机械能守恒定律导学案.doc

机械能守恒定律导学案 4.5 机械能守恒定律 学案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知识点梳理1如图1所示，在伽利略斜面实验中，球沿斜面下滑时，重力做_，物体的动能_重力势能_，球沿斜面上滑过程中，重力做_，物体的动能_，重力势能_如果忽略空气阻力和摩擦阻力，球在A、B两斜面上升的高度_图12如图2甲所示，以一定速度运动的小球能使弹簧压缩，这时小球_做功，使动能转化成弹簧的_；小球速度变为零以后，被压缩的弹簧又能将小球弹回(如图乙所示)，这时弹力对小球做_，又使弹簧的_转化成小球的_图23在自由落体运动或抛体运动中，物体从高为h1的A处运动到高为h2的B处，重力做功等于重力势能的变化的负值，即_，此过程也可由动能定理得到重力做功等于物体动能的变化，即W_，所以有Ep1Ep2Ek2Ek1，即Ep1Ek1_.4在只有_做功的物体系统内，动能与势能可以相互_，而总的机械能保持不变，这叫做机械能_定律，其表达式可以写成Ek1Ep1_或Ek2Ek1_.知识点梳理答案1正功 增加 减少 负功 减少 增加 相同2克服弹簧弹力 弹性势能 正功 弹性势能 动能3W(Ep2Ep1) Ek2Ek1 Ep2Ek24重力或弹力 转化 守恒 Ek2Ep2 Ep1Ep2课堂探究知识点一 机械能守恒的判断例题1 如图4所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是( )图4A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，小球的机械能守恒解析：甲图中重力和弹力做功，物体A和弹簧组成的系统机械能守恒，但物体A机械能不守恒，A错乙图中物体B除受重力外，还受支持力、拉力、摩擦力，但除重力之外的三个力做功的代数和为零，机械能守恒，B对丙图中绳子张力对A做负功，对B做正功，代数和为零，A、B组成的系统机械能守恒，C对丁图中小球的动能不变，势能不变，机械能守恒，D对答案：BCD 点评 判断机械能是否守恒时，对单个物体就看是否只有重力(或弹力)做功，或者虽受其他力，但其他力不做功；对两个或几个物体组成的系统，就看是否只有重力或系统内弹力做功，若有其他外力或内力做功(如内部有摩擦等)且代数和不为零，则系统机械能不守恒变式练习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以上说法均不正确答案：B 只有重力对物体做功指的是物体除受重力外，还可以受其他力作用，但其他力不做功，只有重力做功，故B对，A、C、D错知识点二 机械能守恒定律例题2 如图5所示，在地面上以速度v0抛出质量为m的物体，抛出后物体落到比地面低h的海平面若以地面为参考平面且不计空气阻力，则( )图5A物体落到海平面时的重力势能为mghB重力对物体做的功为mghC物体在海平面上的动能为12mv20mghD物体在海平面上的机械能为12mv20解析：物体抛出后运动的全过程机械能守恒，以地面为参考平面，物体的机械能表示为12mv20，也等于全过程中任意位置的机械能，D正确；由动能定理知：mgh12mv212mv20，所以在海平面上的动能为mgh12mv20，C正确；重力做的功WGmgh，所以B正确；到达海平面时的重力势能Epmgh，A错误所以正确答案为B、C、D.答案：BCD 点拨 明确物体抛出后运动的全过程机械能守恒，注意重力势能的相对性变式练习2 假设过山车在轨道顶点A无初速度释放后，全部运动过程中的摩擦均可忽略，其他数据如图6所示，求过山车到达B点时的速度(g取10 m/s2)图6解析： 由题意可知，过山车在运动过程中仅有重力做功，故其机械能守恒以圆周轨道的最低点所在平面为零势能参考平面，由机械能守恒定律得mghAmghB12mv2BvB2g hAhB 210 7.23.7 m/s70 m/s.课堂反馈1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，机械能就守恒C当有其他外力作用时，只要其他外力不做功，机械能就守恒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2.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 Bmgh12mv20C.12mv20 D.12mv20mgh3质量均为m的甲、乙、丙三个小球，在离地面高为h处以相同的动能在竖直平面内分别做平抛、竖直下抛、沿光滑斜面下滑的运动，则( )A三者到达地面时的速率相同B三者到达地面时的动能相同C三者到达地面时的机械能相同D三者同时落地4.一个质量为m的物体以a=2g的加速度竖直向上运动，则在此物体上升h的过程中，物体的A重力势能增加了2mgh B 动能增加了2mghC机械能保持不变 D机械能增加了mgh5.当物体克服重力做功时，物体的A重力势能一定减少，机械能可能不变。B重力势能一定增大，机械能一定增大。C重力势能一定减少，动能可能减小。D重力势能一定增大，动能可能不变。6.质量为1的物体在地面上高20m的地方在一拉力的作用下以7m/的加速度竖直下落5m的过程中，物体的机械能改变量是A 5J B 10J C 15J D 20J课堂反馈参考答案1C 机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功，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2C 初态时机械能