实验发现，小球可以摆到跟释放点等高处再用一个钉子固定在黑板上某点挡住细线，再观察，发现金属球仍可以摆到跟释放点等高处 问题：这个小实验中，小球的受力情况如何？各个力的做功情况如何（画图分析）？能量转化情况？ (选一同学操作，各组观察演示实验，思考问题，选出代表发表见解。)_。实验2：请一位学生靠墙站立，头倚在墙壁上，请另一位同学将金属球偏离平衡位置，且使金属球与学生的鼻子刚刚接触，然后释放金属球你敢吗？问题：当金属球摆回时，会碰到鼻子吗？这两个小实验说明了什么？实验结论：小球在摆动过程中_能和_能在不断转化。在摆动过程中，小球总能回到原来的高度。可见，重力势能和动能的总和，即机械能应该_。【理论探究】实例1：课本72页至73页图4-5-3的抛体运动 实例2 如右图所示一质量为m的物体沿光滑曲面滑下，经高度为h1的a点速度 为v1,下落到高度为h2的b点时速度为v2.对以上两实例(1) 试分析在物体下落的过程中，各力对物体的做功情况;(2) 利用动能定理计算重力做功；(3) 利用重力做功与物体重力势能的变化关系来计算重力做功；(4) 通过计算确定a、b两任意位置的机械能关系。 实例1: 实例2： 上述过程中，有什么条件？_可见：在只有_做功的物体系统内，_能和_能可以相互转化，而总的机械能_。实验4：放开被压缩的弹簧，弹簧可以把跟它接触的小球弹开去 实验5：学生将尾部带有弹簧的圆珠笔的尾部朝下放在桌上，将笔向下压，然后松手 同样可以证明：在只有弹力做功的物体系统内，动能和弹性势能可以相互转化，总的机械能也保持不变。结论：在只有_或_做功的物体系统内，_能和_能可以相互转化，总的机械能也保持不变。这就是机械能守恒定律。表达式_。二、机械能守恒定律的应用 实验6：请学生代表进行课本73页“活动”从不同高度释放小球，观察小球的运动情况 实验说明：小球能否通过最高点与小球释放的_有关。要使小球通过圆弧轨道的顶端时不掉下来，小球在顶端时的速度至少为多大？如果忽略摩擦阻力，小球的初位置必须比轨道地段高出多少？小球最初的实际高度必须大于这个理论值，为什么？思考后交流 【典型例题】课本73页例题【达标演练，小组展示】小试牛刀1.下列哪种情况下机械能是守恒的？( )a.跳伞员利用降落伞在空中匀速下落 b. 抛出的篮球在空中运动（不计阻力）c. 用绳拉着一个物体沿着光滑的斜面匀速上升d. 物体以0.8m/s2的加速度竖直向上做匀减速运动 2如图所示，下列四个选项的图中，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（）3关于机械能守恒定律的适用条件，下列说法正确的是()a只有重力和弹力作用时，机械能才守恒b当有其他外力作用时，只要合外力为零，机械能守恒c当有其他外力作用时，只要其他外力不做功，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4优化探究76页第1题（ ）5.质量为2kg的物体以2m/s的初速沿倾角为30的光滑斜面上滑（g取10m/s2），若斜面足够长，那么该物体所能达到的最大高度是多少？(0.2米) 6质量为2kg的物体以20m/s的初速竖直向上抛出（g取10m/s2），不计空气阻力，问： (1)小球升到15m高时动能多大？(100j) (2)小球在多高的地方动能和势能正好相等？(10米) 【能力提升】7. 优化探究71页第2题（ ）8游乐场中的一种滑梯小朋友从轨道顶端由静止开始下滑，沿水平轨道滑动了一段距离后停下来，则()a下滑过程中支持力对小朋友做功b下滑过程中小朋友的重力势能增加c整个运动过程中小朋友的机械能守恒d在水平面滑动过程中摩擦力对小朋友做负功9. 课本74页第2题（ ）10. 课本74页第4题11.优化探究71页第3题( )【学后反思】1、说说应用机械能守恒定律的解题步骤2、通过本节学习，你学了什么新知识，还有哪些不太清楚？2解析：机械能守恒的条件是：物体只受重力或弹力的作用，或者还受其它力作用，但其它力不做功，那么在动能和势能的相互转化过程中，物体的机械能守恒。依照此条件分析，abd三项均错。答案：c。 3答案： c 4解析：选c.机械能守恒的条件是只有重力和系统内的弹力做功，也就是物体可以受其他力作用，只要其他力不做功或做功之和为零即可，故a、b均错，c正确在炮弹爆炸过程中，爆炸时产生的化学能转化为机械能，机械能不守恒，d错5解析：选b.小球在运动过程中只有重力做功，由机械能守恒得落地时的机械能与抛出时机械能相等，即mv，b正确8解析：选d.下滑过程中支持力的方向总与速度方向垂直，所以支持力不做