【浙江版】高中物理 7.8机械能守恒定律学案 新人教版必修2.doc

第七章 机械能守恒定律 第8节 机械能守恒定律班级 学号 姓名 成绩 【课程学习目标】（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。重点：理解机械能守恒定律的条件，在具体的问题中能判定机械能是否守恒，并能列出定律的数学表达式。难点：掌握机械能守恒定律的推导、建立过程，理解机械能守恒定律的内容。【课堂导学】1.引入：（1）在机械运动中，动能、重力势能与弹性势能之间具有密切的联系，我们把动能和势能统称为 。表达式： 。（2）演示：碰鼻实验，如图1所示，把悬挂的铁球拉至鼻尖由静止释放，学生立于原地不动，小球来回摆动，学生怕重球碰坏了鼻子，可事实重球碰不到鼻尖。思考：重球为什么碰不到鼻子呢？（3）分析以下实例能量如何转化？小球自由落下（或竖直上抛）小球作平抛运动小球沿光滑斜面滑下水平方向的弹簧振子（不提出弹簧振子这个名称）思考：上述过程中小球的机械能守恒吗？这正是我们这节课要研究的问题。2.机械能守恒定律的推导：（1）分组活动：一个质量为2kg的小球，从足够高的地方自由下落，分别计算1s末、2s末、3s末、4s末的动能、重力势能和机械能（g取10m/s2，以开始下落的位置为参考平面）。1秒末2秒末3秒末4秒末动 能重力势能机 械 能可见，在 中，机械能是守恒的。（2）理论推导： 情景1：质量为m的物体作自由落体运动，经过高度h1的a点时速度为v1，经过高度h2的b点处速度为v2。则在从a到b的过程中：（1）重力做功和重力势能变化的关系： 关系式： （2）根据动能定理有： 表达式： （3）思考：物体减少的重力势能等于增加的动能相等吗？为什么相等？ “物体减少的重力势能等于增加的动能”意味着什么？（4）结论：只有 的物体系统内，动能和重力势能可以相互转化，而总的机械能保持 。情景2：如图，在光滑水平地面上，由弹簧和物体组成的系统中，当弹簧处于自然状态时，小球位于o点。现将弹簧拉伸至位置b，释放后小球将在bc之间来回运动。参照情景1的方法，分析小球在从b运动到o的过程中机械能是否守恒。3.小结：机械能守恒定律：（1）条件： （2）内容： （3）表达式：三、典例精析：例1.分析以下过程机械能是否守恒：运动类型受力情况做功的力机械能是否守恒碰鼻实验中的重球平抛运动的小球 沿光滑斜面下滑沿光滑曲面下滑思考：只有重力做功，就是物体只受重力吗？例2：下列实例中的运动物体（均不计空气阻力），机械能守恒的是（ ）a被起重机吊起的货物正在加速上升 b斜抛出去的小球 c木块沿粗糙斜面匀速下滑 d光滑水平面上，一个轻质弹簧左端固定，右端连接一小球，沿水平方向做振动的小球 参考答案：【课堂导学】1.引入：（1）机械能，。（2）重球摆回来的位置不会超过起始点。（因为机械能守恒）（3）重力势能转化为动能（或动能转化为重力势能）重力势能转化为动能重力势能转化为动能弹性势能与动能相互转化2.机械能守恒定律的推导：1秒末2秒末3秒末4秒末动 能100j400j900j1600j重力势能-100j-400j-900j-1600j机 械 能0j0j0j0j（1） 自由落体运动（2）理论推导：情景1：（1）重力做功等于重力势能的减小量，（2）合力做功等于动能的增加量，（3）相等，因为只有重力做功，所以. 机械能总量保持不变（4）重力做功，不变。情景2：弹力做功等于弹性势能的减小量，即合力做功等于动能的增加量，即整个过程中只有弹力做功，即所以，即3.小结：（1）条件： 只有重力或弹力做功（2）内容：动能和势能互相转化时，总的机械能保持不变。（3）表达式：，或三、典例精析：例1.分析以下过程机械能是否守恒：运动类型受力情