高二物理暑期辅导班 课题十一 机械能之机械能守恒定律教学案（无答案）.doc

课题十一 机械能之机械能守恒定律【走进考场】1重力势能(1)重力做功的特点：重力做功与_无关，只与初末位置的_有关(2)重力势能概念：物体由于_而具有的能表达式：ep_.矢标性：重力势能是_，正负表示其_ (3)重力做功与重力势能变化的关系定性关系：重力对物体做正功，重力势能就_；重力对物体做负功，重力势能就_定量关系：重力对物体做的功_物体重力势能的减少量即wg(ep2ep1)_.2弹性势能(1)概念：物体由于发生_而具有的能(2)大小：弹簧的弹性势能的大小与形变量及劲度系数有关，弹簧的形变量_，劲度系数_，弹簧的弹性势能越大(3)弹力做功与弹性势能变化的关系类似于重力做功与重力势能变化的关系，用公式表示：w_.【学习目标】正确理解机械能及机械能守恒定律的内容。能判断物体的机械能是否守恒。掌握利用机械能守恒定律解题的基本方法。【基础知识】机械能及其守恒定律1机械能_和_统称为机械能，即e_，其中势能包括_和_2机械能守恒定律(1)内容：在只有_做功的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而总的机械能_(2)表达式：ek1ep1_.(要选零势能参考平面)ek_.(不用选零势能参考平面)e增_.(不用选零势能参考平面)3.应用机械能守恒定律的基本思路(1)选取研究对象物体或系统；(2)根据研究对象所经历的物理过程，进行受力、做功分析，判断机械能是否守恒；(3)恰当地选取参考平面，确定研究对象在过程初、末状态时的机械能；(4)选取适当的机械能守恒定律的方程形式(ek1ep1ek2ep2、ekep或eaeb)进行求解【方法探究】例1升降机底板上放一质量为100 kg的物体，物体随升降机由静止开始竖直向上移动5 m时速度达到4 m/s，则此过程中(g取10 m/s2)()a升降机对物体做功5800 j b合外力对物体做功5800 jc物体的重力势能增加500 j d物体的机械能增加800 j【同步练习】当重力对物体做正功时，物体的（ ）a重力势能一定增加，动能一定减小 b重力势能不一定减小，动能一定增加 c重力势能一定减小，动能不一定增加d重力势能一定增加，动能一定增加【强化练习】如图所示，电梯质量为m，它的水平地板上放置一质量为m的物体，电梯在钢索的拉力作用下由静止开始竖直向上加速运动。当上升高度为h时，电梯的速度达到v，则在这段过程中，下列说法中正确的是( ) a.电梯地板对物体的支持力所做的功等于 b.电梯地板对物体的支持力所做的功大于c.钢索的拉力所做的功等于 d.钢索的拉力所做的功大于【例2】如图所示，光滑水平面ab与竖直面内的半圆形导轨在b点相接，导轨半径为r.一个质量为m的物体将弹簧压缩至a点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧，当它经过b点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的7倍，之后向上运动恰能完成半个圆周运动到达c点试求： (1)弹簧开始时的弹性势能；(2)物体从b点运动至c点克服阻力做的功；(3)物体离开c点后落回水平面时的动能【同步练习】如图所示，光滑坡道顶端距水平面高度为h，质量为m的小物块a从坡道顶端由静止滑下，进入水平面上的滑道时无机械能损失，为使a制动，将轻弹簧的一端固定在水平滑道延长线m处的墙上，另一端恰位于坡道的底端o点已知在om段上物块a与水平面间的动摩擦因数均为，其余各处的摩擦不计，重力加速度为g，求：(1)物块滑到o点时的速度大小；(2)弹簧为最大压缩量d时的弹性势能(设弹簧处于原长时弹性势能为零)；(3)若物块a能够被弹回到坡道上，则它能够上升的最大高度是多少？【例3】如图是一个横截面为半圆、半径为r的光滑柱面，一根不可伸长的细线两端分别系物体a、b，且ma2mb，从图示位置由静止开始释放a物体，当物体b到达半圆顶点时，求绳的张力对物体b所做的功 【同步练习】如图所示，一很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球a和b.a球质量为m，静置于地面；b球质量为3m，用手托住，高度为h，此时轻绳刚好拉紧从静止开始释放b后，a可能达到的最大高度为 ( ) ah b1.5h c2h d2.5h【强化练习】如图所示，一固定的楔形木块，其斜面的倾角为30， 另一边与水平地面垂直，顶端有一个定滑轮，跨过定滑轮的细线两端分别与物块a和b连接，a的质量为4m，b的质量为m.开始时，将b按在地面上不动，然后放开手，让a沿斜面下滑而b上升，所有摩擦均忽略不计当a沿斜面下滑距离x后，细线突然断了求物块b上升的最大高度h.(设b不会与定滑轮相碰)【基础回扣】功和能的关系不同的力做功对应不同形式能的变化定量的关系合外力的功(所有外力的功)动能变化合外力对物体做功等于物体动能的增量w合ek2ek1重力的功重力势能变化重力做正功，重力势能减少；重力做负功，重力势能增加wgepep1ep2弹簧弹力的功弹性势能变化弹力做正功，弹性势能减少；弹力做负功，弹性势能增加w弹epep1ep2只有重力、弹簧弹力的功不引起机械能变化机械能守恒e0除重力和弹力之外的力做的功机械能变化除重力和弹力之外的力做多少正功，物体的机械能就增加多少；除重力和弹力之外的力做多少负功，物体的机械能就减 w除g、弹力外e一对滑动摩擦力的总功内能变化作用于系统的一对滑动摩擦力一定做负功，系统内能增加qffl相对【效果评估】1.一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，弹性力做负功，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2.如图所示，具有一定初速度的物块，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4 m/s2，方向沿斜面向下，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小c物块的机械能可能不变d物块的机械能可能增加也可能减小3.如图所示，在高1.5 m的光滑平台上有一个质量为2 kg的小球被一细线拴在墙上，球与墙之间有一根被压缩的轻质弹簧当烧断细线时，小球被弹出，小球落地时的速度方向与水平方向成60角，则弹簧被压缩时具有的弹性势能为(g10 m/s2) ()a10 j b15 j c20 j d25 j4.如图所示，a物体放在b物体的左侧，用水平恒力f将a拉至b的右端，第一次b固定在地面上，f做功为w1，产生热量q1.第二次让b在光滑地面上自由滑动，f做功为w2，产生热量为q2，则应有 aw1w2，q1q2 bw1w2，q1q2cw1w2，q1q2 dw1w2，q1q25.如图所示，abc和def是在同一竖直平面内的两条光滑轨道，其中abc的末端水平，def是半径为r0.4 m的半圆形轨道，其直径d