课时9机械能守恒定律.doc

如皋市搬经中学09-10学年度第二学期高一物理导学单课时9 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会正确推导物体在光滑曲面上运动过程中的机械能守恒，理解机械能守恒定律的内容，知道它的含义和适用条件 3在具体问题中，能判定机械能是否守恒，并能列出机械能守恒的方程式。4学会在具体的问题中判定物体的机械能是否守恒初步学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象，分析问题5通过能量守恒的教学，使学生树立科学观点，理解和运用自然规律，并用来解决实际问题活动一：通过实例研究动能和势能的相互转化1阅读课本对应内容，了解动能和势能的相互转化2实验说明：动能和势能的相互转化分析：以甲图为例，以最低点为零势面，小球在摆动过程中动能和势能发生相互转化。乙甲ABCAAO势能全部转化为动能OB动能全部转化为势能在A、O、B三处机械能是相等的 O甲图中小球可以摆到与A点高度相同的B点。乙图中用尺在某点挡住细线，小球虽然不能摆到B点，但摆到另一端时，能达到与A点相同高度的C点甲、乙图中，小球在摆动过程中的任何位置，机械能是相等的。实验结论：小球在摆动中机械能守恒BAv1v2h1h2h3理论分析：动能与势能相互转化的情况。在只有重力对物体做功时物体的机械能：问题：质量为m的物体自由下落过程中，经过高度h1处速度为v1，下落至高度h2处速度为v2，不计空气阻力，试分析由h1下落到h2过程中机械能的变化。分析：根据动能定理，有 下落过程中重力对物体做的功在数值上等于物体重力势能的变化量。取地面为参考平面，有 由以上两式可以得到 结论：下落过程中，物体重力势能转化为动能，此过程中物体的机械能总量不变。问题：上述结论是否具有普遍意义呢？阅读课本P(物体沿光滑曲面下滑) 明确：可以证明，在只有重力做功的情形下，不论物体做直线运动还是曲线运动，上述结论都成立。问题：在只有弹簧弹力做功时，物体的机械能是否变化呢？（联想：）重力做功对应重力势能和动能相互转化，弹簧弹力做功对应弹性势能和动能的相互转化，因此，在只有弹簧弹力做功的情形下，我们也可以证明动能和势能之和保持不变，即机械能守恒活动二:在已有实例和知识基础上归机械能守恒定律、推导其数学表达式内容：表达式：（）（）（）机械能守恒的条件及理解：条件： 理解：（）（）题在下面列举的各个实例中（除A外都不计空气阻力），哪些情况机械能是守恒的？说明理由。A、跳伞员带着张开的降落伞在空气中匀速下落。B、抛出的手榴弹或标枪在空中运动。C、拉着一个物体沿光滑斜面匀速上升（如图甲）。图乙vFv图甲D、在光滑水平面上运动的小球碰到一个弹簧，把弹簧压缩后，又被弹回来（如图乙）。E、用细绳拴住一个小球，使小球在光滑水平面上做匀速圆周运动。F、用细绳拴住一个小球，使小球在竖直面内做圆周运动。G、以0.8g的加速度向上做匀减速运动的物体变式训练：如图质量为m的物块从一定高度开始作自由落体运动，落向固定在地面上的弹簧，从物体接触弹簧到弹簧压缩到最短的过程中下列说法正确的是：（）A、物体重力势能减小B、物体重力势能转化为物体的动能C、物体的机械能守恒D、物体、地球和弹簧组成的系统机械能守恒在上两题基础上了解机械能守恒定律具有的三性普遍性（不论运动形式如何，位置如何，只要满足条件机械能就守恒）相对性（v应相对同一惯性参照系，h应相对同一零势面）系统性（机械能是物体与地球、物体与弹簧所组成的系统所共有的）活动三:机械能守恒定律的初步应用题在距离地面20m高处以15m/s的初速度水平抛出一小球，不计空气阻力，取g10m/s2，求小球落地速度大小。变式训练：课本72（）题长L80cm的细绳上端固定，下端系一个质量 m100g的小球。将小球拉起至细绳与竖直方向成60角的位置，然后无初速释放。不计各处阻力，求小球通过最低点时，细绳对小球拉力多大？取g10m/s2。变式训练：课本71例题课堂小结：应用机械能守恒定律的解题步骤 明确研究对象和它的运动过程。分析研究对象的受力情况，判断机械能是否守恒。确定对象运动的初、末状态，选定零势能参考平面，确定物体在始、末两状态的机械能选定一种表达式，统一单位，列式求解。课堂反馈：下列过程中，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（以上均不计空气阻力）。将质量相同的三个小球A、B、C在地面上方同一高度以相同的初速率抛出，A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。如图所示，长度为l的轻弹簧和长度为L (Ll)的轻绳，一端分别固在同一高度的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10（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（在弹性限度内），这时A、B两球在最低点的速度分别为vA和vB和，则：（ ）AvAvB； BvAvB； CvA=vB；D无法判定。4将质量为m的小球以初速度v0斜上抛出。当它上升到离地面某一高度时，它的势能恰好等于当时的动能。 则这个高度是：( )A B C D 5如右下图，在高为H的平台上以初速抛出一质量为的小球，不计空气阻力，当它到达离抛出点的竖直距离为的B点时，小球的动能增量为（ ）v0hAB CDmgh6如右上图所示，在足球赛中，红队球员在白队禁区附近主罚定位球，并将球从球门右上角擦着横梁踢进球门。球门高度为h，足球飞入球门的速度为v，足球的质量m，则红队球员将足球踢出时的速度v0= _ ，该队员踢球时对足球做功W = _。（不计空气阻力）7如图所示，质量为m=2Kg的小球在轻弹簧的一端，另一端固定在悬点O处，将弹簧拉至水平位置A处由静止释放，小球到达距O点下方0.5m的B点时速度为